DE1195730B - Process for the production of shaped bodies of crystalline zeolitic molecular sieves - Google Patents

Process for the production of shaped bodies of crystalline zeolitic molecular sieves

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DE1195730B
DE1195730B DEU8350A DEU0008350A DE1195730B DE 1195730 B DE1195730 B DE 1195730B DE U8350 A DEU8350 A DE U8350A DE U0008350 A DEU0008350 A DE U0008350A DE 1195730 B DE1195730 B DE 1195730B
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Peter Adam Howell
Nancy Anne Acara
Emery Harry Westerland
Leroy Leslie Taggart
George Louis Ribaud
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/26Aluminium-containing silicates, i.e. silico-aluminates
    • C01B33/28Base exchange silicates, e.g. zeolites
    • C01B33/2807Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures
    • C01B33/2815Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of type A (UNION CARBIDE trade name; corresponds to GRACE's types Z-12 or Z-12L)

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern kristalliner zeolithischer Molekularsiebe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen kristallinen Zeolithen des Molekularsiebtyps als massive Formkörper.Process for the production of shaped bodies of crystalline zeolitic Molecular Sieves The invention relates to a process for the production of synthetic crystalline zeolites of the molecular sieve type as massive moldings.

Die nachstehend genannten Zeolithe stellen kristalline Metallaluminosilicate dar, deren Zusammensetzung im allgemeinen durch die Formel ausgedrückt wird, in der M wenigstens ein Kation und n seine Wertigkeit bedeutet.The zeolites mentioned below are crystalline metal aluminosilicates, the composition of which is generally given by the formula is expressed in which M is at least one cation and n is its valence.

Die gemäß der Erfindung in Frage kommenden kristallinen Zeolithe bestehen grundsätzlich aus einem starren dreidimensionalen Gitterwerk von Si04- und AIO4-Tetraedern. Die Tetraeder sind über Sauerstoffatome vernetzt, so daß das Verhältnis von Sauerstoffatomen zur Summe der Aluminium- und Siliciumatome gleich 2 ist, oder Die Elektrovalenz jedes Aluminium enthaltenden Tetraeders ist durch die Einbeziehung eines Kations, z. B. eines Ions eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, eines Wasserstoff- oder Ammoniumions, in den Kristall abgesättigt. Ein Kation kann durch Ionenaustauschverfahren gegen ein anderes ausgetauscht werden. Die Räume zwischen den Tetraedern sind vor der Dehydratisierung bzw. Aktivierung des Kristalls durch Wassermoleküle besetzt. Durch Entfernung dieser Wassermoleküle werden die charakteristischen inneren Adsorptionsbereiche gebildet, zu denen der Zugang durch Poren von molekularen Abmessungen gegeben ist.The crystalline zeolites which can be used according to the invention basically consist of a rigid three-dimensional lattice structure of SiO4 and AlO4 tetrahedra. The tetrahedra are cross-linked via oxygen atoms, so that the ratio of oxygen atoms to the sum of the aluminum and silicon atoms is 2, or The electrovalence of each aluminum-containing tetrahedron is determined by the inclusion of a cation, e.g. B. an ion of an alkali or alkaline earth metal, a hydrogen or ammonium ion, saturated in the crystal. One cation can be exchanged for another by ion exchange techniques. The spaces between the tetrahedra are occupied by water molecules before the crystal is dehydrated or activated. By removing these water molecules, the characteristic internal adsorption areas are formed, to which access is given through pores of molecular dimensions.

Die gemäß der Erfindung hergestellten kristallinen Zeolithe sind starre, dreidimensionale kristalline Aluminosilicate, die unter Bildung von Molekularsieben entwässert bzw. aktiviert werden können. Die Herstellung solcher Molekularsiebe ist beispielsweise in folgenden deutschen Patentschriften beschrieben: Zeolith A: 1038 017; Zeolith X: 1038 016; Zeolith Y: 1089 929, 1 164 384; Zeolith L: 1 100 009; Zeolith D : 1099 511; Zeolith T: 1098 930; Zeolith R: 1098927. -Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Synthetisierung von natürlichen starren, dreidimensionalen, kristallinen Metallaluminosilicaten dienen, die zu Molekularsieben dehydratisiert werden können, z. B. Faujasit, Chabasit, Gmelinit, Analcit, Mordenit und Erionit.The crystalline zeolites produced according to the invention are rigid, three-dimensional crystalline aluminosilicates which can be dewatered or activated with the formation of molecular sieves. The production of such molecular sieves is described, for example, in the following German patents: Zeolite A: 1038 017; Zeolite X: 1038 016; Zeolite Y: 1089,929, 1,164,384; Zeolite L: 1,100,009; Zeolite D: 1099 511; Zeolite T: 1098 930; Zeolite R: 1098927. -The process according to the invention can also be used to synthesize natural rigid, three-dimensional, crystalline metal aluminosilicates which can be dehydrated to molecular sieves, e.g. B. faujasite, chabazite, gmelinite, analcite, mordenite and erionite.

Im allgemeinen fallen die Werte für x und y in der oben genannten Formel für jeden gegebenen kristallinen Zeolith in einen bestimmten Bereich. Der Wert x für einen gegebenen Zeolith variiert etwas, da die Aluminium- und Siliciumatome im wesentlichen äquivalente Stellungen im Kristallgitter einnehmen. Der Wert von y variiert je nach der anwesenden Hydratwassermenge.In general, the values for x and y fall in the above Formula for any given crystalline zeolite in a given range. Of the Value of x for a given zeolite will vary somewhat because of the aluminum and silicon atoms essentially occupy equivalent positions in the crystal lattice. The value of y varies depending on the amount of water of hydration present.

Die verschiedenen Arten von kristallinen Molekularsieben können unter anderem auf der Grundlage des wirksamen Durchmessers der durch die Kristallstruktur definierten Poren unterschieden werden. Sie können auch nach dem jeweiligen Kation bzw. nach den jeweiligen Kationen, wie Natrium, Kalium, Calcium oder Ammonium, die in den Kristall eingebaut wurden, unterschieden werden. Von den Möglichkeiten, kristalline Zeolithe vom Molekularsiebtyp zu identifizieren und sie von anderen kristallinen Substanzen zu unterscheiden, erwies sich das Röntgenstrahlenbeugungsbild als äußerst nützlich. Diese Methode ist insbesondere in Verbindung mit den Ergebnissen der chemischen Analyse und den Adsorptionseigenschaften des kristallinen Produkts ein zuverlässiges Mittel zur Identifizierung. Würde man beispielsweise die chemische Analyse allein zu Hilfe nehmen, wäre es schwierig, ein neolithisches Molekularsieb von einem chemisch gleichen, aber struktuell verschiedenen Material, wie Sodalith oder Hydroxysodalith, zu unterscheiden. Hydroxysodalith ist ein feldspatartiges Material der Formel Na20 - A180$ - 2 SA, - x NaOH - z H20, in der x etwa 0,3 und z etwa 1 ist. In diesem Material - im Gegensatz zu den hier in Frage kommenden kristallinen Zeolithen vom Molekularsiebtyp - füllt NaOH die Hohlräume der Struktur aus. In anderen sodalithartigen Materialien können beispielsweise Natriumhalogenid oder verschiedene Sulfate und Nitrate eingeschlossen sein. Sodalithartige Materialien weisen also nicht die starre, stabile Struktur, die für kristalline neolithische Molekularsiebe charakteristisch ist, noch deren Adsorptionseigenschaften auf.The different types of crystalline molecular sieves can be found below others based on the effective diameter of the crystal structure defined pores can be distinguished. You can also search for the particular cation or according to the respective cations, such as sodium, potassium, calcium or ammonium, the have been built into the crystal. Of the Ways to Identify Crystalline Molecular Sieve Type Zeolites and Them The X-ray diffraction pattern proved to be different from other crystalline substances to be extremely useful. This method is particularly in conjunction with the results chemical analysis and adsorption properties of the crystalline product a reliable means of identification. For example, one would use the chemical Using analysis alone as an aid, it would be difficult to find a Neolithic molecular sieve from a chemically identical but structurally different material, such as sodalite or hydroxysodalite. Hydroxysodalite is a feldspar-like one Material of the formula Na20 - A180 $ - 2 SA, - x NaOH - z H20, in which x is about 0.3 and z is about 1. In this material - in contrast to the crystalline ones in question here Molecular sieve type zeolites - NaOH fills the voids of the structure. In other Sodalite-like materials can include, for example, sodium halide or various Sulphates and nitrates may be included. So sodalite-like materials show not the rigid, stable structure common to crystalline Neolithic molecular sieves is characteristic, nor their adsorption properties.

Die kristallinen neolithischen Molekularsiebe zeichnen sich - wenn sie in geeigneter Weise dehydratisiert oder aktiviert werden - im allgemeinen durch ein hohes Adsorptionsvermögen aus. Darüber hinaus ermöglicht ihre einzigartige Struktur die selektive Adsorption von Flüssigkeiten und Gasen, abhängig in großem Maße von der Größe der Zwischenräume bzw. Poren des aktivierten kristallinen Zeoliths. So können die verschiedensten Molekülarten leicht oder langsam adsorbiert oder vollständig abgewiesen werden, und zwar in Abhängigkeit von ihrer Größe, Form, Polarisierbarkeit und Polarität. Dieses Adsorptionsverhalten wird weitgehend in Verfahren, wie der Gasreinigung und -trennung, ausgenutzt. Wenn beispielsweise Zeolith A aus einem Reaktionste'lnehmergemisch synthetisiert wird, das wesentliche Mengen Natriumkationen enthält, wird die Natriumform erhalten, die nach Aktivierung Moleküle adsorbiert, deren kritische Abmessungen kleiner sind als etwa 4 Ä, während sie größere Moleküle abweist. In der deutschen Patentschrift 1038 017 ist ferner die Modifikation der selektiven Adsorptionseigenschaften von Natrium-Zeolith A durch Ionenaustausch beschrieben. Wenn beispielsweise wenigstens 400/, der Natriumkationen gegen zweiwertige Calciumkationen ausgetauscht werden, wird die charakteristische Größe der- Adsorptionssporen auf etwa 5 A erweitert, wobei ein Molekularsieb erhalten wird, das sich als äußerst vorteilhaft bei der Erdölverarbeitung, und zwar bei der Oktanzahlerhöhung von Motorkraftstoffen erwies: Die kristallinen Zeolithe vom Molekularsiebtyp wurden bisher durch Umsetzen wäßriger Alkalien mit dehydratisiertem Aluminosilicat unter Beibehaltung der Struktur des Aluminosilicats oder aus anderen handelsüblichen Reaktionsteilnehmern, nämlich Natriumsilicat, .Kieselsäure, kolloidalen Kieselsäuresoien, Kieselsäuregel, .Aluminiumoxyd und Nafriumaluminat; synthetisch: hergestellt. Als Produkte dieser -bekannten Verfahren wurden Zeolithe immer -in Form. ;von feinen: PxüWe;n.erhalten; deren Teilchengröße im allgemeinen:-unter- T0g-lag. .. Die Auslegung und Konstruktion von Trenn- und Adsorptionsanlagen, in denen Kristalle dieser Größe verwendet werden, oder die Verwendung von vorhandenen Anlagen für den gleichen Zweck ist nicht immer leicht, da die Verwendung dieser winzigen Kristalle einen hohen Druckabfall in den für die Flüssigkeits- oder Gastrennungen verwendeten Festbetten zur Folge hat. Zusätzliche Schwierigkeiten treten bei dem Versuch auf, Kristalle dieser Größe in die Wirbelschicht zu überführen.The crystalline Neolithic molecular sieves are - if they are dehydrated or activated in a suitable manner - generally characterized by a high adsorptive capacity. In addition, their unique structure enables the selective adsorption of liquids and gases, depending to a large extent on the size of the interstices or pores of the activated crystalline zeolite. The most varied types of molecules can be easily or slowly adsorbed or completely rejected, depending on their size, shape, polarizability and polarity. This adsorption behavior is largely used in processes such as gas cleaning and separation. If, for example, zeolite A is synthesized from a reaction participant mixture which contains substantial amounts of sodium cations, the sodium form is obtained which, after activation, adsorbs molecules whose critical dimensions are smaller than about 4 Å, while repelling larger molecules. The German patent 1038 017 also describes the modification of the selective adsorption properties of sodium zeolite A by ion exchange. For example, if at least 400% of the sodium cations are exchanged for divalent calcium cations, the characteristic size of the adsorption pores is expanded to about 5 A, whereby a molecular sieve is obtained which has proven to be extremely advantageous in petroleum processing, namely in increasing the octane number of motor fuels : The crystalline zeolites of the molecular sieve type have hitherto been obtained by reacting aqueous alkalis with dehydrated aluminosilicate while maintaining the structure of the aluminosilicate or from other commercially available reactants, namely sodium silicate, silica, colloidal silica, silica gel, aluminum oxide and sodium aluminate; synthetic: manufactured. As a product of these - known processes, zeolites were always - in shape. ; from fine: PxüWe; n. received; their particle size in general: -below T0g-lay. .. The design and construction of separation and adsorption plants that use crystals of this size, or the use of existing plants for the same purpose, is not always easy, since the use of these tiny crystals creates a high pressure drop in the liquid storage tanks. or gas separations. Additional difficulties arise when attempting to transfer crystals of this size into the fluidized bed.

