Способ получения аморфных алюмосиликатов

 

Изобретение относится к способам получения аморфных алюмосиликатов с химическим составом формулы XM<SB POS="POST">2</SB>O<SP POS="POST">.</SP>AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB><SP POS="POST">.</SP>YSIO<SB POS="POST">2</SB> с возможным содержанием связанной воды, где X находится в пределах от 0,3 до 3, Y больше 5, а М означает катион щелочного металла. В процессе получения аморфных алюмосиликатов из силикатов щелочных металлов алюминатов щелочных металлов и солей алюминия, содержащих катионы AL<SP POS="POST">3+</SP>, смешивают и гомогенизируют добавляемые одновременно водные растворы силиката щелочного металла и алюмината щелочного металла, а затем полученный алюмосиликатный гидрозоль немедленно смешивают и гомогенизируют с водным раствором солей алюминия, содержащей катионы AL<SP POS="POST">3+</SP>, применяя метод совместного осаждения, причем отдельные реагенты употребляют в таком количестве, что молярные отношения SIO<SB POS="POST">2</SB> к AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> больше, чем 5, а в общее количество молей AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> от 2 до 98% молей AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> вносится солью алюминия, содержащей катионы AL<SP POS="POST">3+</SP>, PH осажденного гидрогеля 6,5 - 13,0, после чего водную взвесь гидрогеля выдерживают 10 мин - 48 ч, при возможном перемешивании. Полученные алюмосиликаты обладают повышенной механической прочностью и используются в качестве катализаторов, носителей катализаторов, ионообменников, адсорбентов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Б (и) 1 55 1 2 (51)5 С 01 В 33/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ (21) 3894655/23-26 (22) 15.05.85 (31) F-247735 (32) 1 8, 05. 84 (33) PL (46) 15. 03,. 90. Бюл. ь"- 10 (71) Институт Хэмии Пшемыслоэй (РЬ) (72) Ева Ягельская и Ивона Липиньская (РЬ) (53) 661, 183 (088. 8) (56) Патент ПНР !! 103483, кл. С 01 В 33/28, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ АЛОМОСИЛИКАТОВ (57) Изобретение относится к способам получения аморфных алюмосиликатов с химическим составом формулы х1! 0-Al<0> у810 с возможным содержанием связанной воды, где х находится в пределах 0,3 — 3, у больше 5, а М означает катион щелочного металла.

В процессе получения аморфных алюмосиликатов из силикатов щелочных металлов алюминатов щелочных металлов

Изобретение относится к способам получения алюмосиликатов, используемых в качестве катализаторов, ионообменников, адсорбентов.

Целью изобретения является повышение выхода и механической прочности за счет обеспечения возможности получения алюмосиликата общей формулы х М О А1 0з у810 . гН 0, где х=0,3-3;

y=5,06-15, 5; z=O-36 мас. %.

Пример 1. 166,7 вес ч. водного раствора силиката натрия, содер° и солей алюминия,:. содержащих катионы

Аl, смешивают и гомогенизируют добавляемые одновременно водные растворы силиката щелочного металла и. алюмината щелочного металла, а затем полученный алюмосиликатный гидрозоль

- немедленно смешивают и гомогенизируют с водным раствором солей алюминия, Я+ содержащей катионы Аl, применяя метод совместного осаждения, причем отдельные реагенты употребляют в таком количестве, что молярные отношения Si0 к А1 0з больше, чем 5, а в общее количество молей Аl Оз от 2 до

98% молей А1 0з вносится солью алюми3+ ния, содержащей катионы Al pH осажденного гидрогеля 6,5-13,0, после чего водную взвесь гидрогеля выдерживают 10 мин — 48 ч при возможном перемешивании. Полученные алюмосиликаты обладают повышенной механической прочностью и используются в качестве катализаторов; носителей катализаторов, ионообменников, адсорбентов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл, жащего 24 вес.% Si0 и имеющего модуль 2,9, смешивают и гомогенизируют с добавляемыми одновременно 50 вес. ч. водного раствора алюмината натрия, содержащего 10 вес.% А1 0, и обла— дающего модулем щелочности, равным 1,4.,фВ

Полученный алюмосиликатный гидрозоль немедленно смешивают и гомогенизируют с 84,5 вес.ч. водного раствора нитрата алюминия, содержащего 3 вес.% ALO .

