Способ получения аморфных алюмосиликатов Советский патент 1990 года по МПК C01B33/26 

(21)3894655/23-26

(22)15.05.85

(31)F-247735

(32)18.05.84

(33)PL

(46) 15.03.90. Бюл. (р 10

(71)Институт Хэмии Пшемыслоэй (PL)

(72)Ева Ягельская и Ивона Липинь- ская (PL)

(53)661.183(088.8)

(56)Патент ПНР N 103483, кл. С 01 В 33/28, 1980.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ АЛО- МОСИЛИКАТОВ

(57)Изобретение относится к способам получения аморфных алюмосиликатов с химическим составом формулы хМ О-AlgU ybiOi с возможным содержанием связанной воды, где х находится в пределах 0,3 - 3, у больше 5, а М означает катион щелочного металла.

В процессе получения аморфных алюмосиликатов из силикатов щелочных металлов алюминатов щелочных металлов

-и солей алюминия,- содержащих катионы AI3t, смешивают и гомогенизируют добавляемые одновременно водные растворы силиката щелочного Металла и алюмината щелочного металла, а затем полученный алюмосиликатный гидрозоль немедленно смешивают и гомогенизируют с водным раствором солей алюминия, содержащей катионы А13 , применяя метод совместного осаждения, причем отдельные реагенты употребляют в таком количестве, что молярные отношения SiO к больше, чем 5, а в общее количество молей А1г03 от 2 до 98% молей А1г03 вносится солью алюминия, содержащей катионы А13+, рН осажденного гидрогеля 6,5-13,0, после чего водную взвесь гидрогеля выдерживают 10 мин - 48 ч при возможном перемешивании. Полученные алюмосиликаты обладают повышенной механической прочностью и используются в качестве катализаторов,- носителей катализаторов, ионообменников, адсорбентов. 1 з.п, ф-лы. 1 табл.

Ј

сд

Изобретение относится к способам получения аморфных алюмосиликатов с химическим составом формулы XM₂O^.AL₂O₃^.YSIO₂ с возможным содержанием связанной воды, где X находится в пределах от 0,3 до 3, Y больше 5, а М означает катион щелочного металла. В процессе получения аморфных алюмосиликатов из силикатов щелочных металлов алюминатов щелочных металлов и солей алюминия, содержащих катионы AL³⁺, смешивают и гомогенизируют добавляемые одновременно водные растворы силиката щелочного металла и алюмината щелочного металла, а затем полученный алюмосиликатный гидрозоль немедленно смешивают и гомогенизируют с водным раствором солей алюминия, содержащей катионы AL³⁺, применяя метод совместного осаждения, причем отдельные реагенты употребляют в таком количестве, что молярные отношения SIO₂ к AL₂O₃ больше, чем 5, а в общее количество молей AL₂O₃ от 2 до 98% молей AL₂O₃ вносится солью алюминия, содержащей катионы AL³⁺, PH осажденного гидрогеля 6,5 - 13,0, после чего водную взвесь гидрогеля выдерживают 10 мин - 48 ч, при возможном перемешивании. Полученные алюмосиликаты обладают повышенной механической прочностью и используются в качестве катализаторов, носителей катализаторов, ионообменников, адсорбентов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения алюмосиликатов, используемых в качестве катализаторов, ионо- обменников, адсорбентов.

Целью изобретения является повышение выхода и механической прочности за счет обеспечения возможности получения алюмосиликата общей формулы x-M20-Ala03.ySiOj-zl O, где ,3-3; ,Об-15,5; мас.%.