Für viele technische Verwendungen von Molekularsieben ist es somit zweckmäßiger, einen größeren Molekularsiebkörper oder Agglomerate an Stelle der kleinen Kristalle einzusetzen, um das höchstmögliche volumetrische Adsorptionsvermögen zu erzielen sowie die Handhabung des Adsorptionsmittels zu erleichtern. Gleichzeitig ist es erwünscht, daß das Agglomerat nicht nur Eigenschaften, wie verhältnismäßig hohe Abriebfestigkeit und Bruchfestigkeit, sondern auch im wesentlichen das gleiche Adsorptionsvermögen, die gleiche Adsorptionsselektivität und gleiche thermische Beständigkeit wie das feinteilige kristalline Material aufweist.It is therefore for many technical uses of molecular sieves more expedient to use a larger molecular sieve body or agglomerates instead of the use small crystals to achieve the highest possible volumetric adsorption capacity to achieve and to facilitate the handling of the adsorbent. Simultaneously it is desirable that the agglomerate not only have properties such as relative high abrasion resistance and breaking strength but also essentially the same Adsorptive capacity, same adsorption selectivity and same thermal Has consistency like the finely divided crystalline material.

Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten, wie Kugeln und Perlen, aus pulverförmigen Molekularsieben sind bekannt. In diesen Verfahren wird ein geeignetes Bindemittel, wie Ton, eine anorganische oder organische Verbindung, verwendet. Die Verfahren, von denen wenigstens eines großtechnisch mit zufriedenstellenden Ergebnissen angewendet wird, sind jedoch verhältnismäßig umständlich und erfordern sorgfältige Überwachung, um gleichbleibende Eigenschaften des agglomerierten Produkts zu gewährleisten. Ferner besitzt das Bindemittel einen Teil des Agglomeratvolumens, erfüllt jedoch keine Adsorptionsaufgabe, so daß das volumetrische Adsorptionsvermögen des Agglomerats zumindest in dem Umfang, in dem das Bindemittel vorhanden ist, verringert ist.Process for the production of agglomerates, such as spheres and pearls, from powdered molecular sieves are known. In these procedures, a suitable one Binders such as clay, an inorganic or organic compound, are used. the Processes at least one of which has been carried out on an industrial scale with satisfactory results are used, however, are relatively cumbersome and require careful work Monitoring to ensure consistent properties of the agglomerated product. Furthermore, the binder has part of the agglomerate volume, but fulfills no adsorption task, so that the volumetric adsorption capacity of the agglomerate is reduced at least to the extent that the binder is present.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern kristalliner, neolithischer Molekularsiebe, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Formkörper eines durch eine Wärmebehandlung bei 550 bis 850°C röntgenamorph und reaktionsfähig gemachten Kaolins mit einer wäßrigen, im wesentlichen Oxyde des Aluminiums, Siliciums und eines Alkalimetalls enthaltenden Mischung, wobei das Reaktionssystem die Gesamtzusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde M20: S'02 = a St02 : A1203 = b H20: M20 = c aufweist und die Werte von a, b und c die Bestimmungsgröße für den Typ des kristallinen Zeoliths darstellen und M ein Alkalimetall bedeutet, in einer ersten Stufe bei Temperaturen zwischen 20 und 55°C digeriert, und in einer zweiten Stufe bei Temperaturen zwischen 75 und 175°C, vorzugsweise bis 100°C, bis zur Bildung von Kristallen des neolithischen Molekularsiebes hydrothermal behandelt.The invention relates to a process for the production of shaped bodies of crystalline, Neolithic molecular sieves, which is characterized in that shaped bodies of a kaolin made X-ray amorphous and reactive by a heat treatment at 550 to 850 ° C with an aqueous, essentially oxide of aluminum, silicon and of an alkali metal-containing mixture, the reaction system having the overall composition, expressed in molar ratios of the oxides M20: S'02 = a St02: A1203 = b H20: M20 = c, and the values of a, b and c are the determinants of the type of crystalline Represent zeolite and M is an alkali metal, digested in a first stage at temperatures between 20 and 55 ° C, and in a second stage at temperatures between 75 and 175 ° C, preferably up to 100 ° C, until crystals of the Neolithic molecular sieve are formed hydrothermally treated.

Ein neues Kennzeichen der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Formkörper aus neolithischen Molekularsieben ist ihr hoher prozentualer Anteil an aktivem Adsorptionsmittel gegenüber dem von Agglomeraten, die durch Formung von .Zeolithpulvern mit Hilfe-von Ton erhalten werden. Ein geeignetes Ausgangsmaterial zur Lieferung eines Teils der gewünschten Bestandteile gemäß dem Verfahren der Erfindung ist ein kaohnitischer Ton oder ein Gemisch von kaolinitischen Tonen. Kaolinitische Tone oder Tonmineralien haben die allgemeine Zusammensetzung A1,03 - 2 Si02 - 2 bis 4 H20 Hierdurch stellen diese Tone das bevorzugte Material für die Synthese von vorgeformten Körpern aus Zeolith A dar. Durch Veränderung der Zusammensetzung des in den Zeolith umzuwandelnden Gemisches von Reaktionsteilnehmern mit Hilfe bestimmter zusätzlicher Mengen von Stoffen, die reaktionsfähige Kieselsäure enthalten, z. B. kolloidales Kieselsäuresol oder Alkalisilicat, können andere Arten von dreidimensionalen kristallinen Zeolithen in massiven Formen mit höheren SiO, : AI,0g-Verhältnissen leicht hergestellt werden. Bekannt sind kaolinartige Materialien, die S'02: A1203-Verhältnisse im Bereich von 1,8 bis nahezu 2,3 aufweisen. Auch diese können im Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.A new characteristic of those manufactured by the method according to the invention Moldings made from Neolithic molecular sieves is their high percentage of active adsorbent against that of agglomerates produced by the formation of Zeolite powders can be obtained with the help of clay. A suitable one Starting material for supplying a part of the desired components according to the Process of the invention is a Kaohnitic clay or a mixture of Kaolinitic Tone. Kaolinitic clays or clay minerals have the general composition A1.03 - 2 Si02 - 2 to 4 H20 This makes these clays the preferred material for the synthesis of preformed bodies from zeolite A. By changing the Composition of the mixture of reactants to be converted into the zeolite with the help of certain additional amounts of substances, the reactive silicic acid included, e.g. B. colloidal silica sol or alkali silicate, can be other types of three-dimensional crystalline zeolites in massive forms with higher SiO, : AI, 0g ratios can be easily established. Kaolin-like materials are known, which have S'02: A1203 ratios in the range from 1.8 to nearly 2.3. These too can be used in the method according to the invention.

Die kaolinitischen Tone sind als plättchenähnliche kristalline Silicate anzusehen. Ihre Struktur-Grundeinheit ist ein Aluminosilicatplättchen, das aus einer Schicht von Siliciumatomen in tetraedischer Koordination mit Sauerstoffatomen, die an eine Schicht von Aluminiumatomen in oktaedrischer Koordination mit Sauerstoffatomen oder Hydroxylionen gebunden ist, besteht. Diese Plättchen sind übereinandergestapelt und bilden so die kleinen, plättchenartigen Kristalle des Minerals. Als Beispiele für Tone, die dieses zweischichtige Plättchen enthalten und im Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden können, seien Kaolinit, Lovesit, Nacrit, Dickit, Endellit und Halloysit genannt. Sie unterscheiden sich nur in der Art, wie die Struktur-Grundeinheiten übereinandergeschichtet sind und/oder durch den Umfang, in dem Zwischenschichten-Wassermoleküle vorhanden sind. Reiner Kaolinit (A1202 - 2 Si02 2 H,0) hat folgende Zusammensetzung: A1203 . . . . . . . . . . . . . . . . 39,56 Gewichtsprozent Si02 . . . . . . . . . . . . . . . . . 46,54 Gewichtsprozent H20 (gebunden) ....... 13,9 Gewichtsprozent In Tabelle I sind die Analysenwerte mehrerer typischer kaohnitischer Tone aufgeführt, die für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignet sind. Es ist ersichtlich, daß das Molverhältnis von S'02 : A1203 bei diesen Beispielen unterschiedlich ist (1,9, 2,04, 2,20), aber innerhalb des weiten Bereichs von 1,8 bis 2,3 liegt. Tabelle I Analysen von typischen kaolinartigen Massen Kaohnit A Kaolinit B Kaolinit C Halloysit Oxyd (Georgia) (Georgia) (North Carolina) (Utah) Gewichts- Gewichts- Gewichts- Gewichts- prozent mol Prozent Mo l Prozent mol Prozent Mol Na20 .............. 0,2 - 0,40 - 0,82 - <0,1 - K20 ............... <0,1 - 0,43 - ,82 ,1 A1203 .............. 40,2 1,0 37,20 1,00 37,2 1,0 37,3 1,00 S'02 ............... 45,0 1,9 44,82 I 2,04 48,2 2,20 41,6 1,89 Glühverlust (als H20) 9,4 1,3 14,68 2,23 13,1 1,99 20,0 3,04 T'02 ............... 2,5 - 1,26 - - - - - Sonstige ............ 1,4 - 1,31 - 0,78 - - - 98,8 100,1 f 100,1 j 98,9 Kaolinitische Tone sind unter den verschiedensten Bezeichnungen bekannt. Handelsübliche Kaoline können mit Quarz, feinkörnigem Glimmer, hydratwasserhaltigen Glimmern und bisweilen mit Feldspat verunreinigt sein, jedoch ist die Anwesenheit dieser Verunreinigungen in kleinen Mengen im allgemeinen weder störend im Verfahren noch für die Zeolithformkörper.The kaolinitic clays are to be regarded as platelet-like crystalline silicates. Its basic structural unit is an aluminosilicate plate, which consists of a layer of silicon atoms in tetrahedral coordination with oxygen atoms, which is bonded to a layer of aluminum atoms in octahedral coordination with oxygen atoms or hydroxyl ions. These platelets are stacked on top of each other and thus form the small, platelet-like crystals of the mineral. Examples of clays which contain this two-layer platelet and which can be used in the method according to the invention are kaolinite, lovesite, nacrite, dickite, endellite and halloysite. They only differ in the way in which the basic structural units are layered on top of one another and / or in the extent to which interlayer water molecules are present. Pure kaolinite (A1202 - 2 Si02 2 H, 0) has the following composition: A1203. . . . . . . . . . . . . . . . 39.56 percent by weight Si02. . . . . . . . . . . . . . . . . 46.54 percent by weight H20 (bound) ....... 13.9 percent by weight Table I lists the analytical values of several typical Kaohnitic clays which are suitable for the method according to the invention. It can be seen that the S'02: A1203 molar ratio varies in these examples (1.9, 2.04, 2.20) but is within the wide range of 1.8 to 2.3. Table I. Analysis of typical kaolin-like masses Kaohnite A kaolinite B kaolinite C halloysite Oxyd (Georgia) (Georgia) (North Carolina) (Utah) Weight weight weight weight percent mole percent mole l percent mole percent mole Na20 .............. 0.2 - 0.40 - 0.82 - <0.1 - K20 ............... <0.1 - 0.43 -, 82, 1 A1203 .............. 40.2 1.0 37.20 1.00 37.2 1.0 37.3 1.00 S'02 ............... 45.0 1.9 44.82 I 2.04 48.2 2.20 41.6 1.89 Loss on ignition (as H20) 9.4 1.3 14.68 2.23 13.1 1.99 20.0 3.04 T'02 ............... 2.5 - 1.26 - - - - - Other ............ 1.4 - 1.31 - 0.78 - - - 98.8 100.1 f 100.1 j 98.9 Kaolinitic clays are known under a wide variety of names. Commercially available kaolins can be contaminated with quartz, fine-grained mica, hydrated mica and occasionally with feldspar, but the presence of these impurities in small amounts is generally neither disruptive to the process nor to the zeolite shaped bodies.

