DD252598A1

DD252598A1 - Verfahren zur herstellung von molekularsieben

Info

Publication number: DD252598A1
Application number: DD29439486A
Authority: DD
Inventors: Frank Zehmisch; Matthias Schumann; Klaus Voigtberger; Hartmut Tschritter; Karl Winter
Original assignee: Bad Koestritz Chemiewerk
Priority date: 1986-09-15
Filing date: 1986-09-15
Publication date: 1987-12-23

Abstract

Die Erfindung hat das Ziel, bei der Herstellung von synthetischen Alumosilikaten die Synthesezeit zu verkuerzen, Produkte mit guten reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu synthetisieren und die Gesamtsynthese oekonomisch zu gestalten. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, als Syntheseausgangsstoffe solche Stoffe bzw. Stoffgemische einzusetzen, die zu einer Verkuerzung der Synthesezeit der Alumosilikate beitragen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, indem der Natriumaluminatloesung Kristallkeime unter Ausschluss von Luft zugesetzt werden. Als besonders vorteilhaft erwies sich hierbei der Einsatz der aus dem Syntheseprozess anfallenden Natriumaluminatablauge mit Kristallkeimen.

Description

Anwendungsgebiete der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Molekularsieben mit gut reproduzierbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften in einer kurzen Synthesezeit.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Die Herstellung von synthetischen Alumosilikaten erfolgt entsprechend dem Stand der Technik nach bekannten Verfahren.

Übereinstimmend wird in der Literatur die Synthese von Alumosilikaten folgendermaßen beschrieben. Eine SiCVhaltige Komponente, vorzugsweise Natriumsilikatlösung, wird mit einer AI₂O₃-haltigen Komponente, vorzugsweise Natriumaluminatlösung, vermischt und unter bestimmten Bedingungen ein kristallines Natriumalumosilikatr gewonnen. Dabei gehört es zum Stand der Technik, die Ausgangskomponenten so zu dosieren, daß in der Mischung ein großer Überschuß an Na₂O vorhanden ist. Das führt zwangsläufig dazu, daß nach der Abtrennung des kristallisierten Alumosilikates aus der Mutterlauge dieses überschüssige Na2Ü in derselben zum Teil verbleibt und nach Neutralisation mit einer beliebigen Säure dem Abwasser zugeführt wird. Dadurch wird ein wertvoller Rohstoff vernichtet. Es werden in diesem Zusammenhang zunehmend Arbeiten bekannt, die sich mit der Wiederverwendung des, in der Mutterlauge enthaltenen Rohstoffes beschäftigen.

So werden nach dem Patent DD 156253 die Mutterlauge von synthetischen Alumosilikaten zur direkten Synthese mit S1O2 und AI₂O3-haltigen festen Rohstoffen, wie Asche, Tone usw. eingesetzt. Das entstehende Alumosilikat ist jedoch verunreinigt und von minderer Qualität.

Das Patent US 4330518 beschreibt eine Verfahrensweise, nach der durch kontinuierliches Erhitzeh der Mutterlauge die Inhaltsstoffe in Form von Sodalith ausgefällt werden. Diese Aufarbeitung ist sehr energieintensiv. Dieser Nachteil trifft auch für das in dem Patent DE 2633304 dargestellte Verfahren zu. Hier wird die Mutterlauge eingedampft und durch Auflösen von Aluminiumhydroxid eine Aluminatlauge gewonnen, die in dem Syntheseprozeß wieder eingesetzt wird.

Das Patent FR 2832947 beschreibt ein Verfahren, wo die Mutterlauge im Kreislauf eingesetzt wird und die im Syntheseprozeß, verbrauchten Rohstoffe nachgelöst werden.

