JPH1160221A - アルカリ金属縮合リン酸塩の製造方法 - Google Patents
アルカリ金属縮合リン酸塩の製造方法Info
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- JPH1160221A JPH1160221A JP9210469A JP21046997A JPH1160221A JP H1160221 A JPH1160221 A JP H1160221A JP 9210469 A JP9210469 A JP 9210469A JP 21046997 A JP21046997 A JP 21046997A JP H1160221 A JPH1160221 A JP H1160221A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、リン酸と有機物を含む廃水か
ら有機物を淘汰し、興行的に使用可能な高純度の縮合リ
ン酸塩を製造・回収すること、および、同一設備で有機
物を淘汰すると同時に縮合度をコントロールして種々の
縮合リン酸塩を製造することである。 【解決手段】アルカリ金属イオンとリン酸イオンを１．
０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍはアルカリ金属元素のモ
ル量、Ｐはリン酸元素のモル量を表す。）で５〜６５重
量％含有し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有する溶
液を直接、もしくは乾燥固形化後、過剰空気存在下で品
温が８００℃〜１２００℃になるように燃焼することに
より、高純度のアルカリ金属縮合リン酸塩を製造する。
ら有機物を淘汰し、興行的に使用可能な高純度の縮合リ
ン酸塩を製造・回収すること、および、同一設備で有機
物を淘汰すると同時に縮合度をコントロールして種々の
縮合リン酸塩を製造することである。 【解決手段】アルカリ金属イオンとリン酸イオンを１．
０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍはアルカリ金属元素のモ
ル量、Ｐはリン酸元素のモル量を表す。）で５〜６５重
量％含有し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有する溶
液を直接、もしくは乾燥固形化後、過剰空気存在下で品
温が８００℃〜１２００℃になるように燃焼することに
より、高純度のアルカリ金属縮合リン酸塩を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はピロリン酸塩、トリ
ポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩等のアルカリ金属縮
合リン酸塩の製造方法に関する。アルカリ金属縮合リン
酸塩は、洗剤用ビルダー、食品添加物として有用な物質
である。
ポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩等のアルカリ金属縮
合リン酸塩の製造方法に関する。アルカリ金属縮合リン
酸塩は、洗剤用ビルダー、食品添加物として有用な物質
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ金属縮合リン酸塩の製造
は、原料に湿式法によるリン酸溶液など、純度の高いも
のを用いて行われてきた。製造方法としては、噴霧乾燥
と焼成に分かれた２段式、噴霧燃焼する１段式が知られ
ている。また、溶解性のよい結晶を取得するための改質
も行われている。有機物を含むリン酸溶液を原料とした
縮合リン酸塩の製造については、Ｐ2Ｏ5に対して有機物
含量３重量％まで含む湿式リン酸に酸化剤を添加し、加
熱する方法が知られている（特公昭５６−４９８４
７）。この技術は、アルカリ金属縮合リン酸塩の製造を
酸化剤を添加後、３００〜５００℃に加熱することで行
っており、有機物の許容範囲に限界があった。すなわ
ち、この技術には、有機物の含有量が多いと有機物の淘
汰性が低くなるという問題点があった。この温度では、
それ以上の有機物を含むリン酸を使用する場合、晶析な
どをして有機物を除く工程が別途必要となり、さらに、
除いた有機物も活性汚泥などの処理が必要となるなど、
プロセスが膨らみ、コスト高であった。
は、原料に湿式法によるリン酸溶液など、純度の高いも
のを用いて行われてきた。製造方法としては、噴霧乾燥
と焼成に分かれた２段式、噴霧燃焼する１段式が知られ
ている。また、溶解性のよい結晶を取得するための改質
も行われている。有機物を含むリン酸溶液を原料とした
縮合リン酸塩の製造については、Ｐ2Ｏ5に対して有機物
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熱する方法が知られている（特公昭５６−４９８４
７）。この技術は、アルカリ金属縮合リン酸塩の製造を
酸化剤を添加後、３００〜５００℃に加熱することで行
っており、有機物の許容範囲に限界があった。すなわ
ち、この技術には、有機物の含有量が多いと有機物の淘
汰性が低くなるという問題点があった。この温度では、
それ以上の有機物を含むリン酸を使用する場合、晶析な
どをして有機物を除く工程が別途必要となり、さらに、
除いた有機物も活性汚泥などの処理が必要となるなど、
プロセスが膨らみ、コスト高であった。
【０００３】一般に、各種のアルカリ金属縮合リン酸塩
は、Ｍ／Ｐモル比をコントロールすることにより、製造
されている。例えば、Ｍ／Ｐモル比１．０の２００〜２
