Способ получения цеолита

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСооз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07,05,81, Бюлле (45) Дата опубликования описания о делам изобретений и открытий(72) Авторизобретевия А, К, Наджар ой химии 1) Заявитель нститут общей и неорганичес АН Армянской ССР 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА Изобретение отяооится к технике получения цеолитов, в частности калиевого цеолита Р, широко применяемого в нефтехимической и химерической промышленностяхкак молекулярное сито для тонкого 1 разделения сложных газовых и жидких смесей,очистки воздуха, промышленных н,сточныхвод,и, особенно, для выделения из них аммиака, а также в каталитичесыих процессах, в сельском хозяйстве и для других 10целей,Известны способы получения цеолита Р,;в основу которых положен процесс приготовления гелей из соединений составляющих компонентов, например, из гидроокисикалия, силиката калия и пидроокиси алюминия с последующей многочасовой (около 41 ч) гидротермальной кристаллизациейгеля в водном растворе гидроокиси калияпри 100 - 125 С 1, 2. 20Недостатками известных способов являются сложенность и невозможность получения:кристаллов цеолита размером более1 мкл.Известен также способ получения цеолита Р из алюмосилокатного сырья-,каолинита, согласно которому последний измельчают и прокаливанием прои 600 С в течение 12 ч превращают в метакаолинит. Затем метакаолинит обрабатывают водным 30 раствором гидроокиси калия концентрации 224 - 672 г/л КОН при 80 - 160 С до получения цеолита Р состава К,О А 1 зОз 2 -- 3,4 510 з 3 Н 20; который фильтрацией отделяют от раствора, промывают и сушат. Цеолит Р образуется в виде лризматических кристаллов размером до 4 - 8 мкл.Недостатками данного способа являются его сложенность и,невозможность получения кристаллов цеолита размером более 4 - 8 ка.Целью ызобретения является увеличение размеров кристаллов цеолита Р,и упрощение процесса его получения.Поставленная цель достигается тем, что в предложенном способе в качестве исходного материала, используют перлит и гидротермальную обработку его ведут раствором гидроокиси калия, содержащим гидроокись натрия и двуокись кремния, причем содержание указанных соединений в растворе составляет 25 - 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 значений концентрации приводит к образованию наряду с цеолитом Р цеолитов других типов.Исходное отношение Т; Ж=1: (2,35 -- 19,0) является оптимальным, поскольку при больших относительных содержаниях,8480 ,7903 ,7365 ,6840 ,6635 ,6385 1,597 ,552 ,6160 6,9626,5954,796 4,70 3,48 3,262 2,780 2,6775 2,4720 2,3 8 2,2502 2, 472 2,0873 2,0 5 ,9745 003,0755 82,9565 73 / 28095 твеудой фазы в исходной смеси образуется очень мелкодисперсный цеолит Р, и кроме того, в значительной степени затрудняется перемешиванпе смеси в реакторе, а при меньших содержаниях твердой фазы в исходной смеси сильно уменьшается производительность реактора по выходу целевого продукта и наряду с цеолитом Р образуется дру ая фаза.При замещении в,исходном растворе части гидроокпсп калия эквимолярным количеством гидрооииси натрия, в указанных выше пределах, происходит увеличение скорости преобразования перлита в цеолит Р.П р и м е р 1. Перлит, измельченный до размеров частиц 0,15 лл и менее, в количествс 39 г обрабатывают водным калийнаПри увеличенаи размера частиц исходного перлита до 0,2 мм,и обработке его в течение 20 ч,в указанных выше условиях образуется цеолит Р с размерами призматических кристаллов до 5 Х 20 лскм, состав которого аналогичен приведенным данным химического анализа.