Способ получения цеолита типа омега

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА ТИПА ОМЕГА, включающий гидротермальную кристаллизацию алюмосиликатного материала 6 водном растворе гидроокиси натрия, йромывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве алюмосиликатного материала используют осадок после выщелачивания клиноптилолитового туфа концентрированной соляной кислотой при 40-80°С в течение 0,5-1,5 ч, а гидроокись натрия и воду берут в количестве 40-48% и 170- соответственно от массы безводного осадка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g С 01 В 33/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВйДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3631563I23-26 (22) 05.08.83 (46) 23.11.84. Бюл. № 43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) М. К. Чарквиани и Г. В. Цицишвили (71) Институт физической и органической химии им. П. Г. Меликишвили (53) 661.183.6 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1178186, кл. С 1 А, 1970.

2. Патент США № 4241036, кл. 423 — 328, 1980.

„„SIJ„„1125190 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕОЛИТА ТИПА ОМЕГА, включающий гидротермальную кристаллизацию алюмосиликатного материала и водном растворе гидроокиси натрия, промывку и сушку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве алюмосиликатного материала используют осадок после выщелачивания клиноптилолитового туфа концентрированной соляной кислотой при 40 — 80 С в течение 0,5 — 1,5 ч, а гидроокись натрия и воду берут в количестве 40 — 48% и 170—

500% соответственно от массы безводного осадка.

1!25190

Изобретение относится к технологии неорганических материалов, преимущественно к получению микропористых кристаллических алюмосиликатов, в частности цеолита типа омега, и может быть использовано в производстве катализаторов и сорбентов

5 для химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения цеолита типа омега путем взаимодействия чистых химических реагентов, образующих гидрогель крем- 10 незема, глинозема и гидроокисей четвертичного алкиламмониевого основания и натрия, кристаллизации указанной смеси г гидротермальных условиях, отделения полученного осадка от маточного раствора, про15 мывки и сушки {1).

Известен также способ получения цеолита типа омега путем гидротермальной кристаллизации геля, содержащего смесь коллоидальной двуокиси кремния, гидроокисей алюминия, натрия и тетраметиламмония с последующей промывкой и сушкой целевого продукта 12).

Недостатками указанных способов получения цеолита типа омега являются дороговизна и сложность за счет использования

25 гидроокиси тетраметиламмония.

Целью изобретения является упрощение и удешевление способа.

Поставленная. цель достигается тем, что согласно способу получения цеолита типа омега, включающему гидротермальную кристаллизацию алюмосиликатного материала в водном растворе гидроокиси натрия, промывку и сушку, в качестве алюмосиликатного материала используют осадок после выщелачивания клиноптилолитового туфа концентрированной соляной кислотой при З5

40 — 80 С в течение 0,5 в 1,5 ч, а гидроокись натрия и воду берут в количестве 40 — 48Р/р и 170 †50/р соответственно от массы безводного осадка.

Выщелачивание ведет в пересчете на

1 моль окиси алюминия к уменьшению относительного содержания окислов щелочных металлов, магния и железа и возрастанию содержаниЯ окислов кальция, кремния и воды в выщелоченном клиноптилолитовом туфЕ, о чем свидетельствуют данные его хи- 45 мического .анализа после промывки в 30кратном количестве (по массе) воды и сушки до воздушно-сухого состояния (табл. 1) .

В табл. 1 показан химический состав использованного клиноптилолитового туфа до и после выщелачивания в 36 /0-ной соляной кислоте при 55 С в течение 45 мин.

После промывки выщелоченного клиноптилолитового туфа в дистиллированной воде он вводится во влажном или высушенном состоянии (конечный результат от этого не зависит) в кристаллизационную смесь, содержащую гидроокись натрия в количестве 40 — 48 /р в пересчете на массу безводного выщелоченного туфа. При большем содержании едкого натра в результате последующей гидротермальной кристаллизации получается цеолит типа филлипсита, при меньшем же содержании его фазового превращения не происходит и конечный продукт в этом случае представляет собой клиноптилолит. Общее количество воды в кристаллиаационной смеси должно находиться в п ределах 170 — 500 /р от массы безводного выщелоченного туфа. Выход за эти граничные значения в сторону превышения ведет к появлению заметного количества неидентифицированных примесных фаз, а в сторону уменьшения — к кристаллизации цеолита типа филлипсита.