５０℃で酸性ピロリン酸、Ｍ／Ｐモル比１．０の３００
〜５００℃でヘキサメタリン酸、Ｍ／Ｐモル比１．７の
３００〜５５０℃でトリポリリン酸、Ｍ／Ｐモル比２．
０の３００〜５５０℃でピロリン酸が生成する（Ｕｌｌ
ｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ．Ａ１
９，４８７−４９２）。
は、Ｍ／Ｐモル比をコントロールすることにより、製造
されている。例えば、Ｍ／Ｐモル比１．０の２００〜２
５０℃で酸性ピロリン酸、Ｍ／Ｐモル比１．０の３００
〜５００℃でヘキサメタリン酸、Ｍ／Ｐモル比１．７の
３００〜５５０℃でトリポリリン酸、Ｍ／Ｐモル比２．
０の３００〜５５０℃でピロリン酸が生成する（Ｕｌｌ
ｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｖｏｌ．Ａ１
９，４８７−４９２）。
【０００４】一方、有機物を含む溶液の焼却については
多くの方法があり、有機物と無機物の混合物を含有する
廃水を燃焼して無害化し、有価無機物を回収する方法に
ついては既に知られている（特公昭５５−１０８０
３）。また、アルコール発酵、グルタミン酸発酵、有機
酸発酵などの際に生成する発酵廃液の処理の中でも、有
価無機物の回収が行われている（特公昭５５−１１８４
８）。しかし、これらの発明は無機物をもともと存在し
ていた物質のまま回収することにとどまっており、有機
物を含有するリン酸溶液からアルカリ金属縮合リン酸塩
を製造し、回収すると同時に不要な有機物を淘汰する方
法に関しての記載はない。
多くの方法があり、有機物と無機物の混合物を含有する
廃水を燃焼して無害化し、有価無機物を回収する方法に
ついては既に知られている（特公昭５５−１０８０
３）。また、アルコール発酵、グルタミン酸発酵、有機
酸発酵などの際に生成する発酵廃液の処理の中でも、有
価無機物の回収が行われている（特公昭５５−１１８４
８）。しかし、これらの発明は無機物をもともと存在し
ていた物質のまま回収することにとどまっており、有機
物を含有するリン酸溶液からアルカリ金属縮合リン酸塩
を製造し、回収すると同時に不要な有機物を淘汰する方
法に関しての記載はない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、環境問題に対す
る関心が高まり、廃水中のリン規制も年々強化されてい
る。リンを使用する製造工程においては、廃水中のリン
の有効利用がさらに重要となってきており、リン酸と有
機物を含む溶液から有機物を淘汰し、工業的に利用可能
な縮合リン酸塩を製造・回収することは、環境問題の観
点から重要である。また、同一設備で縮合度（縮合度は
１分子中のリン原子の数を表す。）をコントロールして
種々の縮合リン酸塩を製造すること、縮合リン酸塩を使
用目的に合わせた形態（溶液、スラリー、結晶など）で
取り上げることなどの課題もある。
る関心が高まり、廃水中のリン規制も年々強化されてい
る。リンを使用する製造工程においては、廃水中のリン
の有効利用がさらに重要となってきており、リン酸と有
機物を含む溶液から有機物を淘汰し、工業的に利用可能
な縮合リン酸塩を製造・回収することは、環境問題の観
点から重要である。また、同一設備で縮合度（縮合度は
１分子中のリン原子の数を表す。）をコントロールして
種々の縮合リン酸塩を製造すること、縮合リン酸塩を使
用目的に合わせた形態（溶液、スラリー、結晶など）で
取り上げることなどの課題もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題に鑑み、鋭意
検討の結果、本発明者らは有機物を含有するリン酸イオ
ン水溶液を高温で燃焼することにより再利用可能な高純
度のアルカリ金属縮合リン酸塩を製造することができる
ことを見出した。ここでいうアルカリ金属縮合リン酸塩
は、ヘキサメタリン酸（縮合度４以上）のアルカリ金属
塩、トリポリリン酸（縮合度３）のアルカリ金属塩、ピ
ロリン酸（縮合度２）のアルカリ金属塩またはこれらの
塩の混合物を意味する。
検討の結果、本発明者らは有機物を含有するリン酸イオ
ン水溶液を高温で燃焼することにより再利用可能な高純
度のアルカリ金属縮合リン酸塩を製造することができる
ことを見出した。ここでいうアルカリ金属縮合リン酸塩
は、ヘキサメタリン酸（縮合度４以上）のアルカリ金属
塩、トリポリリン酸（縮合度３）のアルカリ金属塩、ピ
ロリン酸（縮合度２）のアルカリ金属塩またはこれらの
塩の混合物を意味する。
【０００７】すなわち、本発明は、アルカリ金属イオン
とリン酸イオンを１．０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍは
アルカリ金属元素のモル量、Ｐはリン酸元素のモル量を
表す。）で５〜６５重量％含有し、かつ、有機物を３〜
５０重量％含有する溶液を直接、もしくは乾燥固形化
後、過剰空気存在下で品温が８００℃〜１２００℃にな
るように燃焼することにより高純度のアルカリ金属縮合
リン酸塩を製造する方法に関するものである。本発明に
よれば、有機物を含有する溶液からＴＯＣが１０ｐｐｍ
以下であるアルカリ金属縮合リン酸塩を製造できる。ま
た、本発明は、アルカリ金属イオンとリン酸イオンを
１．０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍはアルカリ金属元素
のモル量、Ｐはリン酸元素のモル量を表す。）で５〜６
５重量％含有し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有す