В осажденном алюмосиликатном гидрогеле с рН 11,35 содержание $10 +А1 0

1551242 равнялось 15,8 вес. / „Г> дрогель по 1; нергают старенло н течение 1 ч при

293-298 К, причем гидрос ель перемешивают и после отфильтрования маточного

5 раствора гидрогель промывают 200 вес. ч. деминерализованной воды с температурой 298 К, измельчают в коллоидной мельнице, формуют и сушат при 393 К, а в конце прокаливают при 623 К в течение 1 ч. Получают аморфный алюмосиликат с. химическим составом, моль:

Na<0 1,4; A1 0-., 1; SiUz 8,8, содержащий 6 вес. / воды, обладающий удельной поверхностью 87 м и механ иче ской прочностью 92 в е с. /. Выход

98,9Х.

II р и м е р 2. 100 нес.ч, водного раствора силиката натрия,, содержащего

10 нес./ 8 0 и имеющегс модуль, рав — 20 ньй 3, 1, смешивают и гомогенизируют с добавляемыми однс нременно

12,5 вес.ч„ водного расчвора аломината натрия, содержащего 4 нес./ A1 0з и обладающего модулем щелочности, рав-25 ным 1,1. Температура ко) понентов

298 К. Полученный аломосиликатный гидрозоль немедленно смешивают с

40,8 вес.ч, водного раствора сульфата алюминия с температурой 298 К, содер30 жащего 4 нес ° / A" zU, а затем аломо— силикатный гидро 3оль с pkf 6.5, выдерживают при 298 К н течение 48 ч, отфильтровывают, промывают 150 нес. ч. деминерализиронанной ноги, измельчают в коллоидной мельнице,, формируют в распылительной сушилке н микросферические зерна, сушат и прокалинают 3 ч при 873 К. Получают аморфный алюмосиликат с мольным состано, NazO Л1 Оэ:

2 7 3 40

; S10 <, равным О, 45: 1: 7,96. Этот алтомосиликат збладает про иь- остью на истирание, равной 97,5 вес. Х „Вь,ход (в пересчете на SiOg+A1zO>) 9,9, Пример 3, 60 вес „ч, водного

45 раствора снликата натри ., содержащего

10 вес./ SiOz и имеющеrc модуль 1,9, нагревают до 348 К, а з;.тем смешивают по методу совместного осаждения и гомогенизируют с 21 вес.ч. водного раствора алюмината натрия, гмеюще го темпе50 ратуру 348 К, содержаше го 5 вес, Х

А1 0, и обладающего модулем щелочности, равным 2,85. Алюмосиликатньй гидрозоль сразу же смешивают и гомогенизируют с 10 вес. ч. 2,0 -ного

55 (в пересчете на АlzO g) раствора сульфата аломиния, имеюще гс также температуру 348 К. При этой ":емпературе

10 мин проводят старение алюмосиликатного гидрогеля, pkf которого равняется 12,9. После этого гидрогель отфильтровывают от маточного раствора, промывают 40 нес.ч. деминерализированной воды, сушат при 393 К, измельчают и прокалинают 1 ч при 623 К.

Получают аморфный алюмосиликат, содержащий 10 нес.Х связанной воды и имеющий химический состав, моль:

Na 0 2,6; AlzU 1; 8>0 7,74. Выход

9b„55/, Пример 4. 100 вес,ч. натриевого жидкого стекла с концентрацией

Si.U 2, равной 22 вес./, и модулем

2,2 сливают и гомогенизируют с

65 нес.ч. водного раствора аломината натрия с модулем щелочности 1,2, содержащего 10 вес,/ AlzÎ . Попученный гидрозоль немедленно сливают и гомогенизируют с 10 вес.ч. сульфата алюминия, содержащего 1,5 вес.Х А1 0з.

Температура каждого из компонентов равняется 303 К. После старения гидрогель отфильтровывают 172 вес,ч. деминерализированной воды. Промытьй гель сушат при 503 К и прокаливают при 623 К. Получают аморфный алюмосиликат состава, моль: Na<0 1,5;

Al Оз 1; SiU> 5,55, с содержанием

9,5 нес,/ воды. Выход 100/.

Пример 5, 200 вес.ч. 20Х-ного (в пересчете íà SiO,) водного раствора натриево -о жидкого стекла с модулем 2,6 гомогенизируют с 5 вес. ч. водного раствора аломината натрия, содержащего 3 нес./ Al и имеющего модуль щелочности 1,2. Температура компонентон 298 К. Алюмосиликатный гидрозоль гомогенизируют с 147 вес.ч, А! 0з, имеющего температуру также

298 К. Гидро гель с рН 6,5 перемешивают 2 ч при 313 К, отфильтровывают, промывают 570 вес.ч. деминерализиронанной воды, температура которой

> равна 3) 3 К, измельчают в коллоидной мельнице „формируют в распылительной сушилке в микросфероидные зерна и прокаливают при 873 К. Полученные зерна с мольным отношением Naz0;А1 0 .