Указанные условия выщелачивания туфа позволяют получить определенный состав осадка, необходимый для обеспечения состава реакционной смеси в области кристаллизации цеолита типа омега.

Пример 1. К 20 г клиноптилолитового туфа месторождения Хекордзула (Грузинская CCP), измельченного до размеров частиц 10 мкм и менее и помещенного в фторопластовую колбу, добавляют 50 мл 36Р/0-нок соляной кислоты. Колбу переносят в термостатируемую водяную баню и выдерживают смесь при 55 С в течение 45 мин. Выщелоченный таким образом кпиноптилолитовый туф промывают в 500 мл дистиллированной воды. Затем осадок во влажном состоянии переносят в фторопластовую колбу с плотно завинчиваемой крышкой (контрольный опыт показал, что масса безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа в таком осадке во влажном состоянии равна

15,0 г, а масса воды — 14,5 г). В эту же колбу вливают раствор 6,6 г гидроокиси нат рия в 30 мл дистиллированной воды. Полученная кристаллизационная смесь содержит

44 /р гидроокиси натрия и 297 /р воды относительно массы безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа. Колбу плотно закрывают, перемешивают ее содержимое на электрической качалке в течение 15 мин, вставляют в воздушный термостат и выдерживают в нем при 100 С в течение 72 ч.

Затем извлекают колбу из термостата, фильтрацией отделяют полученный осадок, промывают его в 500 мл дистиллированной воды при 80 С и сушат при 100 С в течение

3 ч. В порошковой рентгенограмме полученного продукта все линии средней и высокой интенсивности совпадают с таковыми для цеолита типа омега.

B табл. 2 показана порошковая рентгенограмма полученного цеолита типа омега (приведены линии с относительной интенсивностью, превышающей 20 ед.) .

Синтезированный цеолит представляет собой порошок с диаметром частиц 10 мкм и менее и имеет следующий химический состав, выраженный в соотношении молей окисных компонентов: 070 Na,О 008 К,О

11

0,21 СаО, 0,07 MgO 0,02 РелОз 1 00 А1гОз

7,45 S i O . 6. 10 Н О.

Из данных химического анализа видно, что полученный продукт является преимущественно натрий-кальциевой формой цеолита типа омега и содержит в небольших количествах также калий, магний и железо.

Мольное отношение окислов равно 7,45, что типично для цеолита типа омега. Сорбционная емкость синтезированного продукта по парам воды при давлении 22,6 гПа и 20 С составляет 20,5О/о от массы цеолита, дегидратированного в вакууме при 350 С в течение 6 ч. Кристаллическая решетка полученного цеолита типа омега по данным дифференциального термического анализа не разрушается при прокаливании его на воздухе вплоть до 700 С.

Пример 2. К 20 г клиноптилолитового туфа Хекордзула, измельченного до размеров частиц 100 мкм и менее, добавляют 45 мл

34О/p-ной соляной кислоты. Смесь выдерживают при 40 С в течение 1,5 ч. После этого выщелоченный клиноптилолитовый туф промывают в 600 мл дистиллированной воды.

Затем осадок сушат при 100 С в течение 8 ч (контрольный опыт показал, что масса безводного выщелоченного туфа в таком высушенном осадке равна 15,2 г, а масса воды после установления адсорбционного равновесия с воздушной влагой равна 2,3 г). В колбу вливают раствор 6,1 г гидроокиси натрия в 23,5 мл дистиллированной воды. Полученная кристаллизационная смесь содержит 40 /p гидроокиси натрия и 170 /p воды в пересчете на массу безводного вьццелоченного туфа. Смесь перемешивают в течение

20 мин, колбу герметически закрывают пробкой, вставляют в воздушный Термостат и выдерживают при 95 С в продолжении 80 ч.