る溶液を液中燃焼缶で炉内温度８００〜１２００℃の過
剰空気存在下で燃焼し、得られた溶融物を温度３０〜９
５℃の水に投入し、アルカリ金属縮合リン酸塩を含む溶
液あるいはスラリーを製造する方法に関するものであ
る。本方法によれば、アルカリ金属縮合リン酸塩以外の
無機物を淘汰することが可能であり、アルカリ金属イオ
ンとリン酸イオンを含有する溶液が他の無機イオンを含
有している場合に特に有効である。
とリン酸イオンを１．０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍは
アルカリ金属元素のモル量、Ｐはリン酸元素のモル量を
表す。）で５〜６５重量％含有し、かつ、有機物を３〜
５０重量％含有する溶液を直接、もしくは乾燥固形化
後、過剰空気存在下で品温が８００℃〜１２００℃にな
るように燃焼することにより高純度のアルカリ金属縮合
リン酸塩を製造する方法に関するものである。本発明に
よれば、有機物を含有する溶液からＴＯＣが１０ｐｐｍ
以下であるアルカリ金属縮合リン酸塩を製造できる。ま
た、本発明は、アルカリ金属イオンとリン酸イオンを
１．０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍはアルカリ金属元素
のモル量、Ｐはリン酸元素のモル量を表す。）で５〜６
５重量％含有し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有す
る溶液を液中燃焼缶で炉内温度８００〜１２００℃の過
剰空気存在下で燃焼し、得られた溶融物を温度３０〜９
５℃の水に投入し、アルカリ金属縮合リン酸塩を含む溶
液あるいはスラリーを製造する方法に関するものであ
る。本方法によれば、アルカリ金属縮合リン酸塩以外の
無機物を淘汰することが可能であり、アルカリ金属イオ
ンとリン酸イオンを含有する溶液が他の無機イオンを含
有している場合に特に有効である。
【０００８】本発明では、カリウムイオン、ナトリウム
イオン等がアルカリ金属イオンとして使用可能である
が、特に限定はされないが、縮合リン酸塩の有用性か
ら、ナトリウムイオンが有用である。アルカリ金属イオ
ンがナトリウムイオンの場合、縮合リン酸のナトリウム
塩が取得できる。また、本発明においては、アルカリ金
属イオンとリン酸イオンを１．０〜３．０のＭ／Ｐモル
比（Ｍはアルカリ金属元素のモル量、Ｐはリン酸元素の
モル量を表す。）で５〜６５重量％含有し、かつ、有機
物を３〜５０重量％含有する溶液に塩素イオンを添加し
て、（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比（Ｃｌは塩素元素のモル量
を表す。）が１．０〜２．０となるように調整して、使
用することができる。塩素イオンを添加することで、、
Ｍ／Ｐモル比が２．０以上の溶液でも効率よくアルカリ
金属縮合リン酸塩が取得可能である。さらに、本発明に
おいては、製造されたアルカリ金属縮合リン酸塩中のＴ
ＯＣ（全有機体窒素）が１０ｐｐｍ以下であることも特
徴としている。
イオン等がアルカリ金属イオンとして使用可能である
が、特に限定はされないが、縮合リン酸塩の有用性か
ら、ナトリウムイオンが有用である。アルカリ金属イオ
ンがナトリウムイオンの場合、縮合リン酸のナトリウム
塩が取得できる。また、本発明においては、アルカリ金
属イオンとリン酸イオンを１．０〜３．０のＭ／Ｐモル
比（Ｍはアルカリ金属元素のモル量、Ｐはリン酸元素の
モル量を表す。）で５〜６５重量％含有し、かつ、有機
物を３〜５０重量％含有する溶液に塩素イオンを添加し
て、（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比（Ｃｌは塩素元素のモル量
を表す。）が１．０〜２．０となるように調整して、使
用することができる。塩素イオンを添加することで、、
Ｍ／Ｐモル比が２．０以上の溶液でも効率よくアルカリ
金属縮合リン酸塩が取得可能である。さらに、本発明に
おいては、製造されたアルカリ金属縮合リン酸塩中のＴ
ＯＣ（全有機体窒素）が１０ｐｐｍ以下であることも特
徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に使用されるリン酸イオン
含有溶液は、アルカリ金属イオンとリン酸イオンとを
１．０〜３．０のＭ／Ｐモル比で５〜６５重量％含有
し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有する溶液であ
り、水溶液が好ましい。この溶液のＭ／Ｐモル比が１．
０〜３．０の範囲に入っていないときは、アルカリ金属
の水酸化物（ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）、炭酸塩（Ｎａ2
ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3など）もしくは塩化物（ＮａＣｌ、
ＫＣｌなど）、あるいはリン酸またはアルカリ金属リン
酸塩（ＮａＨ2ＰＯ4、Ｎａ2ＨＰＯ4、Ｎａ3ＰＯ4など）
を加えて調整すればよい。
含有溶液は、アルカリ金属イオンとリン酸イオンとを
１．０〜３．０のＭ／Ｐモル比で５〜６５重量％含有
し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有する溶液であ
り、水溶液が好ましい。この溶液のＭ／Ｐモル比が１．
０〜３．０の範囲に入っていないときは、アルカリ金属