Kaohnitische Tone bzw. Tonmineralien erfahren bei der Wärmebehandlung mehrere Umwandlungen, jedoch sind die Produkte dieser Umwandlungen nicht eindeutig bekannt, noch sind die Mechanismen der Umwandlungen vollständig ergründet. In der Literatur sind über dieses Problem im wesentlichen Mutmaßungen und abweichende Ansichten zu finden. Wenn kaolinitische Tone genügend lange an der Luft erhitzt werden, ist der Beginn der ersten Umwandlung bei etwa 550 bis 600°C festzustellen. Hierbei werden die Plattenkristalle der Silicate offenbar verändert, oder ihre Ordnung wird beseitigt und ein Produkt gebildet, das laut Röntgenuntersuchung im wesentlichen amorph ist. Dieses Umwandlungsprodukt bzw. diese metastabile Phase wird zuweilen als »Metakaolin«, »Metakaohnit«, »dehydratisierter Kaolin« oder »dehydroxylierter Kaolinit« bezeichnet. R o y und Mitarbeiter (Jour. Am. Cerm. Soc., 38, S.205 [1955]) definierten »Metakaolinit« als »metastabile Phase mit hoher freier Energie im Bereich von 600 bis 900°C«. Bei etwa 950°C findet offensichtlich eine weitere Umwandlung statt.Kaohnitic clays or clay minerals experience during heat treatment multiple conversions, but the products of these conversions are ambiguous known, the mechanisms of the transformations have not yet been fully explored. In the Literature on this problem is essentially speculation and dissenting views to find. If kaolinitic clays are heated in air for a long enough time, it is the beginning of the first transformation can be found at around 550 to 600 ° C. Here will be the plate crystals of the silicates evidently changed, or their order is eliminated and a product formed which is substantially amorphous by X-ray examination. This conversion product or this metastable phase is sometimes called "metakaolin", "Metakaohnite", "dehydrated kaolin" or "dehydroxylated kaolinite". R o y and coworkers (Jour. Am. Cerm. Soc., 38, p.205 [1955]) defined "metakaolinite" as a "metastable phase with high free energy in the range from 600 to 900 ° C". at at about 950 ° C there is apparently another conversion taking place.

Wie bereits erwähnt, ist die Natur des bei der Wärmebehandlung bei 550 bis 850°C auftretenden umgewandelten Kaolins nicht eindeutig bekannt, da er bei der Röntgenuntersuchung als praktisch amorph erscheint. »Amorph in der Röntgenuntersuchung«< bedeutet, daß die Röntgenstrahlen-Spektrometerlinie im wesentlichen keine scharfen Beugungsbanden-aufweist und der Linie ähnelt, die für Glas erhalten wird. Aus den unten genannten Gründen wird der im Verfahren gemäß der Erfindung verwendete umgewandelte Kaolin als »reaktionsfähiger Kaolina bezeichnet.As mentioned earlier, the nature of the heat treatment is involved The converted kaolin occurring at 550 to 850 ° C is not clearly known, as it is appears to be practically amorphous on X-ray examination. "Amorphous in the X-ray examination" < means that the X-ray spectrometer line is essentially not sharp Has diffraction bands and resembles the line obtained for glass. the end for the reasons given below, that used in the method according to the invention converted kaolin referred to as »reactive kaolina.

Zwar sind die kaohnartigen Massen auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung als Reaktionsteilnehmer für die Synthese von kristallinen zeolithischen Molekularsieben als Formkörper geeignet, jedoch wurde festgestellt, daß sie eine besondere thermische Behandlung erfahren müssen, bevor sie im Verfahren gemäß der Erfindung brauchbar, d. h. reaktionsfähig sind.It is true that the Kaohn-like masses are due to their chemical composition as reactants for the synthesis of crystalline zeolitic molecular sieves suitable as a molded body, but it was found that they have a special thermal Must undergo treatment before they can be used in the method according to the invention, d. H. are reactive.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden Formkörper, die rohen Kaolin mit oder ohne Zusatzstoffe oder Rohkaolin und einen pulverförmigen kristallinen Zeolith enthalten, gebrannt, um den Kaolin reaktionsfähig zu machen, und mit einer Alkalilauge in Berührung gebracht, wobei eine Mischung von Reaktionsteilnehmern entsteht, mit deren Hilfe die Körper nach Digerierung und Kristallisation in praktisch reine kristalline Zeolithe in situ umgewandelt werden. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden Körper aus reaktionsfähigem Kaolin mit oder ohne Zusatz von Zeolithpulver geformt und in ähnlicher Weise digeriert und kristallisiert, um die Umwandlung zum Zeolith in situ zu bewirken. Ferner ist es möglich, Körper aus Gemischen von reaktionsfähigem Kaolin und Rohkaolin zu formen und anschließend zu brennen, um sie reaktionsfähig zu machen.According to one embodiment of the invention moldings, the raw Kaolin with or without additives or raw kaolin and a powdery crystalline Contain zeolite, burned to make the kaolin reactive, and with a Caustic solution brought into contact with a mixture of reactants arises, with the help of which the body after digestion and crystallization in practical pure crystalline zeolites are converted in situ. According to another embodiment of the invention are bodies made of reactive kaolin with or without the addition of Zeolite powder is shaped and similarly digested and crystallized to produce the To effect conversion to zeolite in situ. It is also possible to create bodies from mixtures to form reactive kaolin and raw kaolin and then to burn it, to make them responsive.

Zu den Zusatzstoffen, die zur Herstellung der Formkörper verwendet werden, gehört eine Klasse von Materialien, die hier als »Streckmittel« bezeichnet werden und in feinverteilter Form einem kaolinitischen Ton zugegeben werden können, um zur Bildung von Hohlräumen im anschließend geformten Körper während des Brennens beizutragen. Das Streckmittel ist brennbar, und die Hohlräume werden als Folge der teilweisen oder vollständigen Verbrennung gebildet. Diese Hohlräume haben den Zweck, den das reaktionsfähige Kaolin enthaltenden Körper poröser zu machen und auf diese Weise die Umwandlung in den Digerierungs- und Kristallisationsstufen zu erleichtern. Diese Hohlräume, die durch die Streckmittel im Formkörper gebildet werden, haben jedoch die Form von Makroporen und dürfen daher nicht mit den in regelmäßigen Abständen angeordneten Zwischenräumen und Kanälen, in denen nach der Entwässerung der kristallinen Zeolithe die Adsorption stattfindet, verwechselt werden.Among the additives used to produce the molded body belongs to a class of materials referred to herein as "extenders." and can be added in finely divided form to a kaolinitic clay, in order to form voids in the subsequently shaped body during firing to contribute. The extender is flammable and the voids are as a result of the partial or complete combustion. The purpose of these cavities is to make the body containing the reactive kaolin more porous and to this Way to facilitate the conversion in the digestion and crystallization stages. These cavities, which are formed in the molded body by the extenders, have However, the shape of macropores and therefore must not be used at regular intervals arranged interstices and channels in which, after the drainage of the crystalline Zeolites which adsorption takes place can be confused.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das kaolinhaltige Rohmaterial einer unten beschriebenen Wärmebehandlung unterworfen, bevor es geformt wird. Dies ist dann der Fall, wenn das Kaolinmaterial in Pulverform vorliegt. Zu diesem Zweck ist ein Bereich von endgültigen Teilchengrößen - ausgedrückt als (mittlerer) äquivalenter Kugeldurchmesser - von weniger als 75#t geeignet. Rohe kaolinitische Massen können auf gewöhnlichem mechanischem Wege in diese Form gebracht oder vom Handel in geeigneten Teilchengrößen bezogen werden. Repräsentative Teilchengrößen für handelsübliche rohe kaoIinitische Massen, die für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignet sind, liegen im Bereich von 50 bis 0,liC. Im Handel sind auch kaolinitische Massen erhältlich, die bereits zu dem gewünschten reaktionsfähigen Zustand gebrannt worden sind. Sie weisen gewöhnlich Teilchengrößen im Bereich von 0»1 bis 50K auf. Wie bereits erwähnt, kann auch die erforderliche thermische Behandlung aufgeschoben werden, bis das rohe kaolinitische Material mit oder ohne weitere Zusätze, z. B. mit einer gewissen Menge zugesetzten reaktionsfähigen Kaolins, auf die später beschriebene Weise zu Preßlingen bzw. Formkörpern geformt worden ist. Die erforderliche Umwandlung von rohen kaolinitischen Massen in reaktionsfähiges Kaolin kann also in situ erfolgen. Die für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignete kaolinitische Masse kann aus einer einzigen Art von kaolinitischen Mineralien oder aus einer Mischung von Mitgliedern der Kaolingruppe bestehen.In one embodiment of the invention, the kaolin-containing raw material is used subjected to a heat treatment described below before it is molded. this is the case when the kaolin material is in powder form. To this end is a range of final particle sizes - expressed as (mean) equivalent Ball diameter - less than 75 # t suitable. Raw kaolinite masses can Brought into this form by the usual mechanical means or by the trade in suitable ones Particle sizes are related. Representative particle sizes for commercially available raw kaoIinitic masses which are suitable for the method according to the invention, lie in the range from 50 to 0, liC. Kaolinitic masses are also commercially available, which have already been fired to the desired reactive state. she usually have particle sizes in the range from 0 »1 to 50K. As already mentioned, the required thermal treatment can also be postponed until the raw kaolinitic material with or without further additives, e.g. B. with a certain amount added reactive kaolin, to compacts in the manner described later or molded bodies has been molded. The required conversion of raw kaolinitic Masses in reactive kaolin can therefore be done in situ. The one for the procedure according to the invention suitable kaolinitic mass can consist of a single type of kaolinitic minerals or from a mixture of members of the kaolin group exist.

Wenn das kaolinitische Material durch eine Wärmebehandlung in reaktionsfähigen Kaolin umzuwandeln ist, stehen die Temperaturen und Zeiten, die zur Umwandlung am besten angewendet werden, in gegenseitiger Abhängigkeit. Beispielsweise ist die Umwandlung bei Temperaturen um 550°C und etwas darunter nur gering, d. h., in jeder behandelten Charge ist ein geringer Prozentsatz an reaktionsfähigem Kaolin vorhanden. Oberhalb von 600°C, vorzugsweise zwischen 600 und 850°C, ist mit vollständiger Umwandlung in reaktionsfähigen Kaolin zu rechnen, wenn die Brennbedingungen genügend lange eingehalten werden. Durch eine höhere Brenntemperatur wird die erforderliche Zeit verkürzt, und umgekehrt ist bei Temperaturen unter 600°C eine erheblich längere Zeit erforderlich, um einen annehmbaren Umwandlungsgrad zu erzielen. Es wurde gefunden, daß für pulverförmige kaolinartige Materialien gewöhnlich wenigstens 45 bis 60 Minuten erforderlich sind, um wesentliche Mengen an kristallinem Zeolith zu bilden. Etwas kürzere Brennzeiten bei 600°C bewirken zwar eine gewisse Veränderung der ursprünglichen Kaolinstruktur, machen jedoch den Kaolin nicht so reaktionsfähig, um mehr als geringe Mengen an kristallinem Zeolith in dem anschließend aus der gebrannten Masse geformten Körper zu bilden. Gleichzeitig werden unerwünscht große Mengen Hydroxysodalith im Formkörper erhalten. Die Anwesenheit von mehr als 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise von mehr als 10 Gewichtsprozent Hydroxysodalith oder eines anderen sodalithartigen Materials, von denen keines ein kristallines zeolithisches Molekularsieb von starrer, dreidimensionaler Struktur darstellt, ist im Formkörper unerwünscht, weil das Adsorptionsvermögen pro Volumeinheit etwas gesenkt wird. Im Bereich von 700 bis 800°C wurden Brennzeiten von nur 10 bis 15 Minuten mit guten Ergebnissen angewendet, wenn verhältnismäßig dünne Schichten des Einsatzmaterials (6 bis 18 mm) in Pulverform zur Anwendung kommen. Jedoch wird eine Behandlungszeit von wenigstens einer Stunde bevorzugt, um gründliche Behandlung des Einsatzes zu gewährleisten.If the kaolinitic material by heat treatment in reactive Kaolin is to be converted, the temperatures and times are available for the conversion at best applied, interdependent. For example, the Conversion at temperatures around 550 ° C and slightly below only slight, i.e. i.e., in each treated batch contains a small percentage of reactive kaolin. Above 600 ° C, preferably between 600 and 850 ° C, is with complete conversion to be expected in reactive kaolin if the firing conditions are long enough be respected. A higher firing temperature increases the time required shortened, and vice versa at temperatures below 600 ° C a considerably longer one Time required to achieve an acceptable degree of conversion. It was found, that for powdered kaolin-like materials usually at least 45 to 60 minutes are required to form substantial amounts of crystalline zeolite. Some Shorter firing times at 600 ° C cause a certain change in the original Kaolin structure, however, make the kaolin less reactive than slight Amounts of crystalline zeolite in the subsequently formed from the calcined mass Body to form. At the same time, undesirably large amounts of hydroxysodalite are im Molding received. The presence of more than 20 percent by weight, preferably of more than 10 percent by weight hydroxysodalite or other sodalite-type Material, none of which is a crystalline zeolitic molecular sieve of rigid, represents three-dimensional structure is undesirable in the molded article because of the adsorptive capacity is slightly reduced per unit of volume. Burning times were in the range from 700 to 800 ° C Applied for as little as 10 to 15 minutes with good results when proportionately thin layers of the feedstock (6 to 18 mm) in powder form are used. However, a treatment time of at least one hour is preferred to ensure thorough Ensure treatment of the mission.