Пример, 166,7 вес.ч, водного раствора силиката натрия, содержащего 24 вес.% SiO и имеющего модуль 2,9, смешивают и гомогенизируют с добавляемыми одновременно 50 вес.ч. водного раствора алюмината натрия, содержащего 10 вес.% , и обладающего модулем щелочности, равным 1,4. Полученный алюмосиликатный гидрозоль немедленно смешивают и гомогенизируют с 84,5 вес.ч. водного раствора нитрата алюминия, содержащего 3 вес.% . В осажденном алюмосиликатыом гидрогеле с рН 11,35 содержание 510г+А1гОэ

равнялось I 5,8 вес,%„ 14 дрог ель подвергают старению в тече(ие 1 ч при 293-298 К, причем гидрогель перемешивают и после отфильтровсния маточного раствора гидрогель мромыЕают 200 вес,ч. деминерализованной воды с температурой 298 К, измельчают в коллоидной мельнице, формуют и сушат при 393 К, а в конце прокаливают при Ь23 К в те- чение 1 ч. Получают аморфный алюмосиликат с химическим составом, моль: Na70 1,4; А1г03 1; 5зОг 8,8, содержащий 6 вес.% водь, обладающий удельной поверхностью 87 м2 и меха- нической прочностью 92 tec.%. Выход 98,9%.

П р им е р 2. 100 вее.ч. водного раствора силиката натрия,, содержащего 10 вес.% Ь iO-г. и имеюцегс модупь , pan- ный 3,1, смешивают и гомогенизируют с добавляемыми одновременно 12,5 вес.ч,, водного раствора алюмината натрия, содержащего L вес.% и обладающего модулем щелочности, рав ным 1,1. Температура компонентов 298 К. Полученный ллюмосиликатный гидрозоль немедленно смешивают с 40,8 вес.ч, водного раствора сульфата алюминия с температурой 298 К, содер- жащего 4 вес.% , а затем алюмо- силикатный гидрозоль с рН 6,5, выдерживают при 298 К в течеьие 48 ч, отфильтровывают, промывают 150 вес.ч. деминерализированной вогы, измельча

ют в колло-щной мельнице,, формируют в распылительной сушилке в микросферические зерна, сушат и прокаливают 3 ч при 873 К. Получают аморфный алюмосиликат с мольным cocTaBON NajUtAl C : :SiU,j, равным 0,45 :1 : 7 ,S b, Этот алюмосиликат обладает прочностью на истирание, равной 97,5 вес./;, Выход (в пересчете на SiO-z+AljO,) S9,9%,

П р и м е р 3. 60 вес,ч, водного раствора силиката натрия , содержащего 10 вес.% SiUo и имеющегс модуль 1,9, нагревают до К, а Зстем смешивают по методу совместного осаждения и гомогенизируют с 21 вес.ч, водного раствора алюмината натрия, имеющего температуру 348 К, содержащего 5 вес.% Al,jp3, и обладающего модулем щелочности, равным 2,85. Алюмосиликатный гидрозоль сразу же смешивают и гомогенизируют с 10 вес.ч. 2,0%-ного (в пересчете на Alau3) раствора сульфата алюминия, имеющего также температуру 348 К. При ЭТОР емпературе

с

5

0

5

0

10 мин проводят старение алюмосиликатного гидрогеля, рН которого равняется 12,9. После этого гидрогель отфильтровывают от маточного раствора, промывают 40 вес.ч. деминерализированной воды, сушат при 393 К, измельчают и прокаливают 1 ч при 623 К. Получают аморфный алюмосиликат, содержащий 10 вес.% связанной воды и имеющий химический состав, моль: Na2U 2,6; Al20j 1; Ы02 7,74. Выход 96,55%.

П р и м е р 4. 100 вес.ч, натриевого жидкого стекла с концентрацией SiU2, равной 22 вес.%, и модулем 2,2 сливают и гомогенизируют с 65 вес.ч, водного раствора алюмината натрия с модулем щелочности 1,2, содержащего 10 вес.% . Полученный гидрозоль немедленно сливают и гомогенизируют с 10 вес.ч. сульфата алюминия, содержащего 1,5 вес,% . Температура каждого из компонентов равняется 303 К. После старения гидрогель отфильтровывают 172 вес.ч. деминерализированной воды. Промытый гель сушат при 503 Ь и прокаливают при 623 К, Получают аморфный алюмосиликат состава, моль: 1,5; AlyjOjj 1; SiOj 5,55, с содержанием 9,5 вес.% воды. Выход 100%.