の水酸化物（ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）、炭酸塩（Ｎａ2
ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3など）もしくは塩化物（ＮａＣｌ、
ＫＣｌなど）、あるいはリン酸またはアルカリ金属リン
酸塩（ＮａＨ2ＰＯ4、Ｎａ2ＨＰＯ4、Ｎａ3ＰＯ4など）
を加えて調整すればよい。
【００１０】上記溶液に塩素イオンを添加し、溶液中の
（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比を１．０〜２．０に調整して本
発明に使用すると効率よくリン酸縮合塩を得ることがで
きる。塩素イオン量は、塩酸もしくは塩化物（ＮａＣ
ｌ、ＫＣｌなど）などを加えて調整すればよい。
（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比を１．０〜２．０に調整して本
発明に使用すると効率よくリン酸縮合塩を得ることがで
きる。塩素イオン量は、塩酸もしくは塩化物（ＮａＣ
ｌ、ＫＣｌなど）などを加えて調整すればよい。
【００１１】上記溶液中のアルカリ金属イオンとリン酸
イオンの含有量は５〜６５重量％、好ましくは５〜４０
重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。ま
た、有機物としては、グルコースなどの糖、グルタミ
ン、リジンなどのアミノ酸、イノシン酸、グアニル酸な
どのヌクレオチド、イノシン、グアニンなどのヌクレオ
シド、酢酸、リンゴ酸などの有機酸、発酵液中の湿菌体
などを挙げることができるが、８００〜１２００℃の温
度で燃焼可能な有機物であれば、その由来は問わない。
有機物の含有量は３〜５０重量％、好ましくは３〜２０
重量％、より好ましくは３〜１０重量％である。本発明
に使用される溶液は、上記以外の物質を含んでいる溶
液、例えば発酵液由来の溶液などを含有していても良
い。炭酸イオン、硫酸イオン、塩素イオンなどに由来す
る塩類を含有している場合は、上記溶液を燃焼後水中に
投入し、晶析などを行うことにより淘汰可能である。
イオンの含有量は５〜６５重量％、好ましくは５〜４０
重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。ま
た、有機物としては、グルコースなどの糖、グルタミ
ン、リジンなどのアミノ酸、イノシン酸、グアニル酸な
どのヌクレオチド、イノシン、グアニンなどのヌクレオ
シド、酢酸、リンゴ酸などの有機酸、発酵液中の湿菌体
などを挙げることができるが、８００〜１２００℃の温
度で燃焼可能な有機物であれば、その由来は問わない。
有機物の含有量は３〜５０重量％、好ましくは３〜２０
重量％、より好ましくは３〜１０重量％である。本発明
に使用される溶液は、上記以外の物質を含んでいる溶
液、例えば発酵液由来の溶液などを含有していても良
い。炭酸イオン、硫酸イオン、塩素イオンなどに由来す
る塩類を含有している場合は、上記溶液を燃焼後水中に
投入し、晶析などを行うことにより淘汰可能である。
【００１２】上記の有機物含有液は、直接８００〜１２
００℃で燃焼すれば良いが、乾燥固形化した後、燃焼し
ても良い。乾燥固形化する場合は、スプレードライヤ
ー、ドラムドライヤーなどを用いて、通常の方法で行え
ばよい。
００℃で燃焼すれば良いが、乾燥固形化した後、燃焼し
ても良い。乾燥固形化する場合は、スプレードライヤ
ー、ドラムドライヤーなどを用いて、通常の方法で行え
ばよい。
【００１３】次に、Ｍ／Ｐモル比調整後の上記溶液もし
くは上記乾燥固形物を過剰空気存在下で燃焼する。本発
明に用いる燃焼用装置としては、液中燃焼缶、回転炉な
どが使用可能である。８００〜１２００℃の温度で燃焼
可能な装置であれば使用上特に問題ないが、排ガス中の
粉塵を完全に除去できるという理由から、本発明には液
中燃焼缶が最も適する。本発明における燃焼温度は８０
０〜１２００℃、液中燃焼法では９５０〜１２００℃が
適当である。このような条件で過剰空気存在下で燃焼す
ることにより、アルカリ金属リン酸塩を乾燥・脱水縮合
反応して、アルカリ金属縮合リン酸塩を製造すると同時
に、溶液中の有機物を酸化し、淘汰することができるの
で、本発明によれば、ＴＯＣが１０ｐｐｍ以下であるア
ルカリ金属縮合リン酸塩の製造が可能である。
くは上記乾燥固形物を過剰空気存在下で燃焼する。本発
明に用いる燃焼用装置としては、液中燃焼缶、回転炉な
どが使用可能である。８００〜１２００℃の温度で燃焼
可能な装置であれば使用上特に問題ないが、排ガス中の
粉塵を完全に除去できるという理由から、本発明には液
中燃焼缶が最も適する。本発明における燃焼温度は８０
０〜１２００℃、液中燃焼法では９５０〜１２００℃が
適当である。このような条件で過剰空気存在下で燃焼す
ることにより、アルカリ金属リン酸塩を乾燥・脱水縮合
反応して、アルカリ金属縮合リン酸塩を製造すると同時
に、溶液中の有機物を酸化し、淘汰することができるの
で、本発明によれば、ＴＯＣが１０ｐｐｍ以下であるア
ルカリ金属縮合リン酸塩の製造が可能である。
【００１４】燃焼反応装置として、液中燃焼缶を使用す
る場合、反応は融解状態で行われるので、生成した縮合
リン酸塩は微粒の溶融塩ミストとして得られる。得られ
た溶融塩ミストは、焼却炉内の壁を伝い、もしくは、直
接、焼却炉の下部に設置された冷却缶の缶内液中に落下
し、アルカリ金属縮合リン酸塩溶液あるいはスラリーと
なる。使用される缶内液としては水が好ましく、その温
