Изобретение относится к способу получения кристаллического алюмосиликата-эрионита и может быть использовано в химической промышленности при производстве цеолитов.

Известен способ получения путем взаимодействия концентрированного золя крем-. ниевой кислоты с раствором алюмината натрия с последующей кристаллизацией геля при нагревании, отделения образовавшихся кристаллов продукта, их промывки и сушки (1).

Известен также способ получения эрионита путем взаимодействия активного осажденного кремнезема с раствором алюмината калия-натрия, кристаллизации щелочного алюмосиликатного гидрогеля при нагревании, отделения образовавшихся кристаллов продукта, их промывки и сушки (2).

Недостатком известных способов является то, что использование в качестве. одного из реагентов активного кремнезема (в форме концентрированного золя или осажденного аморфного кремнезема) ведет к образованию большого объема трудно утилизируемых прв*мстоков, представляющих собой сильно разбавленные кислые растворы натриевых солей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения эрионита путем гидротермольной обработки смеси, содержащей силикат натрия, алюминат калия, соли аммония и фосфорной кислоты в присутствии затравкиэрионита, с последующим отделением полученного осадка, его промывкой и сушкой (3).

Недостатки способа заключаются в сложности процесса из-за использования дефицитных исходных материалов фосфорной кислоты или ее солей, а также в необходимости получения дополнительных количеств кристаллического эрионита в виде затравки. Кроме того, образующиеся стоки содер-3

1% жат ионы РО„. что вызывает необходимость дополнительной их очистки.

Другим недостатком является невысокая степень чистоты целевого продукта, что выражается в низком значении влагоемкости (13,1%) .

Цель изобретения вЂ” упрощение процесса и повышение фазовой чистоты целевого продукта.

833499

Основную массу алюмосиликатного гидрогеля готовят смешиванием растворов силиката натрия гидроокиси калия, сернокислого алюминия и затравки, добавляемой в

30 таком количестве, чтобы содержание А1 0з в ней составляло 3 вЂ” 25% от AlzOg в сульфате алюминия.

Соединение калия вводят в количестве, обеспечивающем молярное отношение К О: з5

А!20 в смеси, равное 0,3 вЂ” 3,2. Реакционйую массу размешивают с целью гомогенизации, затем оставляют полученный алюмосиликатный гидрогель для созревания. После созревания нагревают до 92 вЂ” 100 С и выдерживают при этой температуре до завершения кристаллизации (70 вЂ 2 ч в зависимости от состава массы и температуры) . По,окончании кристаллизации кристаллический продукт отделяют от маточного раствора фильтрацией, промывают до рН промывной воды 9 вЂ” 9,5 и сушат.

Пример 1. Для получения коллоидной затравки растворяют 18 г тригидрата алюминия,(95% Al(OÍ) 5) в растворе, содержащем 22 6 r КОН, 62 5 г NaOH u

250 г Н О. Полученный раствор щелочного алюмината вливают при размешивании в

510 г раствора силикана натрия, содержащего 39,4 г Na<0 и 105,6 r SiOg. Оставляют полученную смесь для созревания на

16 ч при комнатной температуре.

Для получения основного геля разбавляют 2710 г силиката натрия (31% $10 .

11,6% NazO) 2000 r воды, добавляют раст45

Поставленная цель достигается тем, что в качестве затравки используют гель состава (0,2 вЂ” 15) КдО.(3,5 вЂ” 30) Na O- AlzOg. (8 вЂ” - 8) SiOz (150 вЂ” 850)HzO, а в исходную смесь дополнительно вводят гидроокись или карбонат калия в количестве, обеспечивающем молярное отношение К О:A1 0з,вЂ”

0,3 вЂ” 3;2.

Молярное отношение К О:AlzO в реакционной смеси является оптимальным, поскольку при отношении КдО:Al О,, составляющем менее 0,3, в процессе кристаллизации возможно образование цеолита типа шабазита. При увеличении отношения КдО:A1 0 в смеси выше 3,2 возможно образование цеолита типа «Л», а не эрионита.

Способ осуществляют следующим обра- 5 зом.

К раствору алюмината щелочного металла добавляют расчетное количество раствора КОН и при интенсивном перемешивании вливают в раствор силиката натрия. После кратковременного перемешивания получен- 20 ную коллоидную массу оставляют для старения и затем используют в качестве затравки. Химический состав затравки в молярных отношениях окислов находится в пределах

4 вор 212 г КОН (85%) в 370 г воды, затемвЂ” при непрерывном перемеш иван и и раствор

666 r А1 ($0 4) у38Н>0 в 950 г воды и приготовленную ранее затравку. Молярное отношение К О:А1 0з в смеси составляет 1,1, а молярное отношение

После 1 ч гомогенизации оставляют для созревания .на 18 ч.

После 138 ч кристаллизации полученного алюмосиликатного гидрогеля при 98 С образовался цеолит с кристаллической реш ткой эрионита (химический состав 0,52 К О-.