Alle beschriebenen Verfahren zur Verwendung von Mutterlauge im Syntheseprozeß haben den Nachteil, daß die gewonnenen synthetischen Alumosilikate von minderwertiger Qualität sind und keine Reproduzierbarkeit der chemisch-physikalischen Eigenschaften erreicht wird. Über dies hinaus ist der Energieaufwand teilweise so hoch, daß der ökonomische Effekt verloren

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, bei der Herstellung von synthetischen Alumosilikaten die Synthesezeit zu verkürzen, Produkte mit guten, reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu synthetisieren und die Gesamtsynthese ökonomisch zu verbessern.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, bei der Herstellung von synthetischen Alumosilikaten die Synthesezeit erheblich zu verkürzen und die Alumosilikate mit guten, reproduzierbaren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu synthetisieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Herstellung von synthetischen Alumosilikaten als Ausgangsstoff eine Natriumaluminatlaugemit Kristallkeimen von 0,1 bis 1,0>m eingesetzt wird.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß durch die Zugabe von Kristallkeimen zu der Natriumaluminatlauge sich die Synthesezeit von Alumosilikaten um 15-20% verkürzt. Gleichzeitig wurde gefunden, daß die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Alumosilikate unter den oben genannten Bedingungen gut reproduzierbar sind. Der Effekt wird verstärkt, wenn die Zugabe der Kristallkeime zu der Natriumaluminatlauge unter Ausschluß von Luft erfolgt. Als Schutzgas kommen vorzugsweise Wasserdampf und/oder Stickstoff zum Einsatz.

Die Zugabe der Kristallkeime kann entweder direkt zu der Natriumaluminatlauge erfolgen oder die Kristallkeime werden unter Verwendung der aus dem Syntheseprozeß anfallenden Natriumaluminatablauge indirekt in die Natriumaluminatlauge eingetragen.

Hierbei kommt Natriumaluminatablauge zum Einsatz, die 0,001 Ma.-% bis 2 Ma.-%, vorzugsweise 0,01 Ma.-% bis 0,1 Ma.-% Kristallkeime von 0,1 bis 1,0/um enthält. Dieser Natriumaluminatablauge werden definiert AI2O3 und Na₂O zugesetzt. Die hergestellte Natriumaluminatlösung mit Kristallkeimen wird erfindungsgemäß bei der Synthese von Alumosilikaten eingesetzt.

Die Erfindung wird an nachstehenden Beispielen näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein.

1. Ausführungsbeispiel

Es werden in einem geschlossenen Rührkessel zu 50 kg Natriumaluminatlauge mit einer Zusammensetzung von 17,8 Ma.-% Na₂O und 19 Ma.-% AI₂O3 unter Ausschluß von Luft, 30 kg H₂O und 0,015kg Kristallkeime von 0,1-1 ,Ομ,ιτι zugesetzt. Die verdünnte und mit Kristallkeimen versetzte Natriumaluminatlauge wird mit 31,6 kg Natriumwasserglas mit einem Gehalt von 26,9Ma.-% SiO₂ und 6,7 Ma.-% Na₂O ideal vermischt und bei 80°C in 5 Stunden zu einem Molsieb 4A umgesetzt. Das Molsieb 4A besitzt eine Wasserdampfadsorptionskapazität von 22,4Ma.-% über 70%iger H₂SO^

2. Ausführungsbeispiel

In einem geschlossenen Rührkessel werden 15,1 kg einer Aluminatlösung vorgelegt, welche nach der 4A-Molsiebsynthese in folgender Zusammensetzung anfällt: 0,97 Ma.-%AI₂O3 und 5,5 Ma.-% Na₂O. Diese Aluminatlauge enthält 0,03 Ma-% Kristallkeime von 0,1 bis 0,5μηη Größe. Es werden dieser Lösung 14kg AI(OH)₃ und 21 kg 50Ma.-%igen NaOH zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird mit 18,2kg Wasserglas mit 25,0Ma.-% SiO₂ und 7,0Ma.-% Na₂O 4 Stunden bei 8O⁰C umgesetzt. Das erhaltene kristalline Produkt zeichnet sich durch folgende Wasserdampfaufnahmen aus:

H₂O-Partialdruck Wasseraufnahmekapazität

45Pa 18,6

612Pa 25,0

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Molekularsieben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Molekularsieben eine Natriumaluminatlösung mit Kristallkeimen eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der Kristallkeime in die Natriumaluminatlauge unter einer ständigen Schutzatmosphäre erfolgt.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzgas, vorzugsweise Stickstoff und/oder Wasserdampf, verwendet wird.

4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kristallkeime von 0,1 bis 1,0 μηι. eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,001 bis 2,0Ma.-%, vorzugsweise 0,01 bis 1,0Ma.-%, an Kristallkeimen zugesetzt werden.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriumaluminatablauge aus der Molsiebsynthese eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Synthese von Molsieb vom Typ A und vom Typ X eingesetzt wird.