Nachdem die kaolinartigen Massen in den für die Synthese von vorgeformten Körpern aus kristallinem Zeolith erforderlichen reaktionsfähigen Zustand gebracht worden sind, wird dieser Zustand der Reaktionsfähigkeit während der Lagerung beibehalten. So kann im Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise als Ausgangsmaterial ein handelsübliches kaolinhaltiges Material verwendet werden, das, wie bereits erwähnt, durch Brennen in reaktionsfähigen Kaolin umgewandelt worden. ist. Auch ist es möglich, ein aus Rohkaolin und reaktionsfähigem Kaolin bestehendes Gemisch zu verwenden. Dieses Gemisch wird dann in einer Vorrichtung, z. B. einem gasgefeuerten oder elektrisch beheizten Ofen, erhitzt, um den Rohkaolin in reaktionsfähigen Kaolin umzuwandeln.After the kaolin-like masses in the preformed for the synthesis of Bodies made of crystalline zeolite required reactive state this state of reactivity is maintained during storage. For example, a starting material can be used in the method according to the invention Commercially available kaolin-containing material can be used, which, as already mentioned, has been converted into reactive kaolin by firing. is. It is also possible to use a mixture consisting of raw kaolin and reactive kaolin. This mixture will then in a device, e.g. B. a gas-fired or electrically heated furnace, heated to convert the raw kaolin into reactive kaolin to convert.

Wenn die Maßnahme des Brennens zur Bildung von reaktionsfähigem Kaolin durchgeführt wird, nachdem der Körper aus Rohkaolin oder aus einem Gemisch von Rohkaolin und reaktionsfähigem Kaolin gegebenenfalls zusammen mit anderen Zusatzstoffen, z. B. einem Alkalihydroxyd oder einem hohlraumbildenden Stoff geformt worden ist, liegen die Temperaturen zur Umwandlung in reaktionsfähigen Kaolin wiederum im Bereich voii 600 bis 850°C, wobei eine Brennzeit von wenigstens 30 Minuten angewendet wird. Wenn Zeolithpulver deni Rohkaolin vor dem Formen zugegeben wird, muß die Brenntemperatur auf die Grenze der Wärmebeständigkeit des jeweiligen Zcolitiis eingestellt werden. Hierauf wird später eingegangen.When the measure of burning leads to the formation of reactive kaolin is carried out after the body is made from raw kaolin or from a mixture of raw kaolin and reactive kaolin, optionally together with other additives, e.g. B. an alkali hydroxide or a cavity-forming material has been formed, lie the temperatures for conversion into reactive kaolin are again in the range of voii 600 to 850 ° C, with a burning time of at least 30 minutes being used. if Zeolite powder is added to raw kaolin before molding, the firing temperature must be can be adjusted to the limit of the heat resistance of the respective Zcolitiis. This will be discussed later.

Als Atmosphäre, in der die kaolinartigen Massen gebrannt werden, wird die unigebende Luft bevorzugt und zweckmäßig angewendet, jedoch kann -eae'oenenfalls auch in anderen Atmosphären gearbeitet werden.As the atmosphere in which the kaolin-like masses are burned the inadequate air is preferred and used appropriately, but can -eae'oegenfall can also be worked in other atmospheres.

Der Rohkaolin oder reaktionsfähige Kaolin oder derer Gcmische können nach verschiedenen Verfahren zu allen gewünschten Formen bzw. Körpern gepreßt bzw. geformt werden, z. B. zu Perlen, Kugeln, zylindrischen Stückchen, Tabletten, Briketts, Granulat, Zylindern, Rohren, Scheiben, Platten, Toroiden, Würfeln und Blöcken. Diese können verhältnismäßig kleine Körper, wie Granulat, sowie Körper von größerem Querschnitt, wie zylindrische Körper oder Blöcke, darstellen, abhängig vom gewünschten Endgebrauch. Die Formung kann beispielsweise durch Pressen, Strangpressen, Rollen in Trommeln, Gießen, Schlicker-Quß, mit Hilfe eines rotierenden Tellers, eines laufenden Bandes, durch Granulieren, Tablettieren und Brikettieren erfolgen.The raw kaolin or reactive kaolin or their mixtures can pressed or pressed into all desired shapes or bodies using various processes be shaped, e.g. B. beads, spheres, cylindrical pieces, tablets, briquettes, Granules, cylinders, tubes, disks, plates, toroids, cubes and blocks. These relatively small bodies, such as granules, as well as bodies with a larger cross-section, such as cylindrical bodies or blocks, depending on the desired end use. The shaping can be done, for example, by pressing, extrusion, rolling in drums, Pouring, Schlicker-Quß, with the help of a rotating plate, a running belt, be done by granulating, tabletting and briquetting.

Geeigneter für die verschiedenen Formverfahren sind gewöhnlich die Kaolinmassen, wenn sie in Pulverform vorliegen, wie vorstehend beschrieben. Jedoch können im Verfahren gemäß der Erfindung auch kaolinartige hassen verwendet werden, die in bestimmten brauchbaren Formen im Handel erhältlich sind. Beispielsweise ist Rohkaolin in Form von zylindrischen Stückchen, deren Durchmesser etwa 6 mm beträgt, im Handel erhältlich. Diese Formen können gebrannt werden, um sie für die anschließende Digerierung und Kristallisation reaktionsfähig zu machen, wenn das Adsorptionsmittel in Form von Körpern dieser Größe für einen bestimmten Zweck gewünscht wird. Ebenso können handelsübliche Kaolinformen, die in geeigneter Weise gebrannt wurden, um den Kaolin reaktionsfähig zu machen, gemäß der Erfindung verwendet werden.More suitable for the various molding processes are usually those Kaolin masses, when in powder form, as described above. However kaolin-like hates can also be used in the method according to the invention, which are commercially available in certain useful forms. For example is Raw kaolin in the form of cylindrical pieces, the diameter of which is about 6 mm, available in the stores. These shapes can be fired to make them for subsequent Digestion and crystallization make it reactive if the adsorbent in the form of bodies of this size is desired for a specific purpose. as well commercial kaolin molds that have been suitably fired can be used to make the kaolin reactive can be used according to the invention.

Im Verfahren gemäß der Erfindung befinden sich die Formkörper unmittelbar vor den Digerierungs-Kristallisations-Reaktionen, wenn praktisch der gesamte Kaolin sich im reaktionsfähigen Zustand befindet und der Feuchtigkeitsgehalt unter 30 Gewichtsprozent, gewöhnlich unter 20 Gewichtsprozent, liegt, im sogenannten »grünen« Zustand (d. h., sie sind noch nicht zum kristallinen Zeolith umgewandelt). Zwar werden die Grünkörper häufig in einem angrenzenden Betriebsbereich in kristalline Zeohthe umgewandelt, sobald das Verarbeitungsprogramm dies zuläßt, jedoch haben diese Körper, besonders wenn sie verhältnismäßig einfache Formen aufweisen. wie Pellets, Kugeln oder Zylinder, eine solche Grünfestigkeit, daß sie bis zur Umwandlung eine gewisse Zeit gelagert oder gegebenenfalls über eine wesentliche Entfernung transportiert werden können, um an einem anderen Ort umgewandelt zu werden.In the process according to the invention, the shaped bodies are located directly before digestion-crystallization reactions, if virtually all of the kaolin is in a reactive state and the moisture content is below 30 percent by weight, usually below 20 percent by weight, in the so-called "green" state (i.e. i.e., they have not yet been converted to crystalline zeolite). True, the green bodies often converted into crystalline zeolites in an adjacent operating area, as soon as the processing program permits, however, these bodies have, especially if they have relatively simple shapes. like pellets, balls or cylinders, such a green strength that it is stored for a certain time before it is transformed or, if necessary, can be transported over a substantial distance, to be transformed in another place.

In der nächsten Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist der reaktionsfähige Formkörper als Teil eines Reaktionssystems zwecks Umwandlung in einen kristallinen Zeolith einzugliedern. Bevor das Reaktionssystem vorbereitet werden kann, muß durch chemische Analyse, deren Werte gewöhnlich in Oxyden ausgedrückt werden, die Zusammensetzung des kaolinartigen Ausgangsmaterials ermittelt vrerden. Gewöhnlich wird der Rohkaolin analysiert und eine weitere Analyse des reaktionsfähigen Kaolins durchgeführt, um die Gesamtzusammensetzung des Reaktionssystems einzustellen, da diese Zusammensetzung für die Bildung der -ewünschten Zeolithart entscheidend ist. Ebenso muß der Feuchtigkeitsgehalt der Grünkörper bekannt sein und bei der Einstellung der Gesamtzusammensetzung des Reaktionsteilnehmersystems berücksichtigt werden. Ein Tauchbad, das außerdem bekannte Mengen etwaiger anderer Komponenten bekannter chemischer Zusammensetzun Q enthalten kann, die für die jeweilige Zusammensetzung des Gemisches von Reaktionsteilnehmern erforderlich sind, wird dann mit den geformten bzw. vorgeformten Körpern., die der. reaktionsfähigen Kaolin. enthalten, in einem solchen Mengenverhältnis in Berührung gebracht, daß das erhaltene wäßrige Reaktionssystem eine Zusammensetzung hat, die die Umwandlung in den gewünschten kristallinen Zeolith bei Anwendung bestimmter Bedingungen ermöglicht. Die Zusammensetzung wird normalerweise in Moi A1203, SiO2, H2,0 und Oxyde anderer Kationen ausgedrückt. "'.uch andere Substanzen, die gegebenenfalls erforderlich sind, um den Umwandlungsprozeß zu erleichtern, können anwesend sein. Wie später erläutert wird, können gewisse Stoffe vor der Formung des Körpers mit der Kaolinmasse kombiniert werden. Diese Stoffe gehen zum Teil oder ganz in die Zusammensetzung des Ausgangsgemisches der Reaktionsteilnehmer ein. So hat bei der Herstellung von vorgeformten kristallinen Zeolithen das aus der umgebenden Flüssigkeit und dem Formkörper bestehende wäßrige Reaktionssystem zunächst folgende Gesamtzusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde: M20:Si02 = a SiO2: A1203 = b H20: M20 = c wobei die jeweiligen Werte von a, b und c die wesentlichen Bestimmungsgrößen für den Typ des herzustellenden kristallinen Zeoliths darstellen und M wenigstens ein Kation, z. B. Alkalimetall oder Ammonium, bedeutet.In the next stage of the process according to the invention, the reactive shaped body is to be incorporated as part of a reaction system for the purpose of conversion into a crystalline zeolite. Before the reaction system can be prepared, the composition of the kaolin-like starting material must be determined by chemical analysis, the values of which are usually expressed in oxides. Usually, the raw kaolin is analyzed and a further analysis of the reactive kaolin is carried out in order to adjust the overall composition of the reaction system, since this composition is decisive for the formation of the desired type of zeolite. The moisture content of the green body must also be known and taken into account when setting the overall composition of the reactant system. An immersion bath, which may also contain known amounts of any other components of known chemical composition required for the particular composition of the mixture of reactants, is then applied to the shaped or preformed bodies. reactive kaolin. are brought into contact in such a proportion that the resulting aqueous reaction system has a composition which enables conversion to the desired crystalline zeolite under certain conditions. The composition is usually expressed in terms of Moi A1203, SiO2, H2.0 and oxides of other cations. Other substances that may be required to facilitate the conversion process may also be present. As will be explained later, certain substances can be combined with the kaolin mass before the body is formed In the production of preformed crystalline zeolites, the aqueous reaction system consisting of the surrounding liquid and the shaped body initially has the following overall composition, expressed in molar ratios of the oxides: M20: Si02 = a SiO2: A1203 = b H20: M20 = c where the respective values of a, b and c represent the essential determinants for the type of crystalline zeolite to be produced and M denotes at least one cation, e.g. alkali metal or ammonium.

