198892. lajstromszámú szabadalom • Eljárás Na/KY vagy Na/K/Y + Na/X tipusú zeolitok előállítására
3 4 HU 198892 B AI2O3 + TiOí Fe20a CaO MgO Na20 K2O 12-14 tömegX 0,8- 1 tömegX 1.6- 1,8 tömegX 1.6- 1,8 tömegX 1,5-1,6 tömegX 2,0-3,0 tömegX H2O + egyéb illó anyagok 2,5-2,8 tömegX 100 g vízmentes Perfii 1,22 mól SiOz-ot, 0,125 mól AlzOy-ot és 0,147 mól NazO + K2O-ot tartalmaz. A Perfii szemcséinek 95 tömegX-a 25 jum alatti szemcseméretű. 50 g vízmentes Perfilre 11,5 g (0,2875 mól) nátrium-hidroxidból, 7,91 g (0,136 mól) nátrium-kloridból és 142,6 g vízből élló vizes oldatot öntünk, a keveréket homogenizáljuk, majd teflon betéttel ellátott kristályosító edényben 21 órán át 40 °C-on öregitjük. Ezután a zagyhoz NaX kristály gócokat adunk, és a zagyot keverés nélkül 40 órán át 88 °C-on tartjuk. A zagyot G3-as üvegszűrőn melegen szűrjük, forró vízzel addig mossuk, amíg a mosófolyadék pH-ja el nem éri a 10,5 értéket, majd 90 °C-on szárítjuk. 22,0 g világos szürke színű, főtömegében 0,5-3,0 pm átmérőjű kristályokból álló Na/K/Y típusú zeolitot kapunk. A termék SÍO2/AI2O3 aránya 3,4; így az eredetileg bevitt SÍO2 mennyiségének körülbelül 33 tömegX-a jelenik meg a zeolitban. A kristályok röntgenogréfiás vizsgálata idegen kristályos fázis jelenlétét nem mutatja. Az anyalúg 19,5 tömegX koncentrációjú vizüveg-oldat (SiCWNazO arány: 2,58), amelyből 70 g-ot a kristályok kiszűrésekor különítünk el; a kristályokhoz tapadó kb. 105 g vízüveg-oldatot pedig a mosás során különítjük el hig vizüveg-oldat formájában. 5 10 15 20 25 30 35 10 2. példa Mindenben az 1. példában közöltek szerint járunk el de a kiindulási anyagokat 45 kétszeres mennyiségben alkalmazzuk és az öregitést 21 órán ét végezzük. Ezután a zagy pH-ját kevés nátrium-hidroxid oldattal 13,0-ra állítjuk be. Na/K/Y típusú zeolitot kapunk az 1. példában megadottal azonos ho- 50 zammal. Megjegyezzük, hogy ebben az esetben a Bzintézis-zagy a szintézis kezdetén 7,1 tömegX szabad nátrium-hidroxidot és 4,9 tömegX nátrium-kloridot tartalmaz. Mivel a 55 kristályosodó zeolit a Perfilben eredetileg is jelenlévő alkálifémeket (Na20 és K2O) viszi magával a kristályos fázisba, a nátrium-hidroxid formájában bevitt alkálifém-ionok csaknem teljes mennyisége vizüveg képzésére go fordítódik. Figyelembe véve, hogy a Perfilben jelenlévő alkálifém-oxidok kb. 35%-a Na2Ü és kb. 65X-a KzO, és a feltáródósnál a K2O tartalom megoszlik a zeolitfózis és az anyalúg között, a zeolitfózis és az oldalfázis gg is egyaránt kb. 16:83 arányban tartalmazza a K* és Na* ionokat. A szűréssel elválasztott vizüveg oldat pH-ját vizes sósav oldattal 8-ra állítjuk be. Az elegy 10 perc múlva gélesedni kezd. A gélesedő elegyet 1 órán át 60 °C-on tartjuk, majd a gélt centrifugálással elválasztjuk és a nedves anyagot 90 °C-on szárítjuk. Így melléktermékként 17 tömegX víztartalmú alumíniumszilikátot is kapunk (Si02/Al203-.12). 3. példa 100 g Perfilhez 67,3 g nátrium-hidroxid és 15,7 g nátrium-klorid 542,7 g vízzel készített oldatát öntjük. A zagyot 24 órán ót 40 °C-on öregitjük, majd a zagyhoz NaX kristálygócokat adunk, és a zagyot homogenizáljuk. Ezt követően a zagyot 4 egyenlő részre osztjuk és az egyes részleteket 88 °C-on 20, 30, 40, illetve 50 órán át kristályosítjuk. Az elvégzett rőntgendiffrakciós vizsgálatok szerint már 20 órás kristályosítás után kialakul a NaY típusú zeolit 95X-a, a termék mennyisége kb. 30 órás kristályosítás után maximális, míg 40, illetve 50 órás kristályosításkor néhány tömegX-ot csökken. A NaY tehát a szintézis anyalúgjób&n viszonylag stabil, így a kristályosítás befejeződése után nincs szükség a termék igen gyors továbbfeldolgozására. 4. példa 25 g Perfilhez 16,83 g nátrium-hidroxid és 3,93 g nátrium-klorid 135,7 g vízzel készített oldatát adjuk, A zagyot 24 órán ét 40 °C-on öregitjük, majd a zagyban 1,63 g NaX kristálygócot keverünk el, és a kristályosítást 30 órán át 88 °C-on folytatjuk. 14,5 g NaY típusú zeolitot kapunk. A fenti kísérletben a vizes oldat- nátrium-hidroxid tartalma 11,03 tömegX, a szilórd/folyadék tömegarány a zagyban (tömegre vonatkoztatva): 6,1 volt. A szintézist 15,25 szilárd/folyadék aránnyal, egyébként azonban a fentiekkel azonos körülmények között megismételve 11,0 g NaY típusú zeolitot kapunk, ami azt jelzi, hogy a szilárd/folyadék tömegarány nem befolyásolja lényegesen a szintézis eredményét. 5. példa 3 liter űrtartalmú nemesacél kristályosító edénybe 100 g Perfiit, 168,21 g nátrium-hidroxidot, 1356,8 g vizet és 15,7 g nátrium-kloridot adunk. A zagyot egyszer alaposan összekeverjük, majd keverés nélkül 24 órár ét szobahőmérsékleten öregitjük és ezt 4
