Способ получения цеолита типа анальцима Советский патент 1981 года по МПК C01B39/02 

1

Изобретение относится к способу получения кристаллических молекулярных сит-цеолитов типа анальцима и может быть использовано в ионообменных процессах.

В природе анальцим встречается в Осадочных породах, в которых он выделяется вследствие действия соляных вод на вулканические туфы. Образование анальцима наблюдается также в толщах вулканических пород, на которые действуют воды атмосферного происхождения, подогреваемые лавой и частично за счет тепла экзотермическ.их реакций гидратации.

Идеализированный состав природяого анальцима следующий:

NdJ(.),o

в зависимости

Плотность анальцима от соотношения колеблющегося

AelS ОТ 3,5 до 5,5, может быть 2,242,29 г/см. Твердость по шкале Мооса составляет 5,5. Коэффициент пре ломления колеблется в пределах N 1,479-1,493.

Известен способ получения цеолита типа анальцима из природного гей;

ландита и клиноптилолита путем обработки растворами NaOH и Ма,СОз при температуре и давлении 2-3 атм. в течение двух недель 1.

Недостатком этого способа является использование природного сырья, которое содержит значительное количество примесей кристаллических веществ, что требует соответствующей

0 предварительной длительной гидрощелочной обработки природного сырья, которая, хотя и повышает активность реакционной массы за счет частичного растворения исходной породы, но не

5 полностью обеспечивает однородность алюмосиликата. Кроме того, используется сложная аппаратурная схема из-за высокого давления паров воды при Д8й°С.