П р и м е р 5. 200 вес.ч. 20%-ного (в пересчете на SiO.,) водного растворе натриевого жидкого стекла с модулем 2,6 гомогенизируют с 5 вес.ч. водного раствора алюмината натрия, содержащего 3 вес.% и имеющего модуль щелочности 1,2. Температура компонентов 298 К. Алюмосиликатный гидрозоль гомогенизируют с 147 вес.ч, AljUg, имеющего температуру также 298 К. Гидрогель с рН Ь,5 перемешивают 2 ч при 313 К, отфильтровывают, промывают 570 вес.ч. деминерализированной воды, температура которой равна 3J3 К, измельчают в коллоидной мельнице, формируют в распылительной сушилке в микросфероидные зерна и прокаливают при 873 К. Полученные зерна с мольным отношением ,5:1:8,9 обладают механической прочностью, равной 93 вес.%. Выход 99,50%.

ПримерЬ. 424 вес.ч 10%-ного (в пересчете на SiO) водного раствора натриевого жидкого стекла с модулем 1,9 смешивают и гомогенизируют с 40,8 вес.ч. 5%-ного (в пересчете

на AljU3) водного раствора алюмината натрия с модулем щелочности 1,4. Полученный гидрозоль с температурой 349 К гомогенизируют с 163 вес.ч. водного раствора нитрата алюминия, содержащего 5 вес.% Al- и имеющего температуру 343 К. Синерезнс осажденного гидрогеля с рН 10,2 проводят 30 мин при 343 К при перемешивании. Затем гидрогель фильтруют, прмывают 100 вес.ч. деминерализованной воды, имеющей температуру 343 К, и сушат при 573 К. Измельченный гель обладает химическим составом, моль: 1; 1; Si02 6,95. Выход 99,63%.

Пример. 200 вес.ч. натриевого жидкого стекла, содержащего 10 вес.% SiO с модулем 1,75, подвергают смешиванию и гомогенизации при 323 К с одновременно добавленными 59,97 вес.ч. алюмината натрия с модулем щелочности 2,5, содержащим 10 вес.% . Полученный алюмоси- ликатный гидрозоль гомогенизируют с 29,65 вес.ч. раствора сульфата алюминия, содержащего 2 вес.% , имеющего температуру 323 К. Полученный гидрогель с рН 12,5 перемешивают 10 мин при 323 К, отфильтровывают, промывают 40 вес.ч. деминерализованной воды, сушат при 393 К и прокаливают 1 ч при 623 К, а затем измельчают.

Получают аморфный алюмосиликат натрия химического состава, моль:

A1,U3

1 ; SiO-2 5,1, содержа3;

щий 8 вес.% воды. Выход в пересчете на сумму окислов составил 98 вес.%.

Примерб. 120 вес.ч. натриевого жидкого стекла, содержащего - 15 вес.% SiO с модулем 3,6 и температурой 298 К, смешивают и гомогенизируют с 10 вес.ч. водного раствора алюмината натрия, содержащего 3,5 вес.% со щелочным модулем 1,0. Полученный алюмосиликатный гидрзоль смешивают и гомогенизируют с 43 вес.ч. 5,11%-ного (в пересчете на ) раствора сульфата алюминия с температурой 298 К. Полученный гидрогель с рН 6,6, выдерживают 10 ч, отфильтровывают, промывают 400 вес.ч. деминерализованной воды, измельчают в коллоидной мельнице, формуют в микросфероидальные зерна, просушивают 3 ч и прокаливают при 823 К.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Получают аморфный алюмосиликат с прочностью на истирание 97,5 вес.% с химическим составом, моль: 0,3; А120Л 1; SiO 11,53. Выход 100%.

II р и м е р 9. 60 вес. ч. водного раствора.силиката калия, содержащего JO вес.% SiOj с модулем 2,4, нагревают до 348 К, Смешивают и гомогенизируют с 21 вес.ч. водного раствора алюмината калия с температурой 348 К, содержащего 5 вес.% с модулем щелочности 2,85. Алюмосиликатный гидрозоль смешивают и гомогенизируют с 20 вес. ч. 2,0%-ного Св пересчете на А1гО 3) раствора сульфата алюминия с температурой 348 К. Затем при той же температуре проводят старение в течение 10 мин алюмосиликатного гид- -рогеля с рН 12,0. Далее гидрогель отфильтровывают, промывают, сушат, измельчают и прокаливают 1 ч при 623 К.

