Способ получения гидрогаллосиликатанатрия типа натролита

 

»i 8I9059

Союз Советских

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.12.77 (21) 2557929/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 (51) Я. Кл.з

С 01 В 33/32

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 546.284:661. .833 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. П, Никольская, Г. А. Романов и A. И. Зазубин

Институт металлургии и обогащения

АН Казахской ССР

Э с;. т1,1

I и (71) Заявитель

%, / (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ГИДРОГАЛЛОСИЛИКАТА НАТРИЯ ТИПА

Н АТРОЛ И ТА

Изобретение относится к производству силикатов щелочных металлов, применяемых в химической и нефтехимической промышленности для очистки, осушки и разделения смесей различных газов.

Известны способы получения гидрогаллосиликатов натрия типа фояжита или анальцима путем гидротермальной кристаллизации гелей из предварительно обработанных соляной кислотой галлатных и силикатных растворов в щелочном растворе при молярном отношении окислов ЯОа и ба Оз в реакционной смеси не более 8 (1, 2).

Однако известные способы не позволяют получать цеолит со структурой натролита.

Известен способ получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита, который включает операции смешения соединений кремния, преимущественно в виде силиката натрия, и галлата натрия, полученного растворением металлического галлия в концентрированной соляной кислоте, с последующей нейтрализацией полученного продукта едким натром, нейтрализации смеси водных растворов соляной кислотой, коагуляции геля путем его выдержки в маточном растворе в течение суток, фильтрации, отмывки и сушки осадка геля, а затем гидротермальную кристаллизацию последнего в растворе едкого натра при молярном отношении $10л. баеОз — — 1,1 — 8,0 при температуре порядка 200 С в течение 4 — 6 ч с

5 последующей повторной двукратной фильтрацией и сушкой осадка Я

Недостатком данного способа является его многостадийность, необходимость отмывки осадков от ионов хлора, вносимых с

10 соляной кислотой, и повышенная температура кристаллизации.

Целью изобретения является упрощение процесса получения гидро галлосиликата натрия типа натролита за счет сокращения

15 числа операций.

Поставленная цель достигается способом получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита путем смешения соединений кремния и галлия, взятых в молярном сор0 отношении окислов ЯОа . балОз = 8,6 — 20:

: 1, н гидроокиси натрия с последующей гидротермальной кристаллизацией полученной смеси при 80 — 100 С, фильтрацией образовавшейся суспензии, отделением из

26 нее осадка и сушкой последнего.

Отличие способа состоит в том, что соединения кремния и галлия берут в указанном молярном соотношении окислов, а кристаллизацию проводят при температуре

З0 80 — 100 C.

819059

l/lo

d //lo и ///о

2,253

2,188

2,067

2,866

2,580

2,442

2,329

100

40

34

14

6,590

5,897

4,629

4,384

4,145

3,283

3,193

2,944

98

5!

67

17

Заказ 2393

14зд. г 279

Тираж 530

Подписное

3аГОрска r типОГра(ия 1 п1)пбпиГрафиздата МОСОблиспплкпма

Предлагаемое отношение SiOq к ба Оз от

8,6 до 20 обусловлено тем, что в указанных пределах концентрация кремнезема превышает предел его растворимости и не перешедший в раствор кремний и служит центром формирования структуры гидрогаллосиликата, облегчающей его образование при последующей кристаллизации.

При содержании же SiO>, превышающегов в 20 раз содер>канне Ga>O.„, галлиевый патролит монофазно не выкристаллизовывается.

Предлагаемый ин гервал температур кристаллизации является наиболее оптимальным для монофазного образования галлиевого натролита.

Предложенный способ обеспечивает упрощение процесса получения гидрогаллосиликата натрия за счет сокращения числа операций, в частности нейтрализации исходной смеси соляной кислотой, фильтрации, отмывки и сушки перед гидротермальной кристаллизацией.

Данный способ позволяет получить монофазный гидрогаллосиликат натрия, кристаллизующийся в виде зерен призматической, короткостолбчатой формы с показателями преломления Ng == 1,519+-0,003 и

Л р = 1,508- 0,003.

Рентгенографическая характеристика галлиевого натролита, полученного данным способом, по межплоскостному расстоянию

d, А и относительной интенсивности Illa представлена в таблице.

Пример 1. В емкость засыпают навеску: 2,13 г гидроокиси натрия NaOH (8 мас. /ц NaqO), 0,9 г скиси галлия Ga>03 (4,5 мас. % GaqOq) и 3,1 г метакремневой кислоты ЯОр.пН>О (12,5 мас. о/о SiOq) и добавляют в смесь дистиллированной воды

14 мл (75 мас. Н О). Полученную реакционную смесь с молярным отношением

SiOz. Ga>O> — — 8,67 при перемешивании выдерживают при 80 в течение 5 сут. Затем содержимое емкости фильтруют, а отделенный кристаллический продукт отмывают водой и высушивают. В результате получают галлиевый натролит с химическим составом 0,9 Na.O Ga O 2,9 SiO 2,1 НоО.

П р и м ер 2. В емкость засыпают навески, г: NaOH !,73 (6,5 мас. /ц Na O). Ga O

0,7 (3,5 мас. /о GagO ), SiO пН>О 3,73 г (15 мас. % SiOq) и добавляют гуда же дистиллированной воды 13,9 мл (75 мас. О

Н О).

Полученную реакционную смесь с молярным отношением SiO . Ga O — — 13,38 при перемешивании выдерживают при 90 в течение 5 сут. Затем содержимое емкости фильтруют, а отделенный кристаллический

10 продукт отмывают водой и высушивают. В результате получают продукт с химическим составом 0,95 NaOg GagOg 3SiOg. 2Н О.

Пример 3. В емкость засыпают навески, г: NaOH 2,34 (8,8 мас. /о NaqO), GaqOq

15 0,44 (2,2 мас. o/o Ga 0>), SiO nH O 3,37 (14 мас. /о SiOp), добавляют дистиллированной воды 13,9 мл (75 мас. % НзО).

Смесь с молярным отношением ЯО .

: ба Оз — — 19,86 при перемешивании выдер20 живают при 100 в течение 5 сут. Затем содержимое фильтруют, а кристаллический продукт отмывают водой и высушивают.

Химический состав полученного продукта соответствует формуле 1,05ХарО Gao0> °

25 3, I SiOg 2,1Н О.

Способ по данному изобретению является экономичным, так как благодаря его упрощению значительно сокращаются материальные и трудовые затраты на его осу30 ществление.

Кроме того, повышение экономичности данного способа обеспечивает возможность его применения одновременно с извлечением металлического галлия из растворов

35 глиноземного производства, в частности, при смешении кремнезема с галлатными щелочными растворами, полученными от растворения галлиевых шламов.

Фор мул а изобр етения

Способ получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита, включающий смешение соединений кремния, галлия и гидроокиси натрия, гидротермальную кристаллизацию полученной смеси, фильтрацию образовавшейся суспензии, отделение из нее осадка и сушку последнего, о т л и ч аю шийся тем, что, с. целью упрощения

50 процесса за счет сокращения числа операций, соединения кремния и галлия берут в молярном соотношении окислов ЯО .

: базОз — — 8,6 — 20: 1, а кристаллизацию проводят при 80 — 100 С.

55 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 1. Inorg. Nucl. Chem. 1971, v. 33, № 10, р. 3261.

2. Известия СО АН СССР, сер. хим. на60 ук, 1973, вып. 3, с. 1.11.

3. Геохимия, 1974, вып. 6, с. 925.