Bei der Herstellung von vorgebildeten kieselsäurereichen Zeolithen, z. B. X, Y, S und T, muß zusätzliche Kieselsäure über die Menge hinaus, die durch den reaktionsfähigen Kaolin eingeführt wird, vorgesehen werden. Zu diesem Zweck kann die erforderliche Kieselsäure ganz oder zum Teil in Form von Materialien, wie kolloidalem Kieselsäuresol, Kieselsäuregel, Kieselsäure und Alkalisilicat, der zu formenden Mischung zugegeben werden, so daß das Reaktionssystem angereichert wird und Kristallisation eines Zeoliths mit hohem Kieselsäuregehalt erfolgt. Es wurde gefunden, daß die Einarbeitung dieser zusätzlichen Kieselsäure in das Reaktionssystem, aus dem die kieselsäurereichen Zeohthe anschließend kristallisiert werden, erleichtert und die Produktreinheit erhöht wird, wenn geringe Mengen eines organischen Gelier- oder Verdickungsmittels der zu formenden Mischung zugesetzt werden. Besonders geeignet für diesen Zweck sind Harze vom Typ der wasserlöslichen Äthylenoxydpolymeren. Wenn solche organischen Gebermittel in Mischung mit reaktionsfähigem Kaolin mit oder ohne zusätzliche Kieselsäure verwendet werden, wird nach der Formung vorzugsweise eine Erhitzung auf Temperaturen im Bereich von 200 bis 700°C vorgenommen, um das Harz im Formkörper zu härten oder sogar teilweise oder ganz zu carbonisieren, worauf der Formkörper in einem geeigneten System von Reaktionsteilnehmern gemäß der Erfindung digeriert und kristallisiert wird. Wenn solche Geliermittel in Mischung mit Rohkaolin gebraucht werden, wird diese Maßnahme vollbracht, während der Formkörper zur Bildung von reaktionsfähigem Kaolin gebrannt wird. Diese Mittel können auch als Streckmittel in den Formkörpern für die bereits genannten Zwecke dienen oder in Kombination mit einem anderen Streckmittel oder mit anderen Streckmitteln gebraucht werden. Ferner können diese Mittel vorteilhaft verwendet werden, um dem Formkörper Festigkeit und inneren Zusammenhalt zu verleihen, wenn außer reaktionsfähigem Kaolin oder Rohkaolin keine anderen Stoffe in ihm enthalten sind.In the production of pre-formed high-silica zeolites, z. B. X, Y, S and T, must have additional silica in addition to the amount that is passed through the reactive kaolin is introduced. To this end the required silica can be wholly or partly in the form of materials such as colloidal silica sol, silica gel, silica and alkali silicate, which too can be added to the molding mixture so that the reaction system is enriched and crystallization of a high silica zeolite occurs. It it was found that the incorporation of this additional silica into the reaction system, from which the silica-rich zeolites are then crystallized, facilitated and the product purity is increased when small amounts of an organic gelling agent or thickening agents can be added to the mixture to be molded. Particularly suitable for this purpose resins are of the water-soluble ethylene oxide polymer type. if such organic donor agents mixed with reactive kaolin with or used without additional silica is preferred after molding heating to temperatures in the range of 200 to 700 ° C is carried out in order to achieve the To harden resin in the molded body or even to partially or completely carbonize, whereupon the shaped body in a suitable system of reactants according to the invention is digested and crystallized. When such gelling agents are mixed with raw kaolin are needed, this measure is accomplished while the molded body is being formed is burned from reactive kaolin. These agents can also be used as an extender serve in the moldings for the purposes already mentioned or in combination with another extender or with other extenders. Further These agents can be used advantageously to give the molded body strength and To give inner cohesion, if apart from reactive kaolin or raw kaolin no other substances are contained in it.

Wenn gewünscht wird, Aluminiumoxyd über die vom reaktionsfähigen Kaolin gelieferte Menge hinaus zuzusetzen, kann Aluminiumoxyd beispielsweise in Form von Aluminiumoxydtrihydrat, aktiviertem Aluminiumoxyd, y-Aluminiumoxyd oder Alkalialuminat dem Kaolin vor der Formung zugemischt werden.If desired, aluminum oxide over the reactive kaolin To add the amount delivered, aluminum oxide can, for example, in the form of Aluminum oxide trihydrate, activated aluminum oxide, γ-aluminum oxide or alkali aluminate be mixed with the kaolin before molding.

Gemäß der Erfindung kann ein Alkalihydroxyd dem feinverteilten reaktionsfähigen Kaolin oder Rohkaolin vor der Formung zur anschließenden Umwandlung in Körper aus kristallinem Zeolith zugegeben «-erden. Dieses Alkalihydroxyd kann die Hauptquelle für das Alkalioxyd im Reaktionssystem sein.According to the invention, an alkali hydroxide can be the finely divided reactive Kaolin or raw kaolin is made from before molding for subsequent transformation into body added to crystalline zeolite «-erden. This alkali hydroxide can be the main source for the alkali oxide in the reaction system.

Nach der Formung werden die Körper auf einen Feuchtigkeitsgehalt von gewöhnlich weniger als 30 Gewichtsprozent getrocknet. Wenn die Körper aus reaktionsfähigem Kaolin geformt werden, befinden sie sich nunmehr im geeigneten Zustand, um in situ in einen kristallinen Zeolith umgewandelt zu werden. Wurden sie dagegen ganz oder zum Teil aus Rohkaolin enthaltendem Material geformt, müssen sie zunächst der Wärmebehandlung unterworfen werden, um den Rohkaolin in die reaktionsfähige Form umzuwandeln. Die Grünfestigkeit der Formkörper wird durch die Einarbeitung des Alkalihydroxyds gewöhnlich erhöht.After shaping, the bodies are set to a moisture level of usually less than 30 weight percent dried. When the body is out of reactive Kaolin are molded, they are now in a suitable condition to be in situ to be converted into a crystalline zeolite. On the other hand, were they whole or Partly formed from material containing raw kaolin, they first have to undergo heat treatment are subjected to convert the raw kaolin into the reactive form. the The green strength of the moldings is usually achieved through the incorporation of the alkali metal hydroxide elevated.

Bei der Herstellung des Tauchbades vor der Einführung der Formkörper können aus einer Gruppe von geeigneten Materialien beliebige Stoffe verwendet werden, um zusätzliche Mengen von Oxyden zuzuführen, die gebraucht werden, um die Zusammensetzung des Ausgangsgemisches der Reaktionsteilnehmer zu erreichen. Beispielsweise können Kieselsäure und Aluminiumoxyd in Form der vorstehend als mögliche Zusatzstoffe für die Formkörper erwähnten Materialien zugesetzt werden. Der wäßrigen Lauge wird eine geeignete Menge eines Alkalimetalloxyds zugegeben. Bei der Herstellung von Zeolithformkörpern, in denen Natrium das überwiegende oder ausschließliche Kation ist, erfolgt diese Zugabe gewöhnlich in Form von Natriumhydroxyd. In gleicher Weise wird bei der Herstellung von Zeolithformkörpern, in denen Kalium oder Lithium das überwiegende oder ausschließliche Kation ist, die zusätzliche Menge des entsprechenden Kalium- oder Lithiumions gewöhnlich in Form des Hydroxyds in die Lauge eingeführt.During the preparation of the immersion bath before the introduction of the moldings any substances from a group of suitable materials can be used, to add additional amounts of oxides needed to make the composition of the starting mixture of the reactants. For example, can Silicic acid and aluminum oxide in the form of the above as possible additives for the moldings mentioned materials are added. The aqueous alkali is a appropriate amount of an alkali metal oxide is added. In the production of zeolite moldings, in which sodium is the predominant or exclusive cation, this occurs Usually added in the form of sodium hydroxide. In the same way is used in the manufacture of zeolite moldings in which potassium or lithium is predominant or exclusive Cation is usually the additional amount of the corresponding potassium or lithium ion introduced into the liquor in the form of the hydroxide.

Als repräsentativ für bestimmte Zusammensetzungen des Gesamtgemisches der Reaktionsteilnehmer, die sich zur Herstellung von massiven vorgeformten Körpern aus kristallinen zeolithischen Molekularsieben nach dem Verfahren gemäß der Erfindung eignen, seien genannt: Für Natrium-Zeolith A: Na2O : Si02 = 0,5 bis 1,5 Si02 : A1203 = 1,6 bis 2,5 H20: Na20 = 10 bis 100 Für Natrium-Zeolith X: NazO :S'02 = 1 bis 1,5 S102: A1203 = 2,5 bis 5 H20: Na20 = 30 bis 60 Für Natrium-Zeolith Y: Na2O : S'0, = 0,5 ,S102: A1203 = 7 H20: Na20 = 40 Zur Herstellung von vorgeformten Körpern aus Zeolith A hoher Reinheit unter Verwendung von vorher eingearbeiteten Natriumhydroxyd ist folgender Bereich besonders vorteilhaft: Na2O : S'02 = 0,7 bis 1,2 SiO2: A1203 = 2 1-120: Na20 = 10 bis 50 Vorgeformte Körper, die kristallinen Natrium-Zeolith X enthalten, wurden unter Verwendung von vorher zugesetztem Natriumhydroxyd durch Anwendung eines Gemisches von Reaktionsteilnehmern folgender Zusammensetzung hergestellt: Na20 : S'02 = 1,5 Sr02 : A1203 = 5 H,0: Na.0 = 30 bis 60 Formkörper, die kristallinen Natrium-Zeolith Y enthalten, wurden unter Verwendung von vorher eingeführtem Natriumhydroxyd durch Verwendung eines Gemisches von Reaktionsteilnehmern folgender Zusammensetzung hergestellt: Na2O : S'02 = 0,5 S'02 : A1203 = 7 H20: Na20 = 40 Ebenso können Formkörper aus kristallinen Zeolithen, die gemischte Natrium- und Kaliumkationen unmittelbar nach der Kristallisation enthalten, unter Verwendung von reaktionsfähigem Kaolin und Alkalihydroxyd oder -hydroxyden unter den Komponenten des Gesamt-Reaktionsgemisebes hergestellt werden. Als Beispiele für diese Gruppe seien die bereits genannten Zeolithe D, L und T angeführt.As representative of certain compositions of the total mixture of reactants which are suitable for the production of massive preformed bodies from crystalline zeolite molecular sieves by the process according to the invention, the following may be mentioned: For sodium zeolite A: Na2O: SiO2 = 0.5 to 1.5 Si02: A1203 = 1.6 to 2.5 H20: Na20 = 10 to 100 For sodium zeolite X: NazO: S'02 = 1 to 1.5 S102: A1203 = 2.5 to 5 H20: Na20 = 30 to 60 For sodium zeolite Y: Na2O: S'0, = 0.5, S102: A1203 = 7 H20: Na20 = 40 For the production of preformed bodies from zeolite A of high purity using previously incorporated sodium hydroxide, the following range is particularly advantageous: Na2O: S'02 = 0.7 to 1.2 SiO2: A1203 = 2 1-120: Na20 = 10 to 50 Preformed bodies containing crystalline sodium zeolite X were prepared using previously added sodium hydroxide by applying a mixture of Reactive participants prepared with the following composition: Na20: S'02 = 1.5 Sr02: A1203 = 5 H, 0: Na.0 = 30 to 60 moldings containing crystalline sodium zeolite Y were produced using previously introduced sodium hydroxide by using a mixture of reactants of the following composition: Na2O: S'02 = 0.5 S'02: A1203 = 7 H20: Na20 = 40 Moldings made of crystalline zeolites containing mixed sodium and potassium cations immediately after crystallization can also be made using reactive kaolin and alkali hydroxide or hydroxides among the components of the total reaction mixture. The zeolites D, L and T already mentioned are cited as examples of this group.

Es wurde ferner gefunden, daß die Herstellung von kieselsäurereichen Zeolithforrrkörpern, deren SiO2: A1203-Verhältnis über 3 liegt, z. B. Natrium-Zeolith Y, verbessert werden kann, indem zunächst pulverförmiger reaktionsförmiger Kaolin vor der Formung mit einem geeigneten wäßrigen Gemisch von Reaktionsteilnehmern als Vordigerierungsstufe zusammengeführt wird. Diese Vordigerierung begünstigt offensichtlich die Einarbeitung von Kieselsäure zur Bildung der kieselsäurereichen Zeolithstruktur. Das auf diese Weise verwendete Gemisch der Reaktionsteilnehmer enthält vorzugsweise ein wasserlösliches Alkalisalz, das zur Bildung von Produkten von höherer Reinheit und zur Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beiträgt. Das Alkalimetall des Salzes ist vorzugsweise das gleiche wie das Alkalimetall des Reaktionsteilnehmergemisches, in dem das Salz verwendet wird. Der geeignete Konzentrationsbereich des zugesetzten Salzes liegt zwischen etwa 0,1 und 5 Mol pro Mol A1203, wobei vorzugsweise etwa 1 bis 2 Mol Salz pro Mol A1203 verwendet werden, wenn die bevorzugten Zusammensetzungen der Reaktionsteilnehmer gebraucht werden. Nach der Vordigerierung werden die Feststoffe filtriert, worauf der Filterkuchen geformt wird. Die Formkörper werden dann in die Mutterlauge zurückgegeben, in der die Digerierungs- und Kristallisationsreaktionen stattfinden.It has also been found that the production of silica rich Molded zeolite bodies whose SiO2: A1203 ratio is above 3, e.g. B. Sodium Zeolite Y, can be improved by initially powdery more reactive Kaolin prior to molding with a suitable aqueous mixture of reactants is merged as a pre-digestion stage. This pre-fermentation obviously favors the incorporation of silica to form the silica-rich zeolite structure. The reactant mixture used in this manner preferably contains a water-soluble alkali salt that leads to the formation of products of higher purity and contributes to the reproducibility of the results. The alkali metal of salt is preferably the same as the alkali metal of the reactant mixture, in which the salt is used. The appropriate concentration range of the added Salt is between about 0.1 and 5 moles per mole of A1203, preferably about 1 to 2 moles of salt per mole of A1203 are used when making the preferred compositions of the respondents are needed. After pre-digestion, the solids become filtered, whereupon the filter cake is formed. The moldings are then in the Mother liquor returned, in which the digestion and crystallization reactions occur.

