183168. lajstromszámú szabadalom • Eljárás zeolit A Kristályisítására
1 183 168 2 a természetes eredetű foszfátok feldolgozásánál felszabaduló gázok kezelésekor visszamaradó hcxaf’uor-kovasavból nyerünk ki, továbbá használhatunk olyan nátrium-szilikátot, amelyet bauxit szilikátmentesítésekor kapunk a bauxit alumínium-oxiddá történő feldolgozása előtt, vagy a természetes sziliko-aluminátok - például kaolin vagy agyagok - nedves reakciójával történő alumíniumsó-gyártásnál visszamaradó szilícium-dioxidot, vagy olyan szilícium-dioxidot, amelyet termikus úton állítunk elő, például magnézium, szilícium vagy szilíciumötvözetek gyártása során. A nátrium-aluminát-oldat és a nátrium-szilikát-oldat elegyítésével kapott keverékben az Al203/Si02 súlyaránya 0,5-1,2 közötti, a Na20-tarta!mat pedig úgy állítjuk be, hogy a lúgkoncentráció a folyadékban, amelyben a kristályosítást végezzük, a kiválás után legfeljebb 135 g/1 nátrium-hidroxid - annak érdekében, hogy megakadályozzuk a földpát típusú, inaktív sziliko-aluminátok kristályosodását —, azonban legalább 26 g/1 nátrium-hidroxid — annak biztosítására, hogy a zeolit A kristályosodási sebessége kielégítő legyen az ipari termelés szempontjából. Miután a kristályokat 1-15 órán át, előnyösen 4-7 órán át öregítettük, a fentebb ismertetett zeolit A szuszpenziót kapjuk. A szuszpenzióból a terméket eltávolítjuk, például szűréssel, dekantálással vagy centrifugálással. Az elkülönített szilárd terméket vízzel mossuk, majd szárítjuk. A mosóvizet visszanyerjük, és hozzáadjuk a termék anyalúgjához. Az így kapott folyadékot ismételten felhasználjuk a találmány szerinti eljáráshoz alkalmazott nátrium-aluminát-oldat készítéséhez. A szárítás folyamán a kristályok összetapadhatnak. Mivel ekkor nem biztosítható a zeolit A szuszpenzióban tartása a mosószer-oldatban, alkalmas módon el kell választanunk az összetapadt részecskéket. A találmány szerinti eljárással kapott zeolit A az alábbi jellemzőkkel rendelkezik: — a részecskeméret-eloszlás szűk, a részecskék 95 %-a 1—8 mikrométer méretű; — az átlagos részecskeméret igen korlátozott, 2-4 mikrométer között van, és a felhasználástól függően beállítható; — 1 g vízmentes termék kalciumion-cserélő kapacitása több mint 120 mg Ca + + ; — a zeolit A 1 %-os vizes szuszpenziójában a pH értéke 10-11. A találmány szerinti eljárással nyert zeolit A különösen előnyösen használható mosóporokban a kemény víz lágyítására. A találmányt az alábbi példákkal részletesen ismertetjük. /. példa Zeolit A típusú nátrium-sziliko-aluminátot állítunk elő olyan módon, hogy egy A nátrium-szilikát-oldatot egy B nátrium-aluminát-oldattal keverünk össze olyan reaktorban, amely lehetővé teszi a két oldat pillanatszerű elegyítését. A kapott gélt ezután szakaszos üzemben öregítjük öregítőedénvben. Az A nátrium-szilikát-oldatot úgy állítjuk elő, hogy ipari nátrium-szilikátot sómentesített vízben oldunk 50cC-on. Az oldat jellemzői az alábbiak: - Si02-konccntráció 138 g/1- Na20-koncentráció 41 g/1 - hőmérséklet 50 °C a felhasználáskor A B nátrium-aluminát-oldatot úgy állítjuk elő, hogy aluinínium-oxid-hidrátot tömény lúgban 104 °C-on oldunk. A kapott oldat jellemzői a következők:- Al203-konccntráció 56 g/I- Na20-koncentráció 80 g/I- hőmérséklet 92 CC a felhasználáskor Az A és B oldatot egyidejűleg egy reaktorba vezetjük, amely 8000/perc fordulatszámú turbinával van ellátva. Az A és B oldat adagolási üteme olyan, hogy a tartózkodási idő a reaktorban 2 perc legyen. Az alumínium-oxid/szilícium-dioxid súlyarány 1,4. Az így kapott gélt dekantálással az érlelő- (öregítő-) tartályba vezetjük. A nátrium-sziliko-aluminátot 20./perc fordulatszámú, 4 lapátos hajócsavar típusú keverővei tartjuk szuszpenzióban 80 °C-on; a tangenciális sebesség: 0,2 m/sec. 15 órás öregítés után a zeolitot szűréssel elkülönítjük, majd mossuk és addig szárítjuk, amíg 20-22 % hidrátvizet tartalmazó terméket nem kapunk. A kapott zeolit tulajdonságai az alábbiak:- a röntgendiffrakciós képe azt mutatja, hogy a terméknek több mint 87 %-a kristályos zeolit A;- a részecskeméret úgy jellemezhető, hogy a részecskék átlagos átmérője 3,9 mikrométer, a részecskék 97 %-a kisebb mint 8 mikrométer és a részecskék 1 %-a kisebb mint 1 mikrométer (a részecskeméretet röntgcn-szcdimcntométcrrel mérjük);- a komplexképző képessége 121 mg Ca + +/g vízmentes termék. Ezt úgy mérjük, hogy ismert mennyiségű zeolitot 200 mg/l kalciumtartalmú vizes oldattal (keménysége 50°, pH = 10) reagaltatunk, erőteljes keverés közben, 15 percig 22 °C-on. A zeolit megköti a kalcium-ionok egy részét. A zeolit szűrése cs átmosása után potenciometriás titrálással meghatározzuk az oldatban maradó kalcium mennyiségét a szűrletben. A potenciometriás titráláshoz etilén-diamin-tetraacetát kalibrált oldatát használjuk. 2. példa A következő oldatokat állítjuk elő az I. példában ismertetett módon: A oldat: Si02-koncentráció I 19 g/1 Na20-koncentráció 36 g/I hőmérséklet 90 CC a felhasználáskor B oldat: Al203-koncentráció 97 g/1 Na20-koncentráció 99 g/I hőmérséklet 90 °C n felhasználáskor 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
