Способ получения цеолита
опислние
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Со»оз Советских
Социалистических
Республик
<>827382 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.03.79 (21) 2742077/23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень Хе 17 (45) Дата опубликования описания 22.05.81 (51)М.Кл. С 01 В 33/28
Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.183.6 (088.8) (72) Автор изобретеыия
А. К. Наджарян
Институт общей и неорганической химии
АН Армянской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА F
Изобретение отиосится к технике получения цеолитов, в частности калиевого цеол ита F, широко применяемого .в нефтехимической и химерической промышленностях как молекулярное сито для тонкого 1разделепия сложных газовых и жидких смесей, очистки воздуха, п ромышленных и,сточных вод:и, особенно, для выделения из них аммиака, а также в каталитичесыих процессах, в сельском хозяйстве и для других целей.
Известны способы получения цеолита F, .в основу которых положен процесс приготовления гелей из соединений составляющих компонентов, например, из гидроокиси калия, силиката калия и пидроокиси алюминия с последующей многочасовой (около 41 ч) гидротер мальной кристаллизацией геля в водном |растворе гидроокиси калия при 100 — 125 С (1, 2).
Недостатками известных способов являются сложенность и невозможность получения,кристаллов цеолита размером более
1 л»кл».
Известен также способ получения цеолита F из алюмосилавкатного сырья-,каолинита, согласно которому последний измельчают и прокаливанием прои 600 С в течение 12 ч превращают в метакаолинит. Затем метакаолинит обрабатывают водным раствором гпдроокиси калия концентрации
224 — 672 г/л КОН при 80 — 160 С до получения цеолита F состава КзО.А1зОз. 2— — 3,4 SiOg 3 Н20, который фильтрацией отделяют от,раствора, промывают и сушат.
Цеолит F образуется в виде призматических кристаллов размером до 4 — 8 л»кл».
Недостатками данного способа являются его сложность и,невозможность получения кристаллов цеолита размером более
4 — 8 л»кл».
Целью изобретения является увеличение размеров кристаллов цеолита F è упрощение процесса его получения.
15 Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе в качестве исходного материала, используют перлит и гидротермальную обработку его ведут раство|ром гидроокиси калия, содержащим гидро20 окись натрия и двуокись кремния, причем содержание указанных соединений в растворе составляет 275 — 455, 5 — 50 и 1 — 10 г/л соответственно, а обработку ведут при
Т: Ж=1: (2,35 — 19,0) в течение 1 — 30 ч.
Отклонение от указанных зн ачений концентрации приводит к образованию наряду с цеолитом г цеолиив других типов.
Исходное отношение Т: Ж=1: (2,35— — 19,0) является оптимальным, поскольку при больших относительных содержаниях
827387
Таблица
d, Л
d, Л
5
5
4 !
4
3
9 !!
22 !
6!
5
1 7
1 !!,8480 !,7903
l,7365 !,6840 !,6635 !,6385
1,59!7 !,55!2 !,6160
6,962
6,595
4,796
4,!70
3,48
3,262
2,7!80
2,6775
2,4720
2,3! !8
2,2502
2, !472
2,0873
2,0! !5 !,9745!
00, 3,0755
8! I 2,9565
73 / 2,8095 !
1 твеудой фазы в исходной смеси образуется очень мелкод исперсный! цеолит F, .и кроме того, в значительной степени затрудняется перемешиванпе смеси ia !реакторе, а при меньших содержаниях твердой фазы в исходной смеси сильно уменьшается производительность реактора по выходу целевого продукта и наряду с цеолитом F образуется другая фаза.
IIplH замещении в,исходном растворе части гидроокнсп калия эквимолярным количеством г!идрооииси натрия, в указанных выше пределах, происходит увеличение скорости преобразования перлита в цеолит F.
Пример 1. Перлит, измельченный до размеров частиц 0,15 мм и менее, в:количест вс 39 г обрабатывают водным калийнаПри увеличениями размера частиц исходного перлита до 0,2 мм,и обработке его в течение 20 ч,в указа нных выше условиях образуется цеолит F с размерами призматических кристаллов до 5Х20 лскм, .состав которого аналогичен пр иведенным данным химического анализа.