Produkte von höherer Reinheit und ein höherer Wirkungsgrad werden im Verfahren gemäß der Erfindung erzielt, wenn das Alkalihydroxyd mit dem kaolinartigen Material in einer Menge von wenigstens 0,1 Mol Alkalioxyd (R20) pro Mol Si02 in der zu formenden Mischung kombiniert wird. Wenn das Verhältnis R20: Si02 in den vorgeformten Gebilden unter 0,1 sinkt, nimmt die Produktreinheit ab, die Grünkörper verlieren an Festigkeit, und der Vorteil einer kurzen Verarbeitungszeit geht verloren. Es wurde gefunden, daß die Zeit, die erforderlich ist, um den geformten Körper in eine im wesentlichen aus reinem kristallinem zeolithischem Molekularsieb bestehende Masse umzuwandeln, von der Geschwindigkeit abhängig ist, mit der Kationen, z. B. Natriumkationen oder möglicherweise Na20, aus der umgebenden Lauge des Reaktionssystems in den Formkörper diffundieren können. Dadurch, daß die kaolinhaltige Masse vor der Formung mit einem Teil des insgesamt erforderlichen R20-Gehaltes in innige Berührung gebracht wird, ist das R-Ion zur Umsetzung während der anschließenden Digerierungs- und Kristallisationsstufen leichter verfügbar.Products of higher purity and higher efficiency will be achieved in the method according to the invention when the alkali hydroxide with the kaolin-like Material in an amount of at least 0.1 mole alkali oxide (R20) per mole Si02 in the mixture to be formed is combined. If the ratio R20: Si02 in the preformed structures falls below 0.1, the product purity decreases, the green body lose strength and the advantage of a short processing time is lost. It has been found that the time required to move the shaped body in one consisting essentially of pure crystalline zeolitic molecular sieve Converting mass depends on the speed with which cations, e.g. B. Sodium cations, or possibly Na20, from the surrounding liquor of the reaction system can diffuse into the molded body. Because the kaolin-containing mass is in front the molding with part of the total required R20 content in intimate contact is brought, the R ion is to be converted during the subsequent digestion and levels of crystallization more readily available.

Die Digerierung und Kristallisation des Formkörpers kann durch Behandlung des Reakionssystems in einer einzigen Stufe oder in zwei getrennten Stufen erfolgen. Das zweistufige Verfahren wird gewöhnlich bevorzugt, da hierl;ei eine gleichbleibende Produktreinheit besser einzuhalten ist, besonders wenn große Chargen heigestelit w-urclen. Wenn Digerierung und Kristallisaticn in getrennten Stufen durchgeführt werden, findet die c;-sie ;auf;, üzw. Digerierungsstufe 3 bis 80 cü:@@ce:., vcz@!;;sweise 4 bis 16 Stunden bei einer Teira@er ü=r;r veii l-,wuirdtert,peratur (20 bis 25'C) bis 55°C sr.t. e.,@yw@ ist die Natur der in dieser Stufe noch nicht eindeutig geklärt, jedccli daß das System eine Art Pce:'r:i-i jsp: ozelj durchläuft, durch den die Res@aiiate;.@.e::r,:c fisr die Umwandlung in die gewl>nscl@te Z@,clitlis t in der zweiten Stufe, der Kristallisaticiissiufe, vorbereitet werden. Je nach der Art des herzusteae@:.i: Zeolitlis, der gewünschten Reinheit, der l;eal;tici:steiriperatur und -zeit und anderen Prozeßfal@tcreii kann jedoch die erste Stufe unter gewissen Bedingungen weggelassen werden. In der zweiten Stufe bzw. Kristallisationsstufe des Prozesses muß nicht unbedingt ein Reaktionsteilnehmergemisch der gleichen Zusammensetzung wie in der ersten Stufe gebraucht werden. So ist es möglich, innerhalb der Grenzen der für die Herstellung einer bestimmten Zeolithart vorgeschriebenen Zusammensetzungen Reaktionsteilnehmer und/oder möglicherweise andere Stoffe als Verarbeitungshilfsstoffe während einer oder beider Stufen oder zwischen den Stufen nach Belieben zuzusetzen. In der zweiten Stufe wird die Reaktionstemperatur vorzugsweise zwischen 75 und 100°C gehalten, bis sich Kristalle der gewünschten Art in situ bilden. Die Kristallisationszeit liegt gewöhnlich zwischen 1 und 40 Stunden, vorzugsweise zwischen 4 und 16 Stunden. Die Temperatur kann bei einem Wert bis zu 175'C gehalten werden, jedoch sind bei Anwendung von Temperaturen oberhalb von 100°C Druckgefäße erforderlich. Ferner besteht bei diesen Temperaturen die Neigung zur Bildung von unerwünschten Aluminosilicaten, wie Hydroxysodalith. Temperaturen unter 75°C erfordern übermäßig lange Reaktionszeiten. Bei Kristallisationszeiten unter 3 Stunden pflegt die Reinheit des Produkts gering zu sein, während Zeiten von mehr als 40 Stunden nicht zur gewünschten Zeolithart, sondern zur Bildung von anderen Aluminosilicaten führen.The digestion and crystallization of the shaped body can be carried out by treating the reaction system in a single stage or in two separate stages. The two-step process is usually preferred because it is easier to maintain a constant product purity, especially when large batches are required. If digestion and crystallization are carried out in separate stages, the c; -sie; auf ;, üzw. Digestion level 3 to 80 cü: @@ ce:., Vcz @! ;; s wise 4 to 16 hours with a Teira @ er ü = r; r veii l-, wuirdtert, temperature (20 to 25'C) up to 55 ° C sr.te, @ yw @ is the nature of the at this stage not yet clearly clarified, but that the system runs through a kind of Pce: 'r: ii jsp: ozelj through which the Res @ aiiate;. @. e :: r ,: c for the transformation into the selected Z @, clitlis t in the second stage, the crystallization stage, are prepared. Depending on the type of zeolite to be produced, the desired purity, the oil temperature and time and other process cases, the first stage can, however, be omitted under certain conditions. In the second stage or crystallization stage of the process it is not absolutely necessary to use a reactant mixture of the same composition as in the first stage. It is thus possible, within the limits of the compositions prescribed for the production of a particular type of zeolite, to add reactants and / or possibly other substances as processing aids during one or both stages or between the stages as desired. In the second stage, the reaction temperature is preferably kept between 75 and 100 ° C. until crystals of the desired type form in situ. The crystallization time is usually between 1 and 40 hours, preferably between 4 and 16 hours. The temperature can be kept at a value of up to 175 ° C, but pressure vessels are required when using temperatures above 100 ° C. Furthermore, at these temperatures there is a tendency to form undesirable aluminosilicates, such as hydroxysodalite. Temperatures below 75 ° C require excessively long reaction times. With crystallization times of less than 3 hours, the purity of the product tends to be low, while times of more than 40 hours do not lead to the desired type of zeolite, but to the formation of other aluminosilicates.

Nach der Kristallisation werden die Zeolithkörper von der Mutterlauge abgetrennt. Die abgetrennte Mutterlauge kann für die nächste Charge von geformten Gegenständen aus reaktionsfähigem Kaolin wiederverwendet werden, nachdem die Zussmmensetzung wieder auf die richtigen Werte gebracht wurde. Die Zeolithkörper werden dann gewaschen, bis das im Gleichgewicht mit dem Zeolith befindliche ablaufende Waschwasser einen pH-Wert zwischen 9 und 12 hat. Anschließend werden die Formkörper getrocknet, und zwar zweckmäßig mit zirkulierender Luft oder in einem Umluftofen bei einer Temperatur zwischen 25 und 150°C. Zur Identifizierung des Produkts durch Röntgenstrahlenbeugung und chemische Analyse ist diese Trocknung ausreichend. Die Identifizierung des Produkts durch Adsorptionsmessungen erfordert eire vorherige Aktivierung bzw. Entwässerung, die später beschrieben wird.After crystallization, the zeolite bodies are removed from the mother liquor severed. The separated mother liquor can be used for the next batch of shaped Articles made of reactive kaolin can be reused after the composition has been brought back to the correct values. The zeolite bodies are then washed, until the washing water running off is in equilibrium with the zeolite Has a pH between 9 and 12. The shaped bodies are then dried, and although expedient with circulating air or in a convection oven at one temperature between 25 and 150 ° C. To identify the product by X-ray diffraction and chemical analysis, this drying is sufficient. The identification of the product due to adsorption measurements requires prior activation or dehydration, which will be described later.

Kräftiges Rühren des Gemisches der Reaktionsteilnehmer während der Digerier ung und Kristallisation ist nicht erforderlich. Es genügt, die umgebende Lauge während der Reaktion langsam um die Formkörper zu führen. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden auch unter ruhenden Bedingungen erzielt.Vigorously stir the mixture of reactants during the Digestion and crystallization are not required. Suffice it to the surrounding Caustic solution slowly to guide the moldings during the reaction. Excellent results were also achieved under dormant conditions.

Zur Charakterisierung der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Zeolithformkörper wurde wenigstens eine Röntgenstrahlenbeugungslinie für jedes Zeolithprodukt ermittelt. Aus diesen Linien wurden die vorhandenen Kristallarten identifiziert. Bei Durchführung entsprechender Kontrollbestimmungen (Bezugszeolithe im gleichen Hydratisierungszustand am gleichen Tage) konnte die prozentuale Zusammensetzung durch Vergleich der Intensitäten bestimmter Röntgenstrahlenlinien in der Probe mit den Intensitäten der gleichen Linien in der Bezugsprobe ermittelt werden. Die nach der Röntgenstrahlenmethode ermittelten Werte der Reinheit liegen gewöhnlich niedriger als die durch Adsorptionsmessungen bestimmten Reinheitswerte. In Anbetracht dieser Differenz, deren Grund nicht ganz klar ist, sind die hier angegebenen, nach der Röntgenstrahlenmethode ermittelten Werte der Produktreinheit Mindestwerte. Die Ausdrücke »Produktreinheit« in Prozent und »Produktzusammensetzung« in Prozent werden wie folgt definiert, wenn ihnen die obengenannte Röntgenanalyse zugrunde liegt: S' . 100 = prozentuale Produktreinheit, s2 wobei S, = Summe der Intensitäten geeigneter Röntgenstrahlenlinien, gemessen an der Probe, S2 = Summe der Intensitäten der gleichen Röntgenstrahlenlinien, gemessen an der Bezugsprobe. Die Adsorptionsmessungen an Proben der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Produkte wurden in einem Adsorptionssystem nach McB a i n vorgenommen. Vor der Durchführung der Adsorptionsmessungen muß der kristalline Zeolithkörper durch Erhitzen - vorzugsweise bei vermindertem Druck -, z. B. bei 350°C und einem Druck von weniger als 0,1 mm Hg, aktiviert bzw. entwässert werden. Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Körper aus aktiviertem Zeolith weisen als Molekularsiebe die Eigenschaften auf, die für die jeweiligen Zeolitharten charakteristisch sind. Die Bezugsproben, nach denen die relative Reinheit der Zeolithformkörper bestimmt wurde, waren sehr reine Proben der entsprechenden Zeolitharten, die nach bekannten Synthesemethoden in Pulverform hergestellt worden waren. Die hier gebrauchten Ausdrücke »Produktreinheit« in Prozent und »Produktzusammensetzung« in Prozent werden wie folgt definiert, wenn ihnen die Analyse durch Adsorptionsmessungen zugrunde liegt: - Wl - - 100 = prozentuale Produktreinheit, W2 wobei W1 = Gewicht der Adsorbatbeladung, gemessen an der aktivierten Probe, W2 = Gewicht der Beladung mit dem gleichen Adsorbat, gemessen an der aktivierten Bezugsprobe.To characterize the zeolite molded bodies obtained by the process according to the invention, at least one X-ray diffraction line was determined for each zeolite product. The types of crystal present were identified from these lines. When corresponding control determinations were carried out (reference zeolites in the same state of hydration on the same day), the percentage composition could be determined by comparing the intensities of certain X-ray lines in the sample with the intensities of the same lines in the reference sample. The purity values determined by the X-ray method are usually lower than the purity values determined by adsorption measurements. In view of this difference, the reason for which is not entirely clear, the values of product purity specified here, determined by the X-ray method, are minimum values. The terms "product purity" in percent and "product composition" in percent are defined as follows if they are based on the above-mentioned X-ray analysis: S '. 100 = percentage of product purity, s2 where S, = sum of the intensities of suitable X-ray lines measured on the sample, S2 = sum of the intensities of the same X-ray lines measured on the reference sample. The adsorption measurements on samples of the products obtained by the method according to the invention were carried out in an adsorption system according to McB ai n. Before carrying out the adsorption measurements, the crystalline zeolite body must be heated by heating - preferably at reduced pressure - e.g. B. at 350 ° C and a pressure of less than 0.1 mm Hg, activated or dehydrated. The bodies of activated zeolite produced by the process according to the invention have, as molecular sieves, the properties which are characteristic of the respective types of zeolite. The reference samples, according to which the relative purity of the zeolite shaped bodies was determined, were very pure samples of the corresponding types of zeolite which had been produced in powder form by known synthesis methods. The terms "product purity" in percent and "product composition" in percent used here are defined as follows if they are based on analysis by adsorption measurements: - Wl - - 100 = percentage product purity, W2 where W1 = weight of the adsorbate load, measured on the activated sample, W2 = weight of the load with the same adsorbate, measured on the activated reference sample.

