Способ получения цеолита типа анальцима

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ С ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)819058.* ф:4

1 (61) Дополнитерыное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.12. 78 (21) 2703545/23-26 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

С 01 В 33/26

С 01 J 19/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0431. Бюллетень М (53) УДК661. 183. .12(088.8) Дата опубликования описания 090481

С. A. Меликян, Г. Г. Акопян, С. В. Геворкян . М. Л. Оганесян

2 и Г. A. Товмасян /

7 .„ (72) Авторы изобретения (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА ТИПА АНАЛЬЦИМА!

15

ЙС1 ((И02) (02)321 f6H 0

Изобретение относится к способу получения кристаллических молекулярных сит-цеолитов типа анальцима и может быть использовано в ионообменных процессах.

В природе анальцим встречается в осадочных породах, в которых он выделяется вследствие действия соляных вод на вулканические туфы. Образование анальцима наблюдается также в толщах вулканических пород, на которые действуют воды атмосферного происхождения, подогреваемые лавой и частично за счет тепла экзотермических реакций гидратации.

Идеализированный состав природ,Ного анальцима следующий:

Плотность анальцима в зависимости от соотношения —, колеблющегося

5j 0 д а от 3, 5 до 5, 5, может быть 2, 242,29 г/см . Твердость по шкале Мооса составляет 5,5. Коэффициент преломления колеблется в пределах М вЂ” 1,479-1,493.

Известен способ получения цеолита типа анальцима из природного гей ландита и клиноптилолита путем обработки растворами NaOH и Na>CO> при температуре 100 С и давлении 2-3 атм. в течение двух недель (1J.

Недостатком этого способа является использование природного сырья, которое содержит значительное количество примесей кристаллических веществ, что требует соответствующей предварительной длительной гидрощелочной обработки природного сырья, которая, хотя и повышает активность реакционной массы за счет частичного растворения исходной породы, но не полностью обеспечивает однородность алюмосиликата. Кроме того, используется сложная аппаратурная схема из-за высокого давления паров воды при,180 С.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цеолита типа анальцима, включающий щелочную обработку алюмосиликатного сырья — геля состава

Наао А1203.45102 при 180 С, фильтрацию и сушку продукта (2J. По такому способу гелеобразный алюмосиликат,приготовленный из чистых химикатов в предкристаллизацнонный пе819058

Целью изобретения является повышение адсорбционной емкости и термоустойчивости цеолита.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве алюмосиликатного сырья используют перлитовую породу, а перед сушкой отфильтрованную после щелочной обработки перлитовую породу

20 смешивают с кристаллическим кремнеземом и полученную смесь обрабатывают водой при 100-150 С и Ж:Т=(3-5):1 в течение 48-100 ч и сушат. 25

Отличительным признаком предложенного способа является то, что в качестве алюмосиликатного сырья используют перлитовую породу, а перед сушкой отфильтрованную после щелочной обработки перлитовую породу смешивают с кристаллическим кремнеземом, после чего полученную смесь обрабатывают водой при 100-150 С и Ж:Т = (3-5):1 в в течение 48-100 ч.

По предложенному способу измельченную природную стекловатую породу перлит крупностью частиц коллоидального размера обрабатывают щелочью с концентрацией NB О 150-200 г/л при

100-150 С в течение 4-24 ч, отфильт- 40 рованный твердый осадок перед сушкой смешивают с Si0 и кристаллизуют в воде при 100-150 С и Ж:Т = (3-5):1 в течение 48-100 ч. При таком осуществлении процесса происходит не прямое превращение природной вулканической стекловатой породы — перлита в анальцим, а преобразование горной породы в новый совокупный материал, способный легко превращаться в кристаллическое вещество с заданными свойствами в растворах с самыми низкими концентрациями щелочи, имитирующих природные гидротермальные растворы.

Пример 1. 1000 г перлитовой породы обрабатывают в растворе щелочи с концентрацией Na О 150 г/л при

150 С в течение 24 ч, суспензию щелочи отфильтровывают, твердый осадок смешивают с 200 r кристаллической

SiO и смесь гранулируют. Высушенные 60 грайулы алюмосиликата кристаллизуют в воде при 150 С, Ж:Т = 5:1 в течение 100 ч. Готовые гранулы цеолита типа анальцима отмывают декантацией и высушивают при 150 С.

65 риод остается неоднородным. Для осуществления кристаллизации температуру процесса повышают до 180 С, что приводит к образованию менее оводненных цеолитов с наиболее уплотненной структурой и узкими порами. Кроме 5 того, исходное сырье при указанных условиях не полностью превращается в анальцим, ухудшая свойства целевого продукта гелеобразными примесями. Вследствие этого цеолиты, получа- о емые по предложенному способу, обладают низкой адсорбционной емкостью.