0,38 NazO AlzOg6,9 SiOg4,6 Н О) влагоемкость при Р/PS 0,4=14,8%.

Пример 2. Для приготовления коллоидной затравки смешивают 41,2 r раствора алюмината калия-натрия, содержащего

8,5 г К О, 0,62 NazO и 1,33 r А1 0 5 с 99,7 г раствора силиката натрия, содержащего

21,6 г $10 и 7,35 r NazO. Оставляют полученную смесь для созревания в течение 16 ч.

К 725 г раствора силиката натрия, содержащего 122,4 г SiOg и 41,6 г NazO добавляют 66,5 г раствора гидроокиси калия, в составе которого 21,66 r К О, и смешивают полученный раствор с 127,9 г раствора сульфата алюминия, содержащего 29,7 г Al z (SO 4) р в эту смесь добавляют коллоидную затравку.

Молярное отношение К О:А1 0З в реакционной смеси составляет 3,2, а молярное отношение

f K 0+@,ОЯКО,$

После гомогенизации и созревания алюмосиликатный гидрогель кристаллизуют при

95 С в течение примерно 70 ч. Полученные кристаллы отделяют от маточного раствора, промывают и сушат.

Эрионит имеет следующий химический состав 0,57 К О 0,48 Na>0 AlzOz7,4 SiOz

6,1 HzO влагоемкость 15 2%Пример 3. Для приготовления затравки смешивают 17,8 г раствора алюмината калия-натрия, содержащего 1,02 г А1 08,, 2,35 г К О и 0,6 г .Na>0 с 39 г раствора силиката натрия, содержащего 12 г SiOg и 4,1 г Na®0.

К 232 г раствора силиката натрия, содержащего 72 г SiOg и 24,4 г NazO добавляют 43 r раствора гидроокиси калия, содержащего 12,5 г К®0, полученный раствор смешивают с 140 г раствора сернокислого алюминия, содержащего 31 г Alp ($04) з, и в полученную смесь добавляют приготовлен-. ную ранее коолоидную затравку ;,Молярное

833499

= 036

Ц10Д

Формула изобретения

Составитель Л. Андруцкая

Редактор В. Кузнецова Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3880/16 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

S отношение К Э:А1 03 в общем геле равно

1,6, Алюмосиликатныи гидрогель после гомогенизации и созревания подвергают кристаллизации при 97 С и периодическом перемешивании в течение 250 ч. В результате получают кристаллический эрионит химического состава 0,5 К30 0,4 NazO Al®Оэ7,6 SiOz.бНаО с влагоемкостью 13,6 /о.

Пример 4. Готовят коллоидную затравку путем смешивания 41,2 г раствора алюмината калия-натрия, содержащего 8,5 г

К30 0;62 г NazO и 1.33 г AlzO> с 99,7 г раствора силиката натрия, содержащего

21,6 г ЯОу, и 7,35r NagO, и оставляют для созревания в течение 18 ч.

К.725 г раствора силиката натрия, содержащего 122,9" г SiOz и 41,6 г Na®O, добавляют 200 г раствора карбоната калия, содержащего 27;7 г KzCOt, и смешивают полученный раствор с 127,9 г раствора сульфата алюминия, содержащего 29,7 г Alt(SO4) z, и добавляют приготовленную рачее затравку.

Молярное отношение К О:А130 в реакционной смеси составляет 2,9, а молярное к О+и @-144 = 035

8е

После гомогенизации и созревания алюмосиликатный гидрогель кристаллизуют при

96 С в течение примерно 170 ч. Кристаллы отделяют от маточного раствора, промывают

6 и сушат. Получают эрионит с влагоемкостью 14 lо/о.

Преимущество предлагаемого . способа состоит в исключении применения остродефицитных реагентов, возможности образования стоков, содержащих биогенные ионы

РО4, а также в увеличении степени фазо3вой чистоты целевого продукта.

Способ получения эрионита путем гидротермальной кристаллизации смеси силиката натрия и соли алюминия в присутствии алюмосиликатной затравки с последующим отделением полученного осадка, его промывкой и сушкой, отличающийся тем, что,с целью упрощения процесса и повышения чистоты целевого продукта, в качестве затравки используют гель состава (0,2 вЂ” 15)

KtO (3 5 вЂ” 30) NazO AlzOt-(14 вЂ” 28) SiO> (150 вЂ” 850) НвО, а в исходную смесь дополнительно вводят гидроокись или карбонат калия в количестве, обеспечивающем молярное отношение КдО:A1 0 =0 3 вЂ” 3,2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2950952, кл. 23 вЂ” 113, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР № 248635; кл. В 01 37/04, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР № 298160, кл. В 01 J 21/12, 1969 (прототип).

Uzm-12 и uzm-12hs: микропористые, кристаллические алюмосиликатные цеолитные композиции и способ конверсии углеводорода // 2377181

Изобретение относится к синтезу цеолитов