Nach einer einfachen Methode werden massive Formen aus kaolinartigen Massen hergestellt, indem zuerst ein Brei bzw. eine Paste der kaolinhaltigen Mischung mit so viel Wasser bereitet wird, daß die zum Strangpressen durch eine Düse gewünschte Konsistenz erhalten wird. Es kann zweckmäßig sein, vor der Formung geringe Mengen anderer Stoffe, wie Gleitmittel, Strangpreßhilfsstoffe, Gelier- bzw. Verdickungsmittel und oberflächenaktive Mittel, zuzumischen. Das Strangpressen ist eine einfache Methode, Formkörper gemäß der Erfindung herzustellen, besonders wenn große Mengen erforderlich sind.A simple method is used to make massive forms from kaolin-like Masses are made by first making a pulp or paste of the kaolin-containing mixture is prepared with so much water that the desired for extrusion through a nozzle Consistency is obtained. It may be useful to add small amounts before molding other substances such as lubricants, extrusion auxiliaries, gelling or thickening agents and surfactants to be mixed. Extrusion is a simple method Manufacture moldings according to the invention, especially when large quantities are required are.

Der Schlickerguß ist eine weitere Methode, nach der Zeolithkörper fast jeder gewünschten Form hergestellt werden können. Beispielsweise können Formen, wie Rohre, Zylinder und Trichter, geformt werden, indem Kaolin-Wasser-Aufschlämmungen bzw. Schlicker in entsprechende Formen gegossen werden. Man kann auch Tropfen des Kaolin-Wasser-Schlickers bilden, indem man den Schlicker durch ein Rohr auf eine Adsorptionsmittelplatte fallen läßt, um die oberflächliche Trocknung zu begünstigen. In diesem Fall werden perlförmige Massen von bienenkorbartiger Form erhalten.The slip casting is another method, after the zeolite body almost any shape desired can be made. For example, shapes like pipes, cylinders and funnels, are shaped by adding kaolin-water slurries or slip can be poured into appropriate molds. You can also drop the Kaolin-water slip is formed by passing the slip through a pipe onto a Drops adsorbent plate to promote superficial drying. In this case, pearl-shaped masses with a beehive-like shape are obtained.

Aufschlämmungen von kaolinitischen Tonen in Wasser können ferner einer Behandlung unterworfen werden, in der der größte Teil des Wassers entfernt wird, z. B. durch Filtration, worauf der feuchte Filterkuchen in Scheiben der gewünschten Dicke geschnitten wird. Diese Körper werden gemäß der Erfindung in den kristallinen Zeolith umgewandelt.Slurries of kaolinite clays in water can also be one Be subjected to treatment in which most of the water is removed, z. B. by filtration, whereupon the moist filter cake slices of the desired Thickness is cut. According to the invention, these bodies are in the crystalline Converted to zeolite.

Bei jeder der vielen Methoden, die zur Herstellung der Formkörper gemäß der Erfindung angewendet werden können, muß natürlich der Feuchtigkeitsgehalt der zu formenden Mischun - der Konsistenz angepaßt werden, die für die jeweilige Methode erforderlich ist. Beispielsweise haben Aufschlämmungen oder Schlicker für den Schlicker-uß einen verhältnismäßig hohen Wassergehalt, während eine Mischung, die in kugelförmige Teilchen, beispielsweise durch Rollen in einer Trommel, umzuwandeln ist, gewöhnlich einen etwas niedrigeren Wassergehalt hat, bei dem die Mischung die Form eines feuchten, zusammenhängenden Pulvers aufweist.In each of the many methods that are used to manufacture the moldings can of course be applied according to the invention, the moisture content to the mixture to be formed - the consistency can be adapted to the respective Method is required. For example, have slurries or slurries for the slip-uss has a relatively high water content, while a mixture, converting them into spherical particles, for example by rolling them in a drum is, usually has a slightly lower water content, at which the mixture the Has the form of a moist, cohesive powder.

Wenn ein verdichterter Köper, z. B. ein Kügelchen, aus Rohkaolin gebrannt wi, d, entsteht ein ziemlich dichter, fest zusammenhängender Körper aus reaktionsfähi-em Kaolin. Die Geschwindigkeit der Umwandlung eines solchen Körpers in den kristallinen Zeolith kann demgemäß etwas geringer sein, als sie für die Verfahrensführung in verhältnismäßig großem Maßstab gewünscht wird, oder der Grad der Umwandlung, d. h. die Produktreinheit, die mit diesen dichten Körpern selbst nach langer Digerierung und Kristallisation erzielt wird, kann zuweilen niedriger sein, als sie für die Verwendung dieser Körper als Adsorptionsmittel für gewisse Zwecke erforderlich ist. Wie bereits erwähnt, wurde gefunden, daß hohlraumbildende Substanzen vorteilhaft in die Kaolinmasse vor der Formung eingearbeitet werden können, um die Umwandlung in dein kristallinen Zeolith zu erleichtern, so daß der Körper aus reaktionsfähigem Kaolin für die während der Digerierungs- und Kristallisationsreaktionen hineindiffundierenden Reaktionsteilnehmer durchlässiger wird.When a compacted body, e.g. B. a bead made of raw kaolin wi, d, a fairly dense, firmly coherent body emerges from reactive em Kaolin. The rate of transformation of such a body into the crystalline Zeolite can accordingly be somewhat less than it is for the process in relatively large scale is desired, or the degree of conversion, i. H. the product purity that comes with these dense bodies even after long digestion and crystallization achieved may at times be lower than it is for that Use of this body as an adsorbent is required for certain purposes. As mentioned earlier, it has been found that cavity-forming substances are beneficial Can be incorporated into the kaolin mass before molding to achieve the transformation in your crystalline zeolite to ease, so that the body is made of reactive Kaolin for the diffusing in during the digestion and crystallization reactions Reactant becomes more permeable.

Durch Einarbeitung der genannten Streckmittel in Massen aus Rohkaolin wird die Reinheit des gebildeten Zeolithkörpers erheblich verbessert. Pulverförmiges Rohkaolin wird mit einem oder mehreren feinteiligen Streckmitteln innig gemischt, bis ein im wesentlichen gleichmäßiges Gemisch von Kaolin und Streckmittel erhalten wird. Als brennbare Streckmittel können im Verfahren gemäß der Erfindung beispielsweise verwendet werden: Sägemehl, gemahlene Kohle, Ruß, gemahlener Koks, Methyl- oder Äthylcellulose oder andere organische Harze, Holzmehl, Stärke u. dgl. Gute Ergebnisse wurden mit Streckmittelmengen bis zu 50 Gewichtsprozent in Kaolinformkörpern erhalten, jedoch werden 1 bis 30 Gewichtsprozent Streckmittel bevorzugt, da durch größere Mengen die Dichte des umgewandelten Zeolithkörpers verringert wird mit der Folge, daß das volumetrische Adsorptionsvermögen entsprechend gesenkt wird. Das volumetrische Adsorptionsvermögen kann mit Hilfe eines »Kapazitätsfaktors« bewertet werden, der das Produkt der Dichte des Zeolithkörpers und der prozentualen Reinheit dieses Körpers darstellt.By incorporating the stated extenders in bulk from raw kaolin the purity of the zeolite body formed is considerably improved. Powdery Raw kaolin is intimately mixed with one or more finely divided extenders, until a substantially uniform mixture of kaolin and extender is obtained will. As combustible extenders in the process according to the invention, for example can be used: sawdust, ground coal, soot, ground coke, methyl or Ethyl cellulose or other organic resins, wood flour, starch, and the like. Good results were obtained with extender amounts of up to 50 percent by weight in kaolin moldings, however, 1 to 30 percent by weight of the extender is preferred because it is larger Quantities the density of the converted zeolite body is reduced with the result, that the volumetric adsorption capacity is reduced accordingly. The volumetric Adsorptive capacity can be assessed with the help of a »capacity factor«, the the product of the density of the zeolite body and the percent purity of that body represents.

Die Werte in Tabelle II veranschaulichen diesen Aspekt der Erfindung. Sie wurden an Produkten ermittelt, die wie folgt hergestellt wurden: Mehrere Arten von Streckmitteln wurden einzeln in Kaolinproben eingearbeitet. Die Mischungen wurden zu Kügelchen geformt und bei 700°C gebrannt, wobei reaktionsfähiger Kaolin gebildet wurde, der für Reaktionszeiten von 1 bis 5 Tagen in entsprechenden Reaktionssystemen gehalten wurde, um Kügelchen zu bilden, die kristallinen Natrium-Zeolith A enthielten. Aus Tabelle 1I ist ersichtlich, daß in den Fällen, in denen kein Streckmittel verwendet wurde, die Produkte etwa 60 °/o Natrium-Zeolith A enthielten, während die Kügelchen, in die unterschiedliche Gewichtsmengen Kohlenstoff und Ruß eingearbeitet worden waren, erhöhte Reinheit aufwiesen.The values in Table II illustrate this aspect of the invention. They were determined on products that were manufactured as follows: Several types of extenders were individually incorporated into kaolin samples. The mixes were Shaped into spheres and fired at 700 ° C, forming reactive kaolin was that for response times from 1 to 5 days in corresponding Reaction systems held to form spheres containing crystalline sodium zeolite A contained. From Table 1I it can be seen that in those cases where no extender was used, the products contained about 60% sodium zeolite A while the spheres, in which different amounts of weight carbon and soot are incorporated had increased purity.

