194521. lajstromszámú szabadalom • Eljárás NaA és Na(K)A típusú zeolit előállítására perlitből
1 >4 521 2 hatékonyságától függően 20 perctől (gélből kiindu ló szintézisek) 24 órát is meghaladó lehet (híg reaktáns oldatok, szilárd Si02 forrás: metakaolin, perlit). Perüt Si02(és kis részben A1203 forrás felhasználása esetén célszerű kompromisszumos megoldáshoz folyamodni, ami abban áll, hogy a szintéziszagyot viszonylag hosszabb ideig (15- 18 h) tartjuk a szintézis optimális felső hőmérséklet-határához (kb. 80 °C) közel eső hőmérsékleten, célszerűen 69-70 °C-on, erőteljes (kb. 500 forduJat/min.) keverés közben. (Ezt a műveletet a példákban „öregítésnek” nevezzük. Célja NaA gócok kialakítása magában a perlit anyagában.) Ezt követően - a» keverés fenntartása mellett — viszonylag gyorsan megnöveljük a zagy hőmérsékletét kb. 80 °C-ra és 2-3 órán át kristályosítunk. Tapasztalatunk szerint nem-kevert rendszerben is kristályosítható NaA, különösen híg zagyokban. Eltérően bizonyos zeolit típusok szintézisétől (NaX, NaY), a NaA szintézis-zagy jól keverhető és a keverés a szintézis idejét lerövidíti. A szintézis lezajlása után a képződött zeolitot ismert műveletekkel (szűrés, centrifugálás) elkülönítjük, mossuk, majd szükség esetén a kapott terméket ioncserével más kationokat (például Ca2+, Co2+ stb. ionokat) tartalmazó zeolittá alakítjuk. A találmány tárgya tehát eljárás Na és Na(K)A típusú zeolit szintézisére perlitet, náírium-hidroxidot, adott esetben kálium-hidroxidot, kiegészítő alumínium-oxid forrásként alkálifém-metaaluminátot tartalmazó szintézis zagyból. Az eljárásra az jellemző, hogy perütként legalább 90 tömeg%-ban 5 pm-nél kisebb szemcseméretű hőkezeléssel duzzasztott perlitet alkalmazunk és a reakcióelegyben a még nem reagált 1 mól Si02-ra vonatkoztatva a Si02/Al203 mólarányt 2,6-6 közötti, a S«02/A12ö3 mólarányt 3-5 közötti, a H20/ alkálífém-oxid mólarányt pedig 25 : 1 és 40 : 1 értéken tartjuk a szintézis teljes időtartama alatt, míg a szintézis zagy szabad lúgtartalmát 4- 11 tömeg% közötti értéken tartjuk és a szintézist 40 — 90 °C közötti hőmérsékleten, adott esetben keverés mellett, végezzük, A1203 mólarányt alkálifém-metaaluminát több lépésben történő adagolásával állítjuk be. Az eljárást előnyösen úgy valósítjuk meg, hogy a szintézis zagyot keverés mellett 15—18 órán keresztül 60-70°C-on tartjuk (öregítjük), majd a keverés fenntartása mellett a hőmérsékletet 80 °C- ra emeljük és 2-3 órán át kristályosítjuk az elegyet. A találmány szerinti duzzasztott perlitből kiinduló szintézis a legközelebb álló ásványi nyersanyagból, azaz kaolinból kiinduló NaA zeoüt-szintézishez viszonyítva a következő előnyöket biztosítja:- Lényegesen nagyobb gyakorisággal előforduló, olcsó és állandó összetételű kiindulási anyagot alkalmazunk.- A kapott termék színe - a kaolinból előállított, erősen színezett termékkel ellentétben — csaknem fehér, arni főleg a mosószeripari felhasználási területeken előnyös.- A szintézis nagy tér-idő hozammal valósítható meg (a tér-idő hozam eléri az 50 - 50 kg NaA/ m3 • óra értéket és csupán azért nem rövelhető tovább, mert a zagy keverhetetlenné T dik). — À kb. 20 tömeg% kálium-hi.roxidot tartalmazó nátrium-hidroxiddal végzet, szintézis terméke főleg elkülönölt hexaéderes kristályokból áll, ami kémiai felhasználásnál előrvös. A találmány szerinti szintetizált NaA, illetve Na(K}A zeolit lisztszerű por, ,gy a mosószeripari felhasználást leszámítva ip.-ri célra közvetlenül nem használható. Ezért az így előállított zeolitot előbb formálni keik Lényeges, hogy az adalékként alkalmazott Al(OH)3 gél, Si02-szól poli(etil-sziloxán) stb. vizes oldatának mennyisége minél kisebb legyen, ugyanakkor biztosítsa a megfelelő^keménységet és ne zár;a le a zeolit pórusait. A formálatlan NaA felhasználható a mosószeriparban. Tapasztalat szerint a víz keménységének (Ca3+ és Mg2+ ionok) csökkentése céljából adagolt pentanátrium-trifoszfát kb. 50 — 60 %-a NaA zeolittül helyettesíthető a mosóhatás csökkenése nélkül, ami hatékony környezetvédelmi intézkedésnek minősül (az élővizek eutrofizálódása mérséklődik). A formált NaA, ill. Na(K)A mint kémiailag közömbös szárítóanyag használható. Alkalmazható: — duplafalú üvegtáblák légterének szárítására és ezzel a lehűléskor bekövetkező párásodás megszüntetésére, oldószerek (benzol, éter stb.) szárítására egészen kb. 5-10 ppm. víztartalomig,- gázok (levegőcseppfolj'ósító berendezés tápárama, hűtőszekrények freon gáza, dízel motorok légszűrője, földgáz, formaldehid gáz stb.) szárítására,- szelektív adszorbensként: n-paraffinok szelektív kinyerésére i-paraffinok mellől (pl. Izo-Siev, Porex, Molex eljárások), N2-02 gázdegyekből 02 kinyerésére földgázból kénhidrogén eltávolítására stb. A találmány szerint előállított NaA, illetve Na(K)A típusú zeolitokat a felsorolt felhasználási területeken korlátozás nélkül, igen jó eredménnyel alkalmazhatjuk. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. » l. példa A Zempléni-hegységből származó, hőkezeléssel duzzasztott perlitből indulunk ki, amelynek összetétele a következő: izzítási veszteség: 1,6 tömeg %: Oxid-összetétel (vízmentes anyagra vonatkoztatva): SiCL 73,24 tömeg% Al2Ö3 12,75 tömeg % Fe203 1,17 tömeg % CaO 0,94 tömeg % 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