:Si0<=0,5:1;8,9 обладают механической прочностью, равной 93 вес.Х. Выход

99,50Х.

Пример 6. 424 вес. ч 1О .-ного (в пересчете на SiOz) водного раствора натриеного жидкого стекла с модулем 1,9 смешивают и гомогенизируют с 40,8 нес, ч. 5/-ного (в пересчете

5 1551 на Л1 О ) водного раствора алюмината натрия с модулем щелочности 1,4. Полученный гидрозоль с температурой

349 К гомогениэируют с 163 вес.ч. водного раствора нитрата алюминия, 5 содержащего 5 вес./ AlzOg и имеющего температуру 343 К. Синерезис осажденного гидрогеля с рН 10,2 проводят 30 мин при 343 К при перемешивании. Затем гидрогель фильтруют, промывают 100 вес. ч, деминерализованной воды, имеющей температуру 343 К, и сушат при 573 К. Измельченный гель обладает химическим составом, моль: NazO 1; А1 0 1; SiOz 6,95. Выход

99,63Х.

Пример 7. 200 вес. ч. натриевого жидкого стекла, содержащего

10 вес,/ SiO с модулем 1,75, подвер- 20 гают смешиванию и гомогенизации при

323 К с одновременно добавленными

59,97 вес ° ч, алюмината натрия с модулем щелочности 2,5, содержащим

10 вес. / А1 03 Полученный алюмоси- 25 ликатный гидрозоль гомогенизируют с

29,65 вес.ч. раствора сульфата алюминия, содержащего 2 вес. Х А1 0, имеющего температуру 323 К, Полученный гидрогель с рН 12,5 перемешивают

10 мин при 323 К, отфильтровывают, промывают 40 вес.ч. деминерализованной воды, сушат при 393 К и прокаливают 1 ч при 623 К, а затем измельчают, Получают аморфный алюмосиликат натрия химического состава, моль:

Na<0 3; А1 0 1; Si0z 5,1, содержащий 8 вес./ воды, Выход в пересчете на сумму окислов S i0z+Al<0 > составил

98 вес., 40

П р и и е р 8. 120 вес. ч. натриевого жидкого стекла, содержащего

15 sec./ SiO с модулем 3,6 и температурой 298 К, смешивают и гомогени45 зируют с 10 вес.ч. водного раствора алюмината натрия, содержащего

3,5 вес.Х Alzu3 со щелочным модулем

1,О, Полученный алюмосиликатный гидрозоль смешивают и гомогенизируют с

43 вес,ч. 5,11/-ного (в пересчете на

AI O9) раствора сульфата алюминия с температурой 298 К. Полученный гидрогель с р 6,6, выдерживают 10 ч, отфильтровывают, промывают 400 вес. ч, деминерализованной воды, измельчают в коллоидной мельнице, формуют в микросфероидальные зерна, просушивают

3 ч и прокаливают при 823 К, 242 6

Получают аморфный алюмосиликат с прочностью на истирание 97,5 вес. Х с химическим составом, моль: Na<0

0,3; A110д 1; SiOz 11,53. Выход 100Х.

Пример 9. 60 вес.ч. водного раствора.силиката калия, содержащего

10 вес./ 810 с модулем 2,4, нагревают до 348 К, смешивают и гомогени- зируют с 21 вес.ч. водного раствора алюмината калия с температурой 348 К, содержащего 5 вес.Х AlzO с модулем щелочности 2,85. Алюмосиликатный гидрозоль смешивают и гомогенизируют с

20 вес.ч. 2,0Х-ного (в пересчете на

А1 0 з) раствора сульфата алюминия с температурой 348 К. Затем при той же температуре проводят старение в течение 10 мин алюмосиликатного гид, рогеля с рН 12,0. Далее гидрогель отфильтровывают, промывают, сушат, измельчают и прокаливают 1 ч при

623 К.

