Способ получения порошкообразного цеолита Советский патент 1990 года по МПК C01B39/18 

Изобретение относится к химической технологии и неорганической химии, а именно к получению порошкообразных цеолитов, используемых в качестве адсорбентов, катализаторов, наполнителей.

Цель изобретения - увеличение дисперсности продукта.

Пример 1. Глуховецкий каолин подвергают механохимической активации в планетарной центробежной мельнице в среде воздуха при энергонапряженности 3 вт/г в течение 30 мин. При этом суммарная интенсивность линий на дифрактограмме уменьшается на 95%. Полученный продукт смешивают с водой в соотношении 1:4,3 и суспензию подвергают механохимической активации

при энергонапряженности 3 вт/г в течение 10 мино После этой стадии образец перешел в рентгеноаморфное состояние (суммарная интенсивность на дифрактограмме сухого порошка уменьшилась на 100% по сравнению с суммарной интенсивностью линий исходного каолинита). К 95 мл суспензии после активации (содержит 11,1 г активиро-

.ванного каолинита) добавляют 21 мл 50%гного раствора НаОН, выдерживают 16 ч при 25°С и 5 ч при 90°С. Состав оеакционной смеси: Na O/SiO 1,2; 510г/А1г03 2,0;Н2р/На,0 - 30. Кристаллизуется цеолит типа А. Осадок после отделения и сушки имеет размер частиц 2 мкм, не содержащий агло- мератов.

сл

4ь ОЭ 4Ь Ю 4ъ

Пример 2, Глуховецкий каолин подвергают механохимической активации в дезинтеграторе в воздушной среде, которая заключается в ударном взаимо- действии частиц между собой и с твердой поверхностью при скорости соударения 200 м/с и с числом ударов, равным 5. При этом суммарная интенсивность линий на дифрагме уменьшается на 40%. Полученный продукт смешивают ic водой в соотношении 1:4,3 и суспензию подвергают механохимической активации в тех же условиях. После такой стадии суммарная интенсивность линий на дифрактограмме сухого порошка уменьшилась на 50% по сравнению с суммарной интенсивностью линий исходного каолина. К 95 мл суспензии после активации (содержит 11,1 г активированного каолинита) добавляют 21 мл 50%-ного раствора NaOH, выдерживают 16 ч при 25° С и 5 ч при 90°С. Состав реакционной смеси: HajO/SiO 1,2; GiOz/Al2.03 2,0; iy)/Na20 30. Кристаллизуется цеолит типа А. Осадок после отделения и сушки имеет размер частиц 2 мкм, не содержащий агломератов.

Пример 3. Синтетический каолинит подвергают механохимической активации в среде азота, а затем в среде 6,35%-ного раствора NaOH при соотношении твердое:раствор 1 :5,9до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 80% после первой стадии, и на 85% после второй Полученную суспензию выдерживают 7 ч при 35°С и 10 ч при 80°С. Состав реакционной смеси: NazO/SiO 1,2; Si02/Alz03 2,0; IlzO/Na20 40. Кристаллизуется цеолит типа А. Осадо после отделения и сушки имеет размер частиц 2 мкм.

Пример 4. Глуховецкий каоли подвергают механохимической активации в воздушной среде, а затем в водной среде при соотношении твердое :вода 1:10 до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограм- ме на 95% после первой стадии, и на 100% после второй. К 310 мл суспензии после активации (содержит 34,2 г активированного каолинита) добавляют 75,3 мл 14,7%-ного раствора LiOU-H О выдерживают 0,5 ч при 20°С и 20 ч при 40°С. Состав реакционной смеси: Li20/SiOz 0,5; Si02/Alz03 2,0; HjiO/LijrO 34. Кристаллизуется литиевый цеолит, с размером частиц

Ј 2 мкм. i

Пример 5. Каолинит подвергают механохимической активации в воздушной, затем в жидкой среде до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 95% - после первой стадии, и на 100% - после второй. В качестве жидкой среды используют смесь 18%-ного раствора NaOH и раствора силиката натрия, содержащего 2,79% Na20; 7,47% Si02 и 89,/4% Н20. Соотношение твердое: :раствор NaOH:раствор силиката натрия 1:19,6:25,8., Полученную суспензию выдерживают 20 ч при 25 С и 24 ч при 100°С. Состав реакционной смеси: Na20/Si02. 1,4; SiOj,/Al203 10; 40. Кристаллизуется цеолит типа X с размером частиц 2 мкм.