0

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цеолита типа анальцима, включающий щелочную обработку алюмо5силикатного сырья - геля состава Na,20 . А1,,0з-4510,3 при 180с, фильтрацию и сушку продукта 12. По та, кому способу гелеобразный алюмосиликат, приготовленный из чистых химикатов в предкристаллиэационныП период остается неоднородным. Для осуществления кристаллизации температуру процесса повышают до , что приводит к образованию менее оводнен ных цеолитов с наиболее уплотненной структурой и узкими порами. Кроме того/ исходное сырье при указанных условиях не полностью превращается в анальцим, ухудшая свойства целевого продукта гелеобразными примесями. Вследствие этого цеолиты, получа емые по предложенному способу, обладают низкой адсорбционной емкостью.. Целью изобретения является повышение адсорбционной емкости и термоустойчивости цеолита. Поставленная цель достигается тем что в качестве алюмосиликатного сырья используют перлитовую породу, а перед сушкой от(ильтрованную после щелочной обработки перлитовую породу смешивают с кристаллическим кремнеземом и полученную смесь обрабатывают водой при 100-150С и Ж:Т(3-5):1 в течение 48-100 ч и сушат. Отличительным признаком предложен ного способа является то, что в качестве .алюмосиликатного сырья исполь зуют перлитовую породу, а перед сушкой отфильтрованную после щелочной обработки перлитовую породу смешиваю с кристаллическим кремнеземом, после чего полученную смесь обрабатывают водой при 100-150°С и Ж:Т (3-5) :1 в течение 48-100 ч. По предложенному способу измельченную природную стекловатую породу перлит крупностью частиц коллоидального размера обрабатывают щелочью с концентрацией 150-200 г/л при 100-150°С в течение 4-24 ч, отфильтрованный твердый осадок перед сушкой смешивают с и кристаллизуют в воде при 100-150 °С и Ж:Т (3-5) :1 в течение 48-100 ч. При таком осущес влении процесса происходит не прямое превращение природной вулканической стекловатой породы - перлита в аналь цим, а преобразование горной породы в новый совокупный мат.ериал, способный легко превращаться в кристаллическое вещество с заданными свойства ми в растворах с самыми низкими концентрациями щелочи,имитирующих природные гидротермальные растворы. Пример 1. 1000 г перлитовой породы обрабатывают в растворе щелочи с концентрацией 150 г/л при в течение 24 ч, суспензию щело чи отфильтровывают, твердый осадок смешивают с 200 г кристаллической и смеюсь гранулируют. Высушенные гранулы алюмосиликата кристаллизуют в воде при 150с, Ж:Т 5:1 в течение 100 ч. Готовые гранулы цеолита типа анальцима отмывают декантацией М высушивают при 150°С. Качественная характеристика образца:. Адсорбционная емкость, (по парам воды) . 0,24 Термоустойчивость, С465 Силикатный модуль ,8 Параметры элементарной ячейки (куб), Л 13,74±0,02 П р и м е р 2. 1000 г перлитовой породы обрабатывают раствором щелочи с концентрацией 175 г/л при 125°С в течение 12 ч, суспензию щелочи отфильтровывают, твердый осадок смешивают с 200 г кристаллической S i 0-2 и смесь гранулируют. Высушенные гранулы алюмосиликата кристаллизуют в воде при 125°С, Ж:Т 3:1 в течение 724i Готовые гранулы цеолита типа анальцима отмывают декантацией и высушивают при . Качественная характеристики, образца:Адсорбционная емкость, (по парам воды) 0,23 Термоустойчивость, с 470 Силикатный модуль SiO. : Параметры элементарной ячейки (куб), Л 13,7410,02 Пример 3. 1000 г перлитовой породы обрабатывают раствором щелочи с концентрацией 200 г/л при в течение 4 ч, суспензию щелочи отфильтровывают, твердый осадок смешивают с 200 г кристаллической Si02 и смесь гранулируют. Высушенные гранулы алюмосиликата кристаллизуют в воде при 100°С и Ж:Т 4:1 в течение 48 ч. Готовые гранулы цеолита типа анальцима отмывают декантацией и высушивают при 150с. Качественная характеристика образца:Адсорбционная емкость, (по парам воды) 0,25 Термоустойчивость,С 460 Силикатный модуль 510,2 ,5 Параметры элементарно ячейки(куб), А 13,74+0,02 Данные рентгеноструктурного анализа цеолита, полученного известным и предложенным способами, приве|Дены в табл 1. Химически состав и показатели преломления, синтезированного и природных а нальцимов, представлены в табл. 2, Физико-техническая характеристика цеолитов типа анальцима представлена в табл. 3. Таким образом , сорбционная способность цеолита, полученного предложенным способом, составляет 0,230,25 против 0,20 по известному одособу, а термическая

ртойкость структуры .повышается на 20-65с.

Синтезированный предложенным способом цеолит типа анальцима, будучи

высококремнеземистым, может найти применение при высокотемпературных процессах переработки нефти (силикатный модуль колеблется в пределах .5,0-8, ОХ.

Таблица

Примечание. I - интенсивность .

Из эффузивных по

род (природный) 1,48310,001

Из нефелиновых пегматитов

Сикт зированный h: кулка -ичесчих

псрд

. d - межплоскостные расстояния, А.

Таблица 2

55,45 24,07 Следа 2,45 Следа 10,25 0,26 24,10 0,04--,«,50 - 0,002

50,70 23,66 0,61 1,23 0,36 11,650,4

1,483±0,01 430-440 1,586±0,02

400

1,4В5±0,001 465

Формула изобретения

С.пособ получения цеолита типа анальцима, включающий щелочную обработку алюмосиликатного сырья, фильтрацию и сушку продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения адсорбционной емкости РТ термоустойчивости цеолита, в качестве алюмосиликатного сырья используют перли,товую породу, а перед сушкой отфильтрованную после щелочной обработки

Таблица

13,,01 8,33 13,71 .10,66

13,7110,02 11,40

перлитовую породу смешивают с кристалическим кремнеземом и полученную смесь обрабатывают водой при 100150°С, Ж:Т (3-5) :1 в теченй«| 48 100 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.3. Chem. Soc. 1267, 1951 (прототип) .