Получен аморфный алюмосиликат, содержащий 10 вес.% связанной воды и имеющий химический состав, моль: 1,5; АЦОз 1; SiOt 6,97. Выход 98,5% (в пересчете на сумму 810г+А1аОэ).

Приме р 1Q. 100 вес.ч. натриевого жидкого стекла, содержащего 16,5 вес.% SiO и имеющего модуль ., 3,6, подвергли смешиванию и гомогенизации при 298 К с 15 вес.ч. алюмината натрия, содержащего 3,5 вес,% и имеющего модуль щелочности, равный 1,0 и температуру 298 К. Алюмосиликатный гидрозоль смешивали н гомогенизировали с 84,9 вес.ч. раствора сульфата алюминия, содержащего 1,5 вес.% и имеющего также температуру 298 К. Полученный алюмоснли- катный гидрогель с рН 11,5 смешивали 4 ч при 298 К, затем отфильтровывали, промывали 90 вес.ч. деминерализованной воды с температурой 298 К, суи/и- ли при 393 К в течение 16 ч и прокаливали 2 ч при 623 К, а затем измельчали .

Получили аморфный алюмосиликат химического состава, моль: 1,1; А110з 1; SiOi 15,05, содержащий 3,8 вес.% связанной воды. Выход в пересчете на сумму окисей SiOj+Al703 составляет 98,86 вес.%, а в пересчете на Si0.j - 99,66 вес.%. Доля молей , вводимая с сульфатом алюминия, составляла 70,81% общей суммы молей А1а03.

П р. им е р 11. 140,0 вес. ч. натриевого жидкого стекла, содержащего 22 вес.% SiO,, и имеющего модуль 2,9, тодвергли смешиванию и гомогенизации 98 вес.Чо водного раствора алюмината натрия, имеющего модуль щелочности 1,1 и содержащего Ю зес.% .

Полученный гидрозоль 1емедленно смешивали и гомогенизировали с

6 вес.ч. сульфата алюмичия, содер- кащего 1,25 вес.% ), Температура потоков равнялась 398 К. Полученный гидрогель с рН 11,95 перемешивали при 398 К, затем отфильтровывали и промывали 200 вес,ч. деминерализованной воды, СУШРЛИ при 53 К и прокаливали при 623 К. Получили аморфный алюмосиликат с химическим составом, моль: 1,3; А1-,0Э1 ; SiO-j 3,06, содержащий 8,5 вес % воды. Выход в пересчете на сумму окисей Si02+ +А1гОз составляет 96,7 вес„%Р а в пересчете на 5i04 - 9635 вес.%. Доля молей А1гОя, вводимая с солью алюминия, составляла 2% общего количества молей Al-зОз.

Данные процентной доли Al-iO, вводимой с солью о тн с те нию к сумме молей по примерам 1-Й, приведены в таблице,

Механическая прочность полученных шламосиликагов во всех примерах больше 90%, по трототипу она составляет менее 90%, Зыход алюмосиликатов по

Пример J1 2| 3 4| 5| 6I

76, 5Ь

16,00

2,25

0

5

0

5

предложенному способу 96-100 вес.% и по известному 60-80 вес.%.

Формула изобретения

xM/jp-Al jOj-ySiO. , где ,3-3;

,,5;

мас„%,

растворы силиката и алюмината щелочного металла смешивают при одновременном сливании растворов и гомогенизации реакционной смеси с получением гидрозоля, осаждение алюмосиликатного гидрогеля ведут путем смешения и гомогенизации полученного золя с раствором соли алюминия, содержащей катионы , взятой в количестве 2-98% от общего количества молей в расчете на в реакционной смеси, а старение геля ведут 10 мин - 48 ч,

2,Способ по п. 1, о т л и ч а ю- и и и с я тем, То старение геля ведут при перемешивании.

Ю

79,93 9,00 27,59 70,8 2,00