Получен аморфный алюмосилик ат, содержащий 10 вес. Х связанной воды и имеющий химический состав, моль: К О

1,5; А1 09 1; SiOg 6,97. Выход 98,5Х (в пере счете на сумму Si0z+Alz01), Пример 1g. 100 вес. ч. натриевого жидкого стекла, содержащего

16,5 вес./ $ 0 и имеющего модуль

3,6, подвергли смешиванию и гомогенизации при 298 К с 15 вес.ч. алюмината натрия, содержащего 3,5 вес, /, А1 0з и имеющего модуль щелочности, равный 1,0 и температуру 298 К. Алюмосиликатный гидрозоль смешивали и гомогенизировали с 84,9 вес.ч. раствора сульфата алюминия, содержащего

1,5 вес. Х А1 0з и имеющего также температуру 298 К. Полученный алюмосиликатный гидрогель с рН 11,5 смешивали

4 ч при 298 К, затем отфильтровывали, промывали 90 вес,ч, деминерализованной воды с температурой 298 К, сушили при 393 К в течение 16 ч и прокаливагж 2 ч при 623 К, а затем измельчали.

Получили аморфный алюмосиликат химического состава, моль: NazO 1,1;

Alz0g 1; SiOz 15,05, содержащий

3,8 вес.Х связанной воды, Выход в пересчете на сумму окисей SiOz+AlzO> составляет 98,86 вес.Х, а в пересчете на SiOz — 99,66 вес.X. Доля молей

AlzO>, вводимая с сульфатом алюминия, составляла 70,81Х общей суммы молей

AlzOs °

1551242 предложенному способу 96-100 вес.% и но известному 60-80 вес,%.

1 ! !!р р )! 2 (!, 5 б 7 8 ! 0 ! ! с. 1

Нроцент ая ноля

9,00 86„26 27,59 70,81 2,00

33,64 76,88 16,00 2,25 98,ОС

79 9o

Составитель Т. Ч««ликина

Техред H.ÕaäàHH-I Корректор Т.Палий

Редактор N. Келемеш

:- àêàç 280 1 краж 7906 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям H открытиям при ГКНТ СССР

11303-, Мэсква,. Ж-35, Раушская наб., д. 7«/5

Производстве1«но-издательс!<ий комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Пример 11, 140,0 вес.ч. натриевого жидкого стекла, содержащего

2 вес,% Si02 и имеюще го модуль 2,9, тодвергли смешиванию и гомогенизации

98 вес. ч. водного pacòI«opa алюмината натрия, имеющего модуль щелочности 1,1 и содержащего 10 вес.% A120>.

Полученный гидрозоль «емедленно смешивали и гомогенизиро «али с

l0

"6 вес. ч. сульфата алюми.«ия, содержащего 1,25 вес, Х А120-.,. Температура потоков равнялась 398 К. Полученный гидрогель с рН 11, 95 перемешивали при 398 К, затем отфипьт1>овывали и

15 промывали 200 вес,ч. деминерализо«ванной воды, сушили при <>53 К и прокаливали при 623 К. Полу «или аморфный алюмосиликат с хими -«вским составом, моль: Ма20 1,3; А1.,0 1; Si02

5,06, содержащий 8,5 ве с, % воды. Выход в пересчете ка сумму окисей 8102+

+А1209 составляет 96,7 вес.%, а в пересчете на Si0< — 96, 5 вес.%, Доля молей A120 >, вводимая с I.îëüí« алюминия, состав.пяла 2% общего количества молей А120з.

Данные пропентной доли А1-70з, вводимой с солью Аl - по отношению к сум30 ме молей А1т0 г о примерсм 1-11, r риведены в таблице.

Механиче =кая прочность полученньпс шламосиликатов во всех пг!имерах больше 90%, IIo прототипу она составляет менее 90%,:3ыход алюмосиг.икатов по

Формул а изобретения

1. Способ получения аморфных алюмосиликатов, включающий смешение рас— воров силиката и алюмината щелочного металла,„осаждение при перемешивании алюмосиликат ного гидро геля при рН

6, 5-1 3, старение геля, фильтров ание, промывку, термообработку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода и механической прочности за счет обеспечения возможности получения алюмосиликата общей фор-. мулы

А1 20з yS i0<,С 9 где х=0,3-3;

У=5,06-!5,5;

z 0-36 мас.%, растворы силиката и алюмиката щелочного металла смешивают при однозремекном сливании растворов и гомогенизации реакционной смеси с получением гидрозоля, осаждение алюмосиликатного гидрогеля ведут путем смешейия и гомогенизации полученного золя с раствором соли алюминия, содержащей катио3+ ны Al, взяток в количестве 2-98% ст общего количества молей в расчете на А120з в реакционной смеси., а старение геля ведут 10 мин — 48 ч, 2,Способпоп.1,отличаюг« . и с я тем, то старение геля ведут при перемешивании.