181898. lajstromszámú szabadalom • Félfolyamatos ipari eljárás zeolit A előállítására
3 181898 4 frissen kicsapódott gél gyors összetömörödését és ily módon a kívánt szemcsemérethez juthassunk. A bejelentő folytatta munkáját ezen a területen és felfedezett és tökéletesített egy olyan eljárást zeolit előállítására, mely a felmerült különböző problémákat kiküszöböli. Ezt az eljárást az jellemzi, hogy megfelelő készülékben pillanatszerűen és folyamatosan összekevert Na szilikát és Na aluminát oldatokból azonnali kicsapatással készítjük a Na szilikoaluminát gélt. A kapott termék minősége ezen elegy folyamatos termelésének minőségétől függ. Az összekeverést valóban gyorsan és olyan hatékonyan kell végezni, hogy egyetlen pillanatban se legyen lokális szilíciumdioxid fölösleg a timföldhöz képest (a szükséges A1203 mólszám 2 mól Si02). Már egy pillanatnyilag fellépő szilíciumdioxid fölösleg is a termék minőségének leromlásához vezetne, azáltal, hogy egy a zeolit A-tól eltérő szilikoaluminát kicsapódását és kristályosodását iniciálná. A keverést folytonosan végezzük egy olyan reaktorban, mely tökéletes és azonnali homogenizálást lehetővé tevő keverőrendszerrel, pl. turbinával vagy bármely más alkalmas eszközzel van ellátva. Ennek a reaktornak a kapacitását úgy tervezzük, hogy 30 másodperc és 20 perc között legyen az átlagos tartózkodási idő, mely a teljes gélképződés biztosítása szempontjából lényeges. A két reagáló oldat áramlási sebessége szabályozható és találkozásuk a turbina által keltett erős szívási zónában történik. A turbina hatását tovább növelhetjük azáltal, hogy olyan „csészealj”-ba helyezzük, mely rögzítve van vagy a turbinával egyszerre forog. Ez a „csészealj” két olyan lemezből áll, melyek konkáv oldala a turbina felé néz. Ez a két lemez fogja közre azt a térfogatrészt, melybe a két reagáló oldatot injektáljuk vagy beszívjuk. Az így folyamatosan készített Na szilikoaluminát gélt dekantáljuk oly módon, hogy egy keverővei felszerelt második reaktorba folyatjuk át és 75 és 100 °C közötti állandó hőmérsékleten tartjuk, hogy a kívánt zeolit A kikristályosodását elősegítsük. így ez a kristályosodás szakaszosan történik, melynek az az előnye, hogy a kristályosodás szükséges mértéke és a végtermék szemcsemérete tetszés szerint beállítható az érlelési idő vagy a keverési körülmények változtatásával. A Na szilikoaluminát gél folyamatos előállítását kétfelől lehet befolyásolni, egyrészt a nátrium-aluminát oldatokkal, melyekben a Al203/Na20 mólarány 0,3 és 0,8 közé, a H20/Na20 arány pedig 5 és 150 közé eshet, mikor is ezek az oldatok vagy timföldhidrát nátriumhidroxid oldatos kezelésével vagy a timföld gyártásra szolgáló Bayer-ciklusból elvonva nyerhetők; másrészt a nátrium-szilikát oldatokkal, melyekben a Si02/Na20 mólarány 2 és 3,5 közé, a H20/Na20 arány pedig 25 és 100 közé eshet. Ezek az oldatok különböző nyers szilícium és nátriumhidroxid tartalmú anyagokból állíthatók elő, melyek a gazdaságossági megfontolások függvényében pL a következők lehetnek: ipari nátriumszilikát por formában, vagy ipari nátriumszilikát lúgok, vagy a homok vagy nátriumhidroxid szilíciumdioxidtartalma, vagy akár olyan nátriumhidroxid és szilíciumdioxid gél, mely 2 egy alumíniumfluorid vagy hidrogénfluorid sav gyártó üzem vagy egy a természetes foszfátokból feldolgozás közben felszabaduló gázokat kezelő üzem hexafluorkovasav maradékának kinyeréséből származik, vagy olyan nátriumszilikát, mely abból a bauxitkovasavtalanító üzemből nyerhető, mely a timföldgyárban történő kezelést megelőzi, vagy olyan visszamaradó szilíciumdioxid, melyet az alumíniumsók olyan természetes szilikoaluminátok, mint pl. a kaolin vagy az agyagok vizes kezelésével történő előállítása során kapnak, vágj' pedig termikus úton, pl. magnézium, fémszilícium vagy szilícium ötvözetek előállításakor nyert szilíciumdioxid. A Na-aluminát és -szilikát oldatokból kapott keverékben az Al203/Si02 mólaránynak 0,5 és 1,2 közé kell esnie és a Na20-tartalmat úgy kell beállítani, hogy annak az anyalúgnak a NaOH-koncentrációja, melyben a kristályosítást végezzük, kicsapatás után ne legyen egyrészt 135 g/l-nél magasabb, hogy elkerüljük az inaktív földpát-típusú szilikoaluminátok kristályosodását, másrészt 26 g/l-nél alacsonyabb, hogy a ".colit A kristályosodási sebessége ipari termelésre alkalmas legyen. Miután a fentiekben leírt módon készített Na-szilikoaluminát gélt érleltük, kristályos zeolit A szuszpenziója keletkezik, melyet bármely alkalmas szilárd folyadékelválasztási módszenei (dekantálás, szűrés, stb.) elválasztunk anyalúgjától, azután pedig mossuk és szárítjuk. A fenti eljárással készült zeolit A a következő tulajdonságokkal rendelkezik: — a szemcse néret eloszlása szűk tartományba esik, a részecskék 90%-a kb. 4 mikronos átlagátmérőjű és 1 és 10 mikron közé esik, mely a tervezett felhasználásnak megfelelően állítható be, — a száraz termék ioncserélő kapacitása nagyobb, mint 110mgCa"7g. Az ily módon kapott zeolit A különösen alkalmas arra, hogy mosóporokban kerüljön felhasználásra kemény vi?.ek lágyítása céljából. A találmányt a következő példák illusztrálják, anélkül azonban, hogy azt ezekre korlátoznák. 1. példa Timföldhidrát 100°C-on nátriumhidroxid-oldattal történő kezelésével olyan A jelű Na aluminát-oldathoz jutunk, mely literenként 54,3 g Al203-ot és 81,1 g Na20-t tartalmaz (azaz az A1203 arány 0,40 és a H20/Na; 0 arány 42). “ Por alakú technikai tisztaságú Na szilikátot vízben feloldva olyan B jelű Na szilikát oldatot kapunk, mely literenként 137,4 g Si02-ot és 47,2 g Na20-t tartalmaz (azaz a SiO- /Na20 arány 3 és a H20/Na20 arány 69). A Na szilikoaluminát gél készítése — melyben az Al203/Si02 arány 0,6 — a következőképp történik: e|yidejűleg 0,861 A oldatot és 0,3441 B oldatot adagolunk 90 °C hőmérsékleten a fent leírt típusú reaktorba, melynek térfogatát úgy tervezzük meg, hogy az átlagos retenciós idő 45 másodperc legyen. Az így kapott gélt az érlelő reaktorba történő átfolyatással dekantáljuk. Ezt a műveletet 10 percig 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