度は、得られた縮合リン酸塩の加水分解反応を押さえる
ために、３０〜９５℃、望ましくは６５〜８５℃に制御
することが重要である。次の工程に支障がなければ、缶
内液のｐＨをアルカリ側にすることで加水分解反応をさ
らに防ぐことができる液中燃焼缶を用いて製造されたア
ルカリ金属縮合リン酸塩溶液あるいはスラリーからアル
カリ金属縮合リン酸塩結晶を製造するには、濃縮晶析、
冷却晶析等の通常の方法で晶析、分離を行えば良い。ま
た、リン酸塩以外の無機物を含む溶液を用いて、液中燃
焼缶でアルカリ金属縮合リン酸塩を製造した場合、缶内
液中にアルカリ金属縮合リン酸塩と他の無機塩が存在す
ることになるが、上記の晶析・分離工程を行うことによ
り、他の無機塩の淘汰が可能であり、高純度のアルカリ
金属縮合リン酸塩が取得可能である。
る場合、反応は融解状態で行われるので、生成した縮合
リン酸塩は微粒の溶融塩ミストとして得られる。得られ
た溶融塩ミストは、焼却炉内の壁を伝い、もしくは、直
接、焼却炉の下部に設置された冷却缶の缶内液中に落下
し、アルカリ金属縮合リン酸塩溶液あるいはスラリーと
なる。使用される缶内液としては水が好ましく、その温
度は、得られた縮合リン酸塩の加水分解反応を押さえる
ために、３０〜９５℃、望ましくは６５〜８５℃に制御
することが重要である。次の工程に支障がなければ、缶
内液のｐＨをアルカリ側にすることで加水分解反応をさ
らに防ぐことができる液中燃焼缶を用いて製造されたア
ルカリ金属縮合リン酸塩溶液あるいはスラリーからアル
カリ金属縮合リン酸塩結晶を製造するには、濃縮晶析、
冷却晶析等の通常の方法で晶析、分離を行えば良い。ま
た、リン酸塩以外の無機物を含む溶液を用いて、液中燃
焼缶でアルカリ金属縮合リン酸塩を製造した場合、缶内
液中にアルカリ金属縮合リン酸塩と他の無機塩が存在す
ることになるが、上記の晶析・分離工程を行うことによ
り、他の無機塩の淘汰が可能であり、高純度のアルカリ
金属縮合リン酸塩が取得可能である。
【００１５】この方法で得られる結晶は粉立ちも少な
く、溶解性に優れている。また、液中燃焼缶を用いる燃
焼では、回転炉など他の焼却（燃焼）炉で問題となる粉
立ちなどのロスも防ぐことができる。
く、溶解性に優れている。また、液中燃焼缶を用いる燃
焼では、回転炉など他の焼却（燃焼）炉で問題となる粉
立ちなどのロスも防ぐことができる。
【００１６】従来の方法においては、縮合リン酸塩（ピ
ロリン酸塩、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩
等）はその化学的性質（融点、反応温度など）がそれぞ
れ異なるため、それぞれの縮合リン酸塩専用の限定され
た製造装置を組むことが多かった。しかしながら、上記
に述べたように、本発明の液中燃焼缶を用いた方法にお
いては、生成した縮合リン酸塩の微粒の溶融塩ミスト
は、直接、あるいは、焼却炉内の壁を伝って冷却缶の缶
内液に落下するため、融点以上の温度を選べばいずれの
縮合リン酸塩でも同一設備で製造することが可能であ
り、この汎用性は工業生産において利点が大きい。
ロリン酸塩、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸塩
等）はその化学的性質（融点、反応温度など）がそれぞ
れ異なるため、それぞれの縮合リン酸塩専用の限定され
た製造装置を組むことが多かった。しかしながら、上記
に述べたように、本発明の液中燃焼缶を用いた方法にお
いては、生成した縮合リン酸塩の微粒の溶融塩ミスト
は、直接、あるいは、焼却炉内の壁を伝って冷却缶の缶
内液に落下するため、融点以上の温度を選べばいずれの
縮合リン酸塩でも同一設備で製造することが可能であ
り、この汎用性は工業生産において利点が大きい。
【００１７】その他、液中燃焼缶以外に燃焼反応装置と
しては回転炉を使用してもよい。この場合は有機物を燃
焼するため、過剰空気存在下で品温８００℃以上で燃焼
する必要がある。それ以下の温度で燃焼すると、有機物
が残存し、着色したアルカリ金属縮合リン酸塩が得られ
てしまう。回転炉を用いると、アルカリ金属縮合リン酸
塩の無水晶が取得できる。
しては回転炉を使用してもよい。この場合は有機物を燃
焼するため、過剰空気存在下で品温８００℃以上で燃焼
する必要がある。それ以下の温度で燃焼すると、有機物
が残存し、着色したアルカリ金属縮合リン酸塩が得られ
てしまう。回転炉を用いると、アルカリ金属縮合リン酸
塩の無水晶が取得できる。
【００１８】本発明において、アルカリ金属縮合リン酸
塩の縮合度はＭ／Ｐモル比を変えることでコントロール
可能である。例えば、Ｍ／Ｐモル比１．０〜１．２でヘ
キサメタリン酸塩（縮合度４以上；）、Ｍ／Ｐモル比
１．５〜１．８でトリポリリン酸塩（縮合度３）、１．
８〜３．０でピロリン酸塩（縮合度２）が主成分の縮合
リン酸塩を製造できる。従来、Ｍ／Ｐモル比が２を越え
るとオルトリン酸が主に生成するため、Ｍ／Ｐモル比を
２以下に調製することが重要であったが、本発明方法に
よれば、Ｍ／Ｐモル比が２．０以上でもオルトリン酸の
生成を押さえ、ピロリン酸を効率的に取得することが可
能であり、この点は従来技術に比べ、特筆すべきことで
ある。特に、Ｍ／Ｐモル比が２．０〜３．０のときは、
（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比を１．０〜２．０となるように
塩素イオンを添加することにより、更にオルトリン酸の
生成を押さえることが可能であり、より効率的に縮合リ
ン酸塩の製造が可能である。
塩の縮合度はＭ／Ｐモル比を変えることでコントロール