Пример Ь. Каолинит подвергают механохимической активации в воздушной, затем жидкой среде при соотношении твердое:жидкость 1:7,1 до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 95% поспе первой стадии, и на 100% после второй. В качестве жидкой среды используют 10%-ный раствор NaOH. К 93,7 г полученной суспензии добавляют 52,8 г раствора силиката натрия, содержащего /,0% Na20; 25% SiOz; 67,3% Н20. Реакционную смесь выдерживают 70 ч при 22 С, а затем 24 ч при 100 С. Состав реакционной смеси: NajO/SiO-j. 0,5; Si02/Alz03 7; 40. Кристаллизуется цеолит типа Y с размером частиц 2 мкм.

Пример 7. Каолинит подвергают механохимической активации в воздушной, а затем жидкой среде при соотношении твердое:жидкое 1:10 до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 95% - после первой стадии и на 100% - посл второй. В качестве жидкой среды используют 20%-ный раствор серной кислоты. Полученную суспензию выдерживают 0,5 ч при 25°С и отделяют осадо дегидратацией. К осадку, взятому в таком количестве, что после его прокалки остается 7,0 г твердого вещества, добавляют 39 1 г 10,2%-ного раствора NaOH, выдерживают 50 ч при 25°С и 60 ч при 100°С. Состав реакционной смеси: NazO/Si02 0,5; Ы02/ /А120Э Ю; Н20/НагО 40„ Кристаллизуется цеолит типа Y с размером частии 2 мкм.

Пример У. Способ осуществляют по примеру 1, с тем отличием, что механохимическую активацию проводят только в воздушной среде до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме каолинита после активации на 10U%. Кристаллизуется цеолит типа А в виде агломератов с размером частиц 5 мкм.

Пример 9. Способ проводят по примеру 1, с тем отличием, что механохимическую активацию проводят только в водной среде. При этом суммарная интенсивность линий на дифрактограмме каолинита после активации практически не уменьшается, и в результате кристаллизуется гидросодалит.

Пример tO. Способ проводят по примеру 1, однако механохимическу активацию проводят в воздушной, а затем в водной среде до уменьшения интенсивности линий на дифрак- |тограмме каолинита на 40%. Кристаллизуется смесь цеолита типа А и гид - росодалита.

Суммарную интенсивность линий исходного и активированного каолинита измеряют путем съемки дифрактограмм образцов в области углов Q 5-35° в один день, на одном приборе, на од ной чувствительности. Используют дифрактометр ДРОН-2 с СиК -излуче- нием, монохромагазированным графито

0

«.

5

0

вым монохроматором на отраженном пучке. Отнесения дифракционных линий и идентификацию образующихся соединений проводят сопоставлением рентгенографических данных с эталонными значениями.

По известному способу получают порошкообразный цеолит с размером кристаллов 3 мкм с образованием агломератов с размером 2U мкм.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа получения цеолитов заключается в синтезе высокодисперсных порошков цеолитов.

Формула изобретения

Способ получения порошкообразного цеолита, включающий приготовление реакционной смеси, содержащей каолинит, вьдержку ее и последующую гидротермальную кристаллизацию, отделение и суику продукта, отличающийся тем, что, с целью увеличения дисперсности продукта, каолинит предварительно подвергают механо- химической активации сначала в среде воздуха или азота до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 40-95% от суммарной интенсивности линий исходного каолинита, а затем в среде щелочи или серной кислоты, или воды при Т:Ж, равном 1:4,3-1U, до уменьшения суммарной интенсивности линий на 50-100% от суммарной интенсивности линий исходного каолинита.

Изобретение относится к области получения порошкообразных цеолитов, используемых в качестве адсорбентов, катализаторов, наполнителей, и позволяет повысить дисперсность продукта. Каолинит подвергают механохимической активации сначала в газовой, а затем в жидкой среде, старению реакционной смеси и ее гидротермальной обработке. При этом механохимическую активацию в газовой среде (воздух, азот) проводят до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 40-95% по сравнению с суммарной интенсивностью линий исходного каолинита. В качестве жидкой среды используют воду, раствор щелочи или серной кислоты, а механохимическую активацию в жидкой среде проводят до уменьшения суммарной интенсивности линий на дифрактограмме на 50-100% по сравнению с суммарной интенсивностью линий исходного каолинита. Затем готовят реакционную смесь, выдерживают ее и подвергают гидротермальной кристаллизации.