202788. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szintetikus zeolitok előállítására
HU 202788B ill. vezetéken történő bevezetésekor a 7 dezintegrátort is beindítjuk és a fordulatszámot az 1. ill. 2. példában leírtak szerint szabályozzuk. A terméket ill. a kondenzvizet a 8. ill. 5 csőcsonkon keresztül ürítjük. A 3 túlfolyó csőcsonk, a 9 légtelenítő (1. ábra) ül. a 9 kevert, aprított zagy visszatápláló (2. ábra) csőcsonk működése értelemszerű. A találmány szerinti eljárás lényeges műveletei a reagensek összekeverése, a kristályosítás, végül pedig a termék szűrése és mosása, illetve közömbösítése. A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítási módja értelmében a dezintegrátort a reagensek gyors, homogén összekeverésére is felhasználhatjuk olyan módon, hogy az aluminátlúgot tartalmazó berendezésbe az ismert koncentrációjú és számított mennyiségű alkáli-szilikát oldatot a keverő bemeneti pontja közelében vezetjük be a rendszerbe, a hagyományos keverő és a dezintegrátor egyidejű működtetése mellett. A minél nagyobb ioncsere-kapacitás és a kis szemcseméret egymással nehezen összeegyeztethető kívánalmak. A tapasztalat ugyanis az, hogy az igen jól kristályosodott és egyben nagyobb méretű kristályos terméknél érhető el a legnagyobb ioncsere-kapacitás. Ilyen minőségű termék úgy állítható elő, ha a gyártás során hígabb oldatokat alkalmaznak, azaz a H2O/AI2O3 mólarányt 60 és 100 közé állítják be. Nagyobb kiindulási koncentrációk ezzel szemben finomkristályos és agglomerációra kevésbé hajlamos anyagokat eredményeznek, főleg az 50-nél kisebb H2O/AI2O3 mólaránynál. A víztartalom csökkentésének az elegy keverhetősége szab határt, és emiatt a 45-ös mólarány már tovább nehezen csökkenthető, bár ez a berendezés és a gyártási kapacitás minél jobb kihasználás szempontjából is előnyös lenne. Általában kialakult az a tapasztalat, hogy az említett mólaránynak 100-nál kisebbnek kell lennie, előnyös, ha 45 és 60 közé esik. A helyzetet tovább bonyolítja az a körülmény, hogy a reakcióelegy viszkozitása folytonosan változik. A reagensek összekeverésénél először egy víztiszta oldat keletkezik, amely az összekeverés hőmérsékletétől függően hosszabb vagy rövidebb idő múlva zavarossá és sűrű gélszerűvé válik. Az elegy viszkozitása ennek megfelelően erősen növekszik, majd további keverés hatására ismét csökken. A folyamatok kézbentartása szempontjából fontos, hogy az anyagtömeg állandóan, még a legviszkózusabb állapotában is jól keverhető legyen. Ebből a szempontból a 40 és 50 közötti H2O/AI2O3 mólarány-tartomány már kockázatosnak mondható. A dezintegrátor alkalmazása lehetővé teszi, hogy még ebben a koncentrációtartományban is biztonsággal tudjunk zeolitot szintetizálni anélkül, hogy az anyag keverhetetlen állapotára sűrűsödne be. Ez egyben tehát azt jelenti, hogy ebben a kocentrációtartományban jobb inőségű terméket tudunk előállítani, kisebb fajlagos reaktortérfogatban és a megnövekedett koncentráció következtében rövidebb kristályosítási idővel, az utóbbi két tényező összes gazdaságossági előnyével együtt. A találmány szerinti eljárásban először nátriumaluminát oldatot készítünk vagy megfelelő minőségű és tisztaságú nátrium-aluminát oldatot veszünk ki a hagyományos Bayer-féle timföldgyártási folya5 matból. Az aluminátoldat koncentrációja 4 mólos vagy annál kisebb, előnyösen 2-nél kisebb legyen. A Na20/Al203 mőlaránynak nem kell feltétlenül a NaA102 sztöchiometrikus összetételnek megfelelni, a fő szempont az, hogy az adott nátrium-szüikát oldattal történő összekeverés után a fémoxidok aránya a kívánt tartományba essen. Ennek megfelelően 1-nél kisebb és nagyobb is lehet, általában 1,5-3,5 között van, legelőnyösebbnek a 2,0-3,0 mólarányt találtuk. Az alkalmazott nátrium-szilikát oldat koncentrációja és a Na20/Si02 mólviszonya a nátriumaluminát oldathoz hasonlóan, viszonylag széles tartományban változhat. Az oldatok koncentrációját, mólviszonyait és mennyiségét úgy kell összehangolni, hogy a nátrium-szilikát oldat teljes mennyiségének beadagolása után a rendszer az x Na20. AI2O3 • y SÍO2. z H2O oxidos összetételnek feleljen meg, ahol az x értéke a 2,0-4,5, előnyösen a 2,5-4,5, előnyösen a 2,5- 3,5, az y értéke az 1,6-2,2, előnyösen az 1,75-2,0, a z értéke pedig a 35-100, előnyösen a 40-60 tartományokban változik. A kristályosítási lépés időtartama a fenti körülmények között 0,5-3,5 óra; legkedvezőbb értékét úgy állapíthatjuk meg, ha a szilárd fázis változásait röntgen diffrakciós vizsgálatokkal követjük. A találmány szerinti eljárással előállított NaA zeolit fokozott ioncserélő kapacitású, ennek megfelelően különösen alkalmas detergens kompozíciók előállítására és vízlágyításra. Ezen kívül nem csomósodik, azaz nem agglomerálódik, és szűk, 3- 8 pun-es tartományba eső szemcsékkel jellemezhető, ennek megfelelően egyrészt nem tapad meg a textíliákon, másrészt pedig nehezen ülepszik. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákon részletesen ismertetjük, aholis a % megjelölések tömeg%-ot jelentenek. 1. példa Fűtőköpennyel és propellerkeverővel ellátott 8001 térfogatú reaktor alsó részében intenzív turbókeverőt, például nagy, percenkénti 1400-2800 fordulatszámú dezintegrátort helyezünk el, amely a centrikusán elhelyezett, legfeljebb 20 ford/perc propellerkeverő alatt erős helyi turbulencia keltésére alkalmas (1. ábra). A reaktorba 500 kg 40%-os nátrium-hidroxid oldatot töltünk, majd beadagolunk 230 kg 10% nedvességtartalmú timföldhidrátot. az anyagot a propellerkeverő folytonos működtetése mellett 6 órán keresztül 90-92 ‘C hőmérsékleten tartjuk, majd keretes szűrőprésen kiszűrve a fel nem oldott timföldhidrátot, szűrletként 19,1% AI2O3 és 21,1% Na20 tartalmú aluminátlúgot nyerünk. A fenti összetételű aluminátlúgból 155,5 kg mennyiséget visszatöltünk a fenti reaktorba, majd 215 kg vizet töltünk hozzá. A propellerkeverő működtetése közben hőmérsékletét 85 °C-ra emeljük, majd beindítjuk, és a propellerkeverővel párhuzamosan működtetjük a dezintegrátort is. A dezintegrátor belépési pontja közelében az aluminátoldatba bevezetünk 100 kg 32,1% SÍO2 és 12,3% NaDO tar6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