Die verwendbaren brennbaren Verdünnungsmittel müssen bei 600°C, d. h. der Mindestbrenntemperätur, die angewendet wird, um den Kaolin in den reaktionsfähigen Zustand zu überführen, an der Luft oder in sauerstoffhaltigen Atmosphären verbrennen. Tabelle II Kügelchen- Streckmittel* Reaktionszeit °/o Zeolith A öße, mm Tage im Produkt 4,8 - 1 59 4,8 - 4 62 4,8 5 % Kohle 1 76 4,8 20 °/o Kohle 1 82 1,6 7 °/o Ruß 1 71 1,6 7 °/o Ruß 4 87 1,6 20°/o Kohle 2 86 1,6 10 11/0 Kohle 5 87 * Bezogen auf das Gewicht der trockenen Mischung. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden Körper aus Mischungen von pulverförmigem Rohkaolin und reaktionsfähigem Kaolin geformt und dann gebrannt, um praktisch das gesamte kaolinartige Material im Formkörper in reaktionsfähigen Kaolin zu überführen. Bevorzugt werden Mischungen von Rohkaolin und reaktionsfähigem Kaolin, die wenigstens 10 Gewichtsprozent reaktionsfähigen Kaolin enthalten. Diese reaktionsfähigen Körper werden mit geeigneten Laugen in Berührung gebracht und umgesetzt, bis sich Kristalle in situ bilden. Die Verwendung von Mischungen aus Rohkaolin und reaktionsfähigem Kaolin ermöglicht im Falle von Natrium-Zeolith A Produktreinheiten von wenigstens 90 °/o. Veranschaulicht wird dies durch die Werte in Tabelle III. Hierbei wurden Pellets von 4,8 mm Durchmesser durch Strangpressen aus verschiedenen Mischungen von Rohkaolin und reaktionsfähigem Kaolin geformt und 16 Stunden bei 700°C gebrannt, wobei die Formkörper in den reaktionsfähigen Zustand übergeführt wurden. Tabelle III Reaktionsfähiger Kaolin Natrium-Zeolith A in Mischung mit Rollkaolin d) im Produkt d), b), o) °!o °/o 0 62 10 60 20 90 40 92 60 89 80 87 a) Röntgenanalyse b) Zusammensetzung des Reaktionsgemisches: Na2O : Si02 = 1,4 SiO2: Al--03 = 2,0 H20: Na20 = 40 Reaktionsbedingungen: Digerierung 3 Tage bei Raumtemperatur. Kristallisation 1 Tag bei 100°C. dl Bezogen auf das Gewicht der trockenen Mischung. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Zeolithkörper von hoher Reinheit aus einer Mischung eines entweder rohen oder reaktionsfähigen Kaolinmaterials mit feinen Zeolithkristallen hergestellt. Die Einarbeitung von kristallinem Zeolith in Kaolin, insbesondere Rohkaolin, vor dem Formen ergibt günstige Verarbeitungsbedingungen, z. B. eine verhältnismäßig kurze Gesamtverarbeitungszeit, und ein sehr zufriedenstellendes Produkt vom Standpunkt der Reinheit, Adsorptionseigenschaften und physikalischen Eigenschaften.The combustible diluents that can be used must burn in air or in an oxygen-containing atmosphere at 600 ° C, ie the minimum burning temperature that is used to convert the kaolin into a reactive state. Table II Bead Extender * Reaction Time ° / o Zeolite A size, mm days in product 4.8 - 1 59 4.8-4 62 4.8 5 % coal 1 76 4.8 20 ° / o coal 1 82 1.6 7% carbon black 1 71 1.6 7% carbon black 4 87 1.6 20 ° / o coal 2 86 1.6 10 11/0 87 Carbon 5 * Based on the weight of the dry mixture. In another embodiment of the invention, bodies are formed from mixtures of powdered raw kaolin and reactive kaolin and then burned in order to convert practically all of the kaolin-like material in the molded body into reactive kaolin. Mixtures of raw kaolin and reactive kaolin which contain at least 10 percent by weight of reactive kaolin are preferred. These reactive bodies are brought into contact with suitable alkalis and reacted until crystals form in situ. The use of mixtures of raw kaolin and reactive kaolin enables product purities of at least 90% in the case of sodium zeolite A. This is illustrated by the values in Table III. Here, pellets with a diameter of 4.8 mm were extruded from various mixtures of raw kaolin and reactive kaolin and fired for 16 hours at 700 ° C., the molded bodies being converted into the reactive state. Table III Reactive kaolin sodium zeolite A. mixed with roll kaolin d) in product d), b), o) °! O ° / o 0 62 10 60 20 90 40 92 60 89 80 87 a) X-ray analysis b) Composition of the reaction mixture: Na2O: Si02 = 1.4 SiO2: Al-03 = 2.0 H20: Na20 = 40 Reaction conditions: Digestion for 3 days at room temperature. Crystallization for 1 day at 100 ° C. dl Based on the weight of the dry mixture. In a further embodiment of the invention, high purity zeolite bodies are made from a mixture of either crude or reactive kaolin material with fine zeolite crystals. The incorporation of crystalline zeolite in kaolin, especially raw kaolin, before molding results in favorable processing conditions, e.g. A relatively short total processing time, and a very satisfactory product from the standpoint of purity, adsorption properties and physical properties.

Der in diesem Fall verwendete kristalline Zeolith kann von der gleichen Art sein, die im Formkörper nach der Kristallisation gewünscht wird. Verwendbar ist auch ein anderer Typ, der eine ähnliche Kristallstruktur, aber ein anderes Si02 : A1203-Verhältnis oder eine andere Kationenzusammensetzung aufweist, oder ein anderer Typ, der eine andere Kristallstruktur und Kationenzusammensetzung hat. Der in die zu formende Mischung eingearbeitete Zeolith kann selbst aus reaktionsfähigem Kaolin oder aus Reaktionsteilnehmern, wie Alkalisilicat, Kieselsäuregel, kolloidales Kieselsäuresol, Alkalialuminat, Aluminiumoxyd und Alkalihydroxyd, hergestellt sein. Ferner kann ein natürlicher Zeolith, der entweder die gleiche oder eine andere Kristallstruktur hat, in die zu formende Mischung eingearbeitet werden, wenn er verfügbar ist. Beispielsweise können Erionit- oder Chabasitkristalle einer Mischung zugegeben werden, aus der Zeolith A kristallisiert werden soll, oder Faujasitkristalle können in eine Mischung eingearbeitet werden, aus der Zeolith X oder Y zu kristallisieren ist. Bei der Bestimmung der Mengen an Reaktionsteilnehmern, die gebraucht werden, um die richtigen Werte von a, b und c zu erhalten, wird die Zusammensetzung des zugesetzten Zeoliths nicht berücksichtigt. Wenn ein Gemisch aus kaolinitischem Ton, pulverförmigem kristallinem Zeolith und Alkalihydroxyd zur Herstellung der Formkörper verwendet wird, ist der Zeolith vorzugsweise der gleiche, wie er als Endprodukt gewünscht wird.The crystalline zeolite used in this case may be the same Be the type that is desired in the shaped body after crystallization. Usable is also another type that has a similar crystal structure but a different Si02 : A1203 ratio or another cation composition, or another Type that has a different crystal structure and cation composition. The one in the To be formed mixture incorporated zeolite can itself be made from reactive kaolin or from reactants, such as alkali silicate, silica gel, colloidal silica sol, Alkali aluminate, aluminum oxide and alkali hydroxide. Furthermore can a natural zeolite that has either the same or a different crystal structure has to be incorporated into the mixture to be formed, if it is available. For example Erionite or Chabazite crystals can be added to a mixture from which Zeolite A is to be crystallized, or faujasite crystals can be used in a mixture are incorporated, from which zeolite X or Y is to be crystallized. In determining the amounts of respondents needed to get the correct values of a, b and c, the composition of the added zeolite will not considered. When a mixture of kaolinitic clay, powdery crystalline Zeolite and alkali hydroxide is used to produce the molded body, is the Zeolite is preferably the same as that desired as the end product.

Die Natriumhydroxydmenge, die einem zu formenden kaolinitischen Ton zugegeben wird, wird im Falle von Zeolith A vorzugsweise so gewählt, daß ein Molverhälinis Na20: Si02 von 0,1 bis 0,7 erhalten wird. Beispielsweise wurde von Zeolith A in Perlform, hergestellt durch Rollen in einer Trommel aus reaktionsfähigem Kaolin, Wasser und einer solchen NaOH-Menge, daß das Na2O : Si0,-Verhältnis 0,6 betrug, 20,2 Gewichtsprozent Sauerstoff bei 100 mm Hg und -183°C adsorbiert. Dies ist ein Anzeichen für ein Produkt von hoher Reinheit. Wenn bei der Herstellung einer anderen Charge das Molverhältnis Na20 : SiO, auf 0,75 erhöht wurde, enthielt die erhaltene perlförmige Masse 65 °/o Zeolith A und etwas Hydroxysodalith. Die Bildung des letzteren - zuweilen zusammen mit anderen Aluminosilicaten - pflegt bei Na20 : Si02-Verhältnissen, die etwas über dem stöchiometrischen Verhältnis liegen, stattzufinden. Im allgemeinen wird eine Alkalihydroxydmenge, die gleich oder niedriger ist als der stöchiometrische Wert für den Zeolithkristall, bevorzugt, um Produkte von höchster Qualität zu erhalten und etwaige thermische Effekte, die sich aus dem Mischen des kaolinhaltigen Materials mit dem Hydroxyd ergeben, weitgehend auszuschalten. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Zeolith A eine NaOH-Menge, die 0,1 bis 0,5 Mol Na,0 pro Mol Kieselsäure äquivalent ist. bevorzugt, wobei der genaue Wert in diesem Bereich zum Teil von der Gesamtzusammensetzung des jeweiligen Reaktionsgemisches abhängt. Ein Bereich von 0,1 bis 0,3 Mol Na2O pro Mol SiOE wird besonders bevorzugt, wenn zusätzlich ein pulverförmiger Zeolith in das zu formende Gemisch eingearbeitet wird.The amount of sodium hydroxide in a kaolinitic clay to be formed is added, is preferably chosen in the case of zeolite A so that a molar ratio Na 2 O: SiO 2 from 0.1 to 0.7 is obtained. For example, zeolite A in Pearl shape, made by rolling in a drum made of reactive kaolin, Water and such an amount of NaOH that the Na2O: SiO, ratio was 0.6, Adsorbed 20.2 percent by weight oxygen at 100 mm Hg and -183 ° C. This is a Signs of a product of high purity. If in making another Batch the molar ratio Na 2 O: SiO, increased to 0.75, contained the one obtained pearl-shaped mass 65% zeolite A and some hydroxysodalite. The formation of the latter - sometimes together with other aluminosilicates - maintains a Na20: Si02 ratio, which are slightly above the stoichiometric ratio to take place. In general becomes an amount of alkali hydroxide equal to or lower than the stoichiometric one Value for the zeolite crystal, preferred to get the highest quality products and any thermal effects resulting from the mixing of the kaolin-containing material result with the hydroxide to largely switch off. For example, the Manufacture of zeolite A an amount of NaOH containing 0.1 to 0.5 mol of Na.0 per mol of silica is equivalent. preferred, the exact value in this range being in part of the Overall composition of the respective reaction mixture depends. A range of 0.1 to 0.3 moles of Na2O per mole of SiOE is particularly preferred if In addition, a powdered zeolite is incorporated into the mixture to be formed.

Unter die Erfindung fällt außerdem die Herstellung von Körpern aus kristallinem Zeolith durch Verwendung eines Ausgangsgemisches, das eine Kationenform (die eine andere ist als das anschließend bei der Herstellung des Reaktionssystems für die Digerierung und Kristallisation verwendete Kation) des Zeoliths und Rohkaolins und/oder reaktionsfähigen Kaolins enthält. Beispielsweise ist es möglich, durch Einarbeitung eines kaliumausgetauschten Zeoliths in kaolinhaltiges Material und Kristallisation des daraus hergestellten Formkörpers in einem Reaktionssystem, das Natriumionen enthält, einen kristallinen Natrium-Kalium-Zeolith-Körper herzustellen. Gleichzeitig kann auch während der Digerierungs-Kristallisations-Reaktionen in gewissem Umfange ein Ionenaustausch zwischen Kalium und Natrium stattfinden.The invention also includes the manufacture of bodies crystalline zeolite by using a starting mixture that has a cation form (which is different from that subsequently in the preparation of the reaction system cation used for digestion and crystallization) of the zeolite and crude kaolin and / or reactive kaolin. For example, it is possible through Incorporation of a potassium-exchanged zeolite into kaolin-containing material and Crystallization of the molded body produced therefrom in a reaction system which Contains sodium ions to create a crystalline sodium potassium zeolite body. At the same time during the digestion-crystallization reactions to a certain extent Extensive ion exchange will take place between potassium and sodium.

Der pulverförmige Kaolin und der kristalline Zeolith werden zusammen mit anderen Zusätzen, die gegebenenfalls für den herzustellenden Zeolith erforderlich oder zur Beschleunigung der Verarbeitung erwünscht sind, gemischt. Aus diesem Gemisch werden Körper der gewünschten Form und Größe auf die bereits beschriebene Weise geformt. Wenn Rohkaolin verwendet wird, werden die Formkörper anschließend gebrannt, um den Rohkaolin in reaktionsfähigen Kaolin umzuwandeln. Wegen der Anwesenheit des kristallinen Zeoliths im Formkörper muß jedoch die Temperatur zur Behandlung des Rohkaolins unterhalb der Grenze liegen, bis zu der der Zeolith thermisch stabil ist. Beispielsweise darf im Falle der Zeolithe A, X und Y die Brenntemperatur nicht über 700°C liegen; vorzugsweise wird in diesen Fällen eine Temperatur zwischen 600 und 650°C angewendet. Die Formkörper werden mit einer wäßrigen Lauge in Berührung gebracht, die Alkalihydroxyd und etwaige andere Bestandteile enthält, wie Kieselsäure und Aluminiumoxyd, die erforderlich sind, um die gewünschte Zusammensetzung des Gesamtreaktionssystems, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde - R,0: SiO2, Si02 : AI203 und HZO : R,0, wobei R Alkalimetall bedeutet -, einzustellen. Anschließend wird das Reaktionssystem digeriert und kristallisiert, wobei die Kaolinkörper in Körper aus praktisch reinem kristallinem Zeolith umgewandelt werden.The powdered kaolin and the crystalline zeolite become together with other additives that may be required for the zeolite to be produced or are desired to speed up processing. From this mixture become bodies of the desired shape and size in the manner already described shaped. If raw kaolin is used, the moldings are then burned, to convert the raw kaolin into reactive kaolin. Because of the presence of the crystalline zeolite in the molding, however, the temperature for the treatment of the Raw kaolins lie below the limit up to which the zeolite is thermally stable is. For example, in the case of zeolites A, X and Y, the firing temperature must not be used are above 700 ° C; a temperature between 600 is preferred in these cases and 650 ° C applied. The shaped bodies are brought into contact with an aqueous lye brought, which contains alkali hydroxide and any other components, such as silica and alumina, which are required