Пример 2. Першит, измельченный до размеров частиц 0,15 мм и менее, в количестве 338 г обрабатывают водным калийнатриевым щелочным раствором состава
455 г/л КОН, 50 г/л NaOH и 10 г/л $102 объемом О,б л (Т:,ЯК=1: 2,36) при 100 С в течение 13,5 ч. Полученный осадок цеолита фильтрацией, отделяют от:раствора, промывают горячей дистиллированной водой и сушат .при 40 — 50 С. Получают цеолит F следующего х ииического состава, %:
SiO2 — 34.51; A1203 — 25,15; Fe 0> — 0,34;
СаΠ— 1,58; МдΠ— 0,10; Na20 — 2,10; К О— — 21,52; Н20 — 14,20, которому соответствует окисная формула 0,13 NaqO О 93
К20 А120а - 2,33 SiO 3,2 Н О. Цеолит F представлен:призматическими крастиллаии ,размером 2Х5 мкм и их агрегатами .размером до 8 — 10 лкл!. Рентгенографическая и оптическая характеристики полученного цеолита F а налогичным данным, приведенным в примере 1.
Пр и повышении температуры гидротермальной щелочной обработки перлита до триевым щелочным, раствором состава
295 г/л КОН, 20 г/л NaOH .и 3 г/л SION объемом 0,6 л (Т: Ж= l: 19) при 100 С в течение 18 ч. Полученный осадок цеолита
5 фильтрацией отделяют от раствора, промывают горячей дистиллированной водой и сушат при 40 — 50 С. В результате получают цеолит F следующего химического состава, %: SION — 34,22; А1 0а — 25,60; !
О Fe O-.— 0,37; СаΠ— 1,40; MgO — 0,10; Ха О—
0,85; К О вЂ” 22,60; Н О вЂ” 14,60, которому соответствует окисная формула 0,97 К ОХ
Х Alg03 2,27 SION 3,2 Н О. Цеолит F представлен призматическим и кр|исталлами !
5,размером до ЗХ15 л!км,и их агрегатами с показателем светоп реломления п = 1,501.
Рентгеногр афическая характеристика полученного цеол ита F приводится в таблице.
160 в 165 С происходит значительное увеличение скорости процесса и практически для полного превращения перлита в цеолит F необходимое время сокращается до l ч.
П!р и м е,р 3. Перлит, измельченный до размеров частиц 0,15 лш,и менее, в:количестве 77 г обрабатывают водным калийнатриевым щелочным раствором состава
370 г/л КОН, 25 г/л Na20 и 7 г/л SION объемом О,б л (Т: 5K= I: 10,1) при 100 С в течение 15 ч. Полученный осадок цеол ита фнльт!ран ней отделяют от раствора, промыва!от горячей дистиллированной водой m сушат при 40 — 50 С. Получают цеолит F следующего химического состава, 35 SION — 34,35; А1рОа — 25,38; FeqOq — 0,38;
СаΠ— 1,60; MgO — 0,15; Ха Π— 1,31; К20—
22,56; Н:Π— 14,00, которому соответствует окисная формула О 96 К О А1 0а 2 29
SiO2 3,1 Н О. Цеолит F п редставлен приз40 матическими кр исталлами .размером до
ЗХ 10 л!км и их агрегатами, рентгенографические данные и показатель светопреломления !которого аналогичны приведенным в примере 1 данным.
45 Предлагаемый .способ достаточно экономичен, так;как дает возможность получить цеолит F из дешевого природного сырья, прост в исполнении .и менее длителен, а также позволяет получить более крупные
827387
Ф ар мул а,из о бр етения
Составитель Л. Андруцкаи
Текред И. Заболотнова
Редактор Н. Потапова корректор С. Файн
Заказ 572/511 11зд. ¹ 370 Тираж 530 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» частицы продукта,по сравнению с известным.
1. Способ получения цеолита F путем гидротермальной обработки алюмооиликатного материала раствором гидроокиси zaлия с последующей промывкой и сушкой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения размеров кристаллов цеолита, а также улрощения процесса, в качестве исходного материала используют перлит и гидротермальную обработку его ведут раствором гидроокиои калия, содержащим гидроокись натрия и двуОК1НСЬ ИРЕМНИЯ.
2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ,и и с я тем, что содержание гидроокиси калия, гидроокиси натрия и двуокиси кремния в растворе составляет 275 †4 г/л, 5 — 50 г/л
5 и 1 — 10 г/л соответственно.
3. Способ по пп. 1, 2, о гл и ч а ю щи йся тем, что обработку ведут при Т:5K,=1:
: (2,35 — 19,0) в течение 1 — 30 ч.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М., «Мир», 294, 1976.
2. Патент США ¹ 2996358, кл. 23-113, 15 1961.
3. «J. Chem. Soc. Dalton Trans.», 1972, 1254 (прототип) .