П ри м е р 2, Першит, измельченный до размеров частиц 0,15 лкм и менее, в количестве 338 г обрабатывают водным калийнатриевым щелочным раствором состава 455 г/л КОН, 50 г/л ИаОН и 10 г/л %02 объемом 0,6 л (Т; К=1: 2,36) при 100 С в течение 13,5 ч. 11 олученный осадок цеолита фильтрацией, отделяют от раствора, промывают горячей дистиллированной водой и сушат при 40 - 50 С, Получают цеолит Р следующего хвиического состава, %: ЯОз - 34,51; АзОз - 25,15; РегОз - 0,34; СаО - 1,58; МдО - 0,10; ХазО - 2,10; КзО -- 21,52; Н,О - 14,20, которому соответствует окисная формула 0 13 ИазО 0 93 К,О А 40 з 2,33 ЯОз 3,2 Н,О. Цеолит Р представлен призматическими крастиллаии ,размером 2 Х 5 мкл и их агрегатами размером до 8 - 10 лкл, Рентгенографическая и оптическая характеристики полученного цеолита Р аналогичным данным, приведенным в примере 1.При повышении температуры гидротермальной щелочной обработки перлита до триевым щелочным, раствором состава 295 г/л КО 1-1, 20 г/л гаОН и 3 г/л ЯО, объемом 0,6 л (Т: Ж=1: 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 Р следующего химического состава, %: ЯОг - 34,22; АзОз - 25,60; О Ре,Оз - 0,37; СаО - 1,40; МдО - 0,10; Ха.О -0,85; КзО - 22,60; Н 20 - 14,60, которому соответствует окисная формула 0,97 К,ОХ ХА 40 з 2,27 ЯОз 3,2 НзО. Цеолит Р представлен призматическими кристаллами б,размером до ЗХ 15 якм,и их агрегатами споказателем светопреломления п= 1,501.Рентгенографическая характеристика полученного цеолита Р приводится в таблице. 160 в 165 С происходит значительное увеличение скорости процесса и практически для полного превращения перлита в цеолит Р необходимое время сокращается до 1 ч.Пр и м е,р 3. Перлит, измельченный доразмеров частиц 0,15 лтл,и менее, в количестве 77 г обрабатывают водным калийнатриевым щелочным раствором состава 370 г/л КОН, 25 г/л Ма,О и 7 г/л ЯО, объемом 0,6 л (Т: Ж=1; 10,1) при 100 С в течение 15 ч. Полученный осадок цеолита фнльтранней отделяют от раствора, промываот горячей дистиллированной водой и сушат при 40 - 50 С. Получают цеолит Р следующего химического состава, %;35 51 Оз - 34,35; А 1 зОз - 25,38; Ре 20 з - 0,38;С а О - 1,60; МдО - 0,15; Х азО - 1,31; К 20 - 22,56; Н:О - 14,00, которому соответствует окисная формула 0 96 КзО А 1 зОз 2 29 %02 3,1 НзО. Цеолит Р представлен приз матическими кристаллами размером доЗХ 10 лкм 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 Р из дешевого природного сырья, прост в исполнении и менее длителен, а также позволяет получить более крупные827387 Ф ор мул а,из о бр етения Составитель Л. Андруцкаи Текред И. ЗаболотноваРедактор Н. Потапова корректор С. файн Заказ 572/511 11 зд. ЛЪ 370 Тираж 530 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 Тип. Харьк. фил, пред. Патент частицы продукта,по сравнению с известным. 1. Способ получения цеолита Р путем гидротермальной обработки алюмосиликатного материала раствором гидроокиси калия с последующей промывкой и сушкой целевого продукта, о т л и ч а ю щ и й с я 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 дву- ОК 1 НСЬ ИРЕМНИЯ. 2, Способ по и. 1, отличающ,ийсятем, что содержание гидроокиси калия, гидроокиси натрия и двуокиси кремния в растворе составляет 275 - 455 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:Ж=1: : (2,35 - 19,0) в течение 1 - 30 ч. 10 Источники информации, прянятые вовнимание при экспертизе:1. Брек Д. Цеолитовые молекулярныесита. М Млр, 294, 1976.2. Патент США М 2996358, кл. 23-113,15 1961,3, Л, С 1 тегп, Яос. Эа 11 оп Тгапз., 1972,1254 (прототип).