Затем полученный осадок промывают в

600 мл дистиллированной воды при 80 С и сушат при 120 С в течение 3 ч. Полученный продукт представляет собой порошок с диа25190. метром частиц 100 мкм и менее. Порошковая рентгенограмма, химический состав, сорбционная емкость по парам воды и термостойкость его таковы же, как и у образца, полученного в примере 1 и подтверждают принадлежность синтезированного продукта к цеолиту типа омега.

Пример 3. 20 г клиноптилолитового туфа

Хекордзула измельчают до размеров частиц

5 мкм и менее, выдерживают в фторопласто10 вой колбе на водяной бане с 40 мл 32 /ц-ной соляной кислоты при 80 С в течение 0,5 ч.

Затем туф промывают в 500 мл дистиллированной воды. Осадок во влажном состоянии переносят в фторопластовую колбу (контрольный опыт показал, что масса безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа в этом осадке равна 14,5 г, а масса воды — 144 г). В колбу вливают раствор

7,0 r гидроокиси натрия в 58 мл дистиллированной воды. Составленная кристаллизационная смесь содержит 48 /p гидроокиси натрия и 500О/р воды относительно массы безводного выщелоченного клиноптилолитового туфа. Смесь перемешивают на мешалке в течение 10 мин, плотно закрывают колбу пробкой, помещают в воздушный термостат и выдерживают в нем при 92 С в течение 83 ч. Полученный осадок промывают в 500 мл дистиллированной воды при

80 С и сушат в сушильном шкафу при 110 Ñ в продолжейии 2,5 ч. Продукт состоит из частиц диаметром 5 мкм и менее.

Рентгенографические, сорбционйые, термические характеристики и данные химического анализа его такие же, как и у продукта, полученного в примере 1, что подтверждает получение цеолита типа омега.

Предлагаемый способ исключает применение дорогостоящих чистых химических реактивов, в частности гидроокиси тетраметиламмония, что удешевляет процесс; упрогцает способ за счет исключения стадии введения гидроокиси тетраметиламмония в кристаллизационную смесь.

1125!90

Таблица 1

27,29

8 02

8,26

1,00 2 3

Na,0

1,00

0,43

0,10

0,14

К20

0,04

0,55

0,88

Са0

0,31

Мдо

0,11

0,08

Fe,0, 0,03

5,73

Н20

19,37

Таблица 2

1, 605

О, 917 100

43

25

0,3778

72

Составитель T. Чиликина

Редактор Н. Пушненкова Техред И. Верес Корректор М. немчик

Заказ 8417/15 Тираж 463 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,790

0,686

0,596

0,4698

0,3697 42

0,3620 47

0,3513 63

0,3153 71

0,3080

0,3029

0,2916

Способ получения цеолита типа омега Способ получения цеолита типа омега Способ получения цеолита типа омега Способ получения цеолита типа омега 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, именно к получению технического кремния и его сплавов восстановительной плавкой в электропечах
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения различных восстановителей в водных растворах с помощью фосфорно-молибденовых гетерополисоединений

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам получения пористого диоксида кремния, обладающего заданными физико-химическими характеристиками

Изобретение относится к способам получения кремния, отличающееся от известных карботермических способов тем, что плотный кремний кубической структуры получается из других элементов, алюминия и фосфора, при действии электромагнитного поля при плотности тока не менее 1011 А/м2 на смесь кристаллических веществ, содержащих основные элементы О - Аl - Р

Изобретение относится к металлургии редких тугоплавких металлов, кремния и их соединений и может быть использовано для их получения плазмохимическим взаимодействием исходных газообразных соединений

Изобретение относится к технологии получения материалов, а именно к технологии получения поликристаллического кремния и его химических соединений - карбида и нитрида - из природных кремнийсодержащих концентратов

Изобретение относится к синтетическим драгоценным камням из полупрозрачного монокристаллического карбида кремния и может быть использовано в ювелирной промышленности

Изобретение относится к области обогащения природных минералов и руд химическим методом и может быть использовано в тех случаях, когда основной балластной примесью является окись кремния
Изобретение относится к технологии переработки отходов, включающих соединения титана и кремния, и может быть использовано для улучшения экологической ситуации путем переработки техногенных отходов, а также расширения сырьевой базы для получения товарных продуктов - диоксида титана и карбида кремния
Наверх