160063. lajstromszámú szabadalom • Katalikus eljárás fémszilikát-tartalmú adszorbensek előállítására
160063 5 6 lenlétében — 90 "C-on 30 perc. Ha a termékben kisebb, pl. SiQ2 /CaO = 1/0,3 mölarányt kívánunk elérni, a katalitikus hatás még intenzívebb. Ez esetben a keverési idő katalizátor jelenlétében 10 perc. Összehasonlításképpen 5 említjük a katalizátormentes folyamatot, melynél 5—6 óra alatt a bevitt oltott mésznek csak kb. 10—20%-a alakul át kalciumszilíkáttá. A preeipitált kovasavnál lényegesen ellenállóbb természetes kovasav, pl. a kovaföld fel- io használása esetén a keverési idő még katalizátor jelenlétében is nagyobb. Így pl. Si02 /CaO = = 1/0,8 mólarányú terméknél 60 perc,. 1/0,3 mólarányú terméknél pedig 30 perc a keverési idő. A katalizátor mennyiségének csökkentésé- 15 vei nő a reakcióidő. Pl. Si02 /Na 2 Q = 1/0,05 mólarányú katalizátor jelenlétében, Si02 /CaO = 1/0,8 mólarányú terméknél 150 perc, 1/0,3 mólarányú terméknél pedig 60 perc a reakcióidő. Hogyha azonban figyelembe vesszük, hogy 20 a 0,1 mm-nél kisebb szemcseméretű kovaföld vizes szuszpenzióban, atmoszférikus nyomáson mésszel olyan kis sebességgel reagál, hogy 8— 10 óra alatt a mésznek csak legfeljebb 10%-a alakul át kalciumszilikáttá, a katalitikus hatás 25 a nagyobb keverési idő mellett is jelentős. Ha a kovasav és a kalciumhidroxid közötti reakciót nyomás alatt, autoklávban végezzük, a katalitikus hatás még szembetűnőbb, ill. a katalizátor szükséges mennyisége Si02/Na 2 0 —• = 1/0,0001 mólarányig csökkenthető. Pl. Si02 / /CaO = 1/0,8 mólarányú termék előállításánál 5 atm. nyomáson, 150 °C hőmérsékleten, 0,1 mm-nél kisebb szemcseméretű kovaföld felhasználása esetén, Si02 /Na 2 0 = 1/0,05 mólarányú katalizátor jelenlétében a reakcióidő 10 perc 1/0,005 mólarány esetén 25 perc, 1/0,0005 mólarány esetén 45 perc és 1/0,0001 mólarány esetén 2 óra. Katalizátor nélkül a reakció teljes lezajlásához mintegy 5—6 óra szükséges. A nyomás csökkentésével a katalitikus reakciók sebessége is csökken. Pl. az 5 atm. nyomáson 10 perc alatt lezajló reakció 2 atm. nyomáson 60 perc alatt megy végbe. A nátronlúg és kálilúg katalitikus hatását a következő reakció egyenletek szemléltetik: Si02 +2NaOH = Na 2 Si0 3 +H 2 0, Na2 Si0 3 +Ca(OH) 2 = C,aSi0 3 +2NaOH, A két egyenlet szerint a nátronlúg kovasavat old és a képződő Na2 Si0 3 mésszel CaSi0 3 -ot képez, NaOH szabadul fel, mely újabb kovasav részlet oldására alkalmas. A két folyamat mindaddig megismétlődik, míg a beadagolt kalciumhidroxid teljes egészében kalciumszilikáttá nem alakul át. A kovasav oldódása a szemcsék felületén megy végbe és az oldott kalciumhidroxid hatására ugyanott képződik a kalciumszilikát is. mely tehát a szemcsék felületére csapódik. A katalitikus folyamat lezajlása után a CaSi03 a szilárd fázisban foglal helyet, mely a kívánt CaO/Si02 mólaránynak megfelelően több-kevesebb kovasavat is tartalmasa. A szilárd fázist ülepítjük, a váltózátlairrul maradt Na2 Si0 3 eltávolítása céljából vízzel mossuk, a zagy pH-ját szükség esetén valamilyen savval 9 alá állítjuk be, majd a szilárd fázist szűrőn vagy centrifugán elkülönítjük a: folyadéktól és a nedves terméket 100—200 °C-on szárítjuk, •. , ' A találmány másik • alapja az a felismerés, hogy katalizátorként nemcsak a nátronlúg és kálilúg használható, hanem mindazok a nátrium, vagy káliumsók alkalmasak e célra, amelyek mésszel nátronlúg, illetve kálilúg képződése közben reagálnak. A következő reakcióegyenletek néhány katalizátorként használható nátrium- és káliumsó mésszel képezett reakcióját szemléltetik: Na2 C0 3 -j-Ca(OH) 2 = CaCO & +2NaOH (K2 C0 3 ) (KOH) 2NaHC03 -r-Ca(OH 2 = CaC0 3 -fC0 2 -fH 2 0+ 4- 2NaOH (KHCO3) (KOH) Na,HP04 +-Ca(OH) 2 = CaHP0 4 +2NaOH (K2 HP0 4 ) (KOH) 3Na3 P0 4 +5Ca(OH) 2 = Ca s (P0 4 ) 3 OH+ 9NaOH (K3 P0 4 ) (KOH) 2NaB02 +Ca(OH) 2 = Ca(B0 2 )2-i-2NaOH (KBO-,) (KOH) Na2 B 4 0 7 +Ca(OH) 2 = CaB 4 0,+i2NaOH (K,B4 0 7 ) (KOH) A találmány további alapját képezi az a felismerés, hogy az atmoszférikus nyomáson előállított termék olajszorpciója messzemenően növelhető, ha a kovasav és oltottmész közötti katalitikus reakciót intenzív levegőbevezetés közben hajtjuk végre. A levegőt a keverővel ellátott reaktor aljára vezetjük és az intenzív" levegőbevezetést keverés és melegítés közben legalább 1 órán át folytatjuk. A levegő bevezetése biztosítja az anyag laza szerkezetét és a termék alacsony laza ' litersúlyát, ezzel egyértelműen a magas olajszorpciót. Levegő helyett vízgőz bevezetéssel is azonos eredmény érhető el. A levegő bevezetés eredményét szemlélteti az 1. táblázat, melynek adatai szárított kovaföldből katalitikus eljárással (SiQ2 /Na 2 0 = = 1/0,05) készült termékekre vonatkoznak. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