Качественная характеристика образца:

Адсорбционная емкость, см /см (по парам воды) 0,24

3 3

Термоустойчивость, С 465

Силикатный модуль

>S (О . А 1 03 6,8

Параметры элементарной ячейки (куб), А 13,74+0,02

Пример 2. 1000 г перлитовой породы обрабатывают раствором щелочи с концентрацией Ма 0 175 г/л при о

125 С в течение 12 ч, суспензию щелочи отфильтровывают, твердый осадок смешивают с 200 r кристаллической

SiQ< и смесь гранулируют. Высушенные гранулы алюмосиликата кристаллизуют в воде при 125ОС, Ж:Т = 3:1 в течение 72 ч. Готовые гранулы цеолита типа анальцима отмывают декантацией и высушивают при 150 С.

Качественная характеристика .образца:

Адсорбционная емкость, см /см (по парам воды) 0,23

Термоустойчивость, С 470

Силикатный модуль

5 1О : А1 0 5,2

Параметры элементарной ячейки (куб), A 13,74+0,02

Пример 3. 1000 r перлитовой. породы обрабатывают раствором щелочи с концентрацией Na>0 200 г/л при

100 С в течение 4 ч, суспензию щелочи отфильтровывают, твердый осадок смешивают с 200 г кристаллической

SiO< и смесь гранулируют. Высушенные гранулы алюмосиликата кристаллизуют в воде при 100 С и Ж:Т = 4:1 в течение 48 ч. Готовые гранулы цеолита типа анальцима отмывают декантацией и высушивают при 150 С.

Качественная характеристика образца:

Адсорбционная емкость, см /см (по парам воды) 0,25

Термоустойчивость, С 460

Силикатный модуль

6,5

Параметрй элементарной ячейкк"(куб), А 13,74+0,02

Данные рентгеноструктурного анализа цеолита, полученного известным и предложенным способами, приве,дены в табл. 1.

Химическими состав и показатели преломления, синтезированного и природных анальцимов, представлены в" табл. 2.

Физико-техническая характеристика цеолитов типа анальцима представлена в табл. 3.

Таким образом, сорбционная способность цеолита, полученного предложенным способом, составляет 0,230,25 см /смз против 0,20 см /см по известному способу, а термическая

819058 стойкость структуры повышается на

20-65 С.

Синтеэированный предложенным способом цеолит типа анальцима, будучи

Т а б л и ц а 1

5,580

4,820

3,400

100

2,890 !

2юб70

10

2,480

2,400

3 1,892

5 1,716

5 1,690

1,670

3 1,664

3 1,462

8 1,412

8 - 1,360

8 1,360

5 1,348

1,357

1,348

1,343 и р и м е ч а н и е. — интенсивность

d — межплоскостные расстояния, 1

Таблица 2

Показатель пре- Со е иан е компо ента %

Образец анальцима ломления йср 510 А <О> . Ге ОВ СаО ИОО На ) К О SO>

55,45 24,07 Следа 2,45 Следа 10,25 0,26

Из эффуэивных пород (природный) 1,483+0,001

Из нефелиновых пегматитов

54 10 24,10 . 0,04

° 13,50 — 0,002

1,486i0,01

Синтезированный н" аулка ичесчих гср=

1,485+0, 001 50,70. 23,66 0,61 1,23 0,3б 11,65 0,4

8 5,61.

4 4,83

1 0 3, 4 3

3 2, 8 9 8

2 2, б 7 8

5 2, 5 0 8

2 2, 4 3 4

1 2, 2 2 9

4 1,869

5 1,734

2 1,692

2 1,679

2 1,480

1 1,449

3 1,416

1 1,390

3 1,359

9 5, 583

8 4,.858

10 3,449

7 2,891

8 2,689

2 2, 433.

3 2,418

5 2,221

7 1,873 высококремнеземистым, может найти применение при высокотемпературных процессах переработки нефти (силикатный модуль колеблется в пределах ,5, 0-8, 01.

2,220

1,882

1,853

1,727

1,697

1,467

1,454

1,434

1,403

1, 357

819058

Таблица 3 отерм

eóT

Вид

Природный Лавенского месторождения 430-440

13,71+0 01 8,33

13 71 10 66

1, 483+ О, 01

1,586+0,02 .400

Синтетический

Анальцим, полученный предложенным способом 465

1, 485+ 0, 001 13,71+0, 02 11, 40

Формула изобретения

Составитель Г. Андреева

Редактор 3. Бородкина Техред A. Ач Корректор M. Коста одписное

Заказ 1377/24 Тираж 505 Н

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Филиал ППП "Патечт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения цеолнта типа ана- 20 льцима, включающий щелочную обработку алюмосиликатного сырья, фильтрацию и сушку продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения адсорбционной емкости и термо- 25 устбйчивости цеолита, в качестве алюмосиликатного сырья используют перли,— товую породу, а перед сушкой отфильтрованную после щелочной обработки перлитовую породу смешивают с кристаллическим кремнеземом и полученную смесь обрабатывают водой при 100150 С, Ж:Т =(3-5):1 в теченйф448100 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Amer. Niner, США, 1971, 56, Р 9-10, р. 1724-1734.

2. Э . Chem, Soc. 1267, 1951 (прототип).