可能である。例えば、Ｍ／Ｐモル比１．０〜１．２でヘ
キサメタリン酸塩（縮合度４以上；）、Ｍ／Ｐモル比
１．５〜１．８でトリポリリン酸塩（縮合度３）、１．
８〜３．０でピロリン酸塩（縮合度２）が主成分の縮合
リン酸塩を製造できる。従来、Ｍ／Ｐモル比が２を越え
るとオルトリン酸が主に生成するため、Ｍ／Ｐモル比を
２以下に調製することが重要であったが、本発明方法に
よれば、Ｍ／Ｐモル比が２．０以上でもオルトリン酸の
生成を押さえ、ピロリン酸を効率的に取得することが可
能であり、この点は従来技術に比べ、特筆すべきことで
ある。特に、Ｍ／Ｐモル比が２．０〜３．０のときは、
（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比を１．０〜２．０となるように
塩素イオンを添加することにより、更にオルトリン酸の
生成を押さえることが可能であり、より効率的に縮合リ
ン酸塩の製造が可能である。
【００１９】
実施例１：ピロリン酸の製造 Ｎａ2ＨＰＯ4３７４ｇ、イノシン酸２０ｇ、イノシン１
０ｇ、湿菌体１５ｇを水５８１ｇに溶解し、リン酸イオ
ンとナトリウムイオン（約３７重量％）及び有機物（約
４重量％）を含有する水溶液を調製した。この溶液をス
プレードライヤーで乾燥して水分３．６％、Ｍ／Ｐモル
比２．０の乾燥品を得た。この乾燥品２ｇを白金るつぼ
に入れ、電気炉で８００℃で４時間焼成した。比較とし
て同乾燥品を５００℃で４時間焼成した。その結果、い
ずれもピロリン酸ナトリウムの無水物がリン酸成分の存
在比（試料中の総リン酸中で各成分が占める割合をＰＯ
4換算で算出）で９０％以上生成し、脱水縮合反応は同
等に進行することが確認された。しかし、５００℃では
有機物がＴＯＣが１４００ｐｐｍであったのに対し、８
００℃ではＴＯＣが１０ｐｐｍ以下であった。
０ｇ、湿菌体１５ｇを水５８１ｇに溶解し、リン酸イオ
ンとナトリウムイオン（約３７重量％）及び有機物（約
４重量％）を含有する水溶液を調製した。この溶液をス
プレードライヤーで乾燥して水分３．６％、Ｍ／Ｐモル
比２．０の乾燥品を得た。この乾燥品２ｇを白金るつぼ
に入れ、電気炉で８００℃で４時間焼成した。比較とし
て同乾燥品を５００℃で４時間焼成した。その結果、い
ずれもピロリン酸ナトリウムの無水物がリン酸成分の存
在比（試料中の総リン酸中で各成分が占める割合をＰＯ
4換算で算出）で９０％以上生成し、脱水縮合反応は同
等に進行することが確認された。しかし、５００℃では
有機物がＴＯＣが１４００ｐｐｍであったのに対し、８
００℃ではＴＯＣが１０ｐｐｍ以下であった。
【００２０】実施例２：リン酸塩としてＮａＨ2ＰＯ4あ
るいはＮａ2ＨＰＯ4を水に溶解し、ＮａＯＨとＮａＣｌ
でＭ／Ｐモル比を調整し、フィード液〜を作成した
（表１参照）。図１のフローシートで示される反応装置
を組み、液中燃焼炉（バーナー；２００００ｋｃａｌ／
ｈｒ、焼却炉；６１Ｌ、回収缶液量；１０Ｌ）に各フィ
ード液を２Ｌ／ｈｒでフィードし、表１に示す炉内温度
と回収缶液温度で連続的に燃焼した。２時間経過後の回
収缶液のリン酸成分の分析結果を表２にまとめた。Ｍ／
Ｐモル比に対応して回収缶液のリン酸成分の存在比は変
わり、Ｍ／Ｐモル比１．０で縮合度４以上のヘキサメタ
リン酸（）、１．７で縮合度３のトリポリリン酸
（）、２．０〜２．６で縮合率２のピロリン酸（〜
）を主成分とする縮合リン酸塩溶液が生成した。同じ
Ｍ／Ｐモル比でフィード液の塩素イオン濃度を変える
と、塩素イオンの濃度が高い（（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比
が低い）ほど縮合度の高い縮合リン酸塩が生成した（
〜、〜）。また、Ｍ／Ｐモル比が２より大きい原
料（フィード液）を使用しても、縮合リン酸塩（ピロリ
ン酸）を８０％以上の収率で得ることができた（〜
）。
るいはＮａ2ＨＰＯ4を水に溶解し、ＮａＯＨとＮａＣｌ
でＭ／Ｐモル比を調整し、フィード液〜を作成した
（表１参照）。図１のフローシートで示される反応装置
を組み、液中燃焼炉（バーナー；２００００ｋｃａｌ／
ｈｒ、焼却炉；６１Ｌ、回収缶液量；１０Ｌ）に各フィ
ード液を２Ｌ／ｈｒでフィードし、表１に示す炉内温度
と回収缶液温度で連続的に燃焼した。２時間経過後の回
収缶液のリン酸成分の分析結果を表２にまとめた。Ｍ／
Ｐモル比に対応して回収缶液のリン酸成分の存在比は変
わり、Ｍ／Ｐモル比１．０で縮合度４以上のヘキサメタ
リン酸（）、１．７で縮合度３のトリポリリン酸
（）、２．０〜２．６で縮合率２のピロリン酸（〜
）を主成分とする縮合リン酸塩溶液が生成した。同じ
Ｍ／Ｐモル比でフィード液の塩素イオン濃度を変える
と、塩素イオンの濃度が高い（（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比
が低い）ほど縮合度の高い縮合リン酸塩が生成した（
〜、〜）。また、Ｍ／Ｐモル比が２より大きい原
料（フィード液）を使用しても、縮合リン酸塩（ピロリ
ン酸）を８０％以上の収率で得ることができた（〜
）。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上説明したような形態で実施
され、以下に記載されるような効果を奏する。本発明に
よれば、リン酸と有機物を含む廃水から有機物を淘汰
し、環境への負荷を軽減するとともに、リン酸を有用な
縮合リン酸塩として回収することが可能であり、目的に
応じて水溶液あるいはスラリーを製造することが可能で
あり、（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比を１．０〜２．０に調整
することで通常より広い範囲のＭ／Ｐモル比の溶液から
アルカリ金属縮合リン酸塩を製造することが可能であ
る。また、本発明によれば、アルカリ金属縮合リン酸塩
が簡単な装置で効率的に製造でき、リン酸含有廃液から
高純度のアルカリ金属縮合リン酸塩が製造可能である。
され、以下に記載されるような効果を奏する。本発明に
よれば、リン酸と有機物を含む廃水から有機物を淘汰
し、環境への負荷を軽減するとともに、リン酸を有用な
縮合リン酸塩として回収することが可能であり、目的に
応じて水溶液あるいはスラリーを製造することが可能で
あり、（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比を１．０〜２．０に調整
することで通常より広い範囲のＭ／Ｐモル比の溶液から
アルカリ金属縮合リン酸塩を製造することが可能であ
る。また、本発明によれば、アルカリ金属縮合リン酸塩
が簡単な装置で効率的に製造でき、リン酸含有廃液から
高純度のアルカリ金属縮合リン酸塩が製造可能である。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施する液中燃焼炉のフローシートを
示す。
示す。
１ 噴霧燃焼炉 ２ 冷却缶 ３ スクラバー ４ 白煙防止器 ５ 缶液冷却器 Ｂ−１ 燃焼空気ブロワー Ｂ−２ 冷却空気ファン Ｐ−１ 灯油噴霧ポンプ Ｐ−２ 原液噴霧ポンプ Ｐ−３ スクラバーポンプ Ｐ−４ 缶液ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香田 隆之 神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１ 味の 素株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 佐藤 武 神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１ 味の 素株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 伊藤 寿夫 神奈川県川崎市川崎区鈴木町１−１ 味の 素株式会社生産技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】アルカリ金属イオンとリン酸イオンを１．
０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍはアルカリ金属元素のモ
ル量、Ｐはリン酸元素のモル量を表す。）で５〜６５重
量％含有し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有する溶
液を直接、もしくは乾燥固形化後、過剰空気存在下で品
温が８００〜１２００℃になるように燃焼することによ
り、有機物を淘汰して縮合リン酸塩を製造することを特
徴とするアルカリ金属縮合リン酸塩を製造する方法。 - 【請求項２】液中燃焼缶で炉内温度８００〜１２００℃
の過剰空気存在下で燃焼し、得られた溶融物を温度３０
〜９５℃の水に投入し、アルカリ金属縮合リン酸を含む
溶液あるいはスラリーを製造することを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】アルカリ金属イオンがナトリウムイオンで
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
方法。 - 【請求項４】アルカリ金属イオンとリン酸イオンを１．
０〜３．０のＭ／Ｐモル比（Ｍはアルカリ金属元素のモ
ル量、Ｐはリン酸元素のモル量を表す。）で５〜６５重
量％含有し、かつ、有機物を３〜５０重量％含有する溶
液に塩素イオンを添加して、（Ｍ−Ｃｌ）／Ｐモル比
（Ｃｌは塩素元素のモル量を表す。）が１．０〜２．０
となるように調整した後、燃焼することを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】製造されたアルカリ金属縮合リン酸塩中の
ＴＯＣ（全有機体炭素）が１０ｐｐｍ以下であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP21046997A JP3695072B2 (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | アルカリ金属縮合リン酸塩の製造方法 |
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| US09/129,698 US5955047A (en) | 1997-08-05 | 1998-08-05 | Process for producing alkali metal polyphosphates |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH1160221A true JPH1160221A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3695072B2 JP3695072B2 (ja) | 2005-09-14 |
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ID=16589862
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| US2776187A (en) * | 1950-09-08 | 1957-01-01 | Chem Fab Budenheim Ag | Production of tripolyphosphates |
| GB723245A (en) * | 1953-03-18 | 1955-02-02 | Fisons Ltd | Improvements in the manufacture of sodium tripolyphosphates |
| FR1156155A (fr) * | 1956-08-28 | 1958-05-13 | Benckiser Gmbh Joh A | Procédé pour la fabrication de polyphosphates |
| US3233967A (en) * | 1960-07-21 | 1966-02-08 | Monsanto Co | Manufacture of alkali metal tripolyphosphates |
| DE1147205B (de) * | 1961-12-20 | 1963-04-18 | Buettner Werke Ag | Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphat der Niedertemperaturform |
| US3309174A (en) * | 1962-11-29 | 1967-03-14 | Fmc Corp | Alkali metal tripolyphosphate product |
| US3382037A (en) * | 1964-12-29 | 1968-05-07 | Fmc Corp | Process for the production of sodium trimetaphosphate |
| DE1258849B (de) * | 1965-06-18 | 1968-01-18 | Knapsack Ag | Verfahren zur Herstellung von Natriumtripolyphosphat mit hohem Gehalt der Hochtemperaturform |
| DE1280824B (de) * | 1966-02-09 | 1968-10-24 | Knapsack Ag | Verfahren zur Herstellung von Polyphosphaten |
| IL30194A (en) * | 1967-06-20 | 1972-09-28 | Romanian State Ministry Of Che | Process for manufacturing sodium tripolyphosphate |
| BE754175A (fr) * | 1969-07-30 | 1970-12-31 | Albright & Wilson | Procede de fabrication de tripolyphosphates |
| US3682588A (en) * | 1970-07-21 | 1972-08-08 | Fmc Corp | Phosphate particles |
| DE2754020A1 (de) * | 1977-12-05 | 1979-06-13 | Hoechst Ag | Verfahren zur herstellung von natriumtripolyphosphat |
| SU814855A1 (ru) * | 1979-06-19 | 1981-03-23 | Белорусский Технологический Институтим. C.M.Кирова | Способ получени полифосфатаНАТРи |
| EP0108685A2 (en) * | 1982-11-04 | 1984-05-16 | Calgon Corporation | A glassy crystalline phosphate product and a process for the production thereof |
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-
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1998
- 1998-08-04 BR BR9802836-7A patent/BR9802836A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-08-05 US US09/129,698 patent/US5955047A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-05 CN CN98116873A patent/CN1131844C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-05 EP EP98114756A patent/EP0896950B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-05 DE DE69824498T patent/DE69824498T2/de not_active Expired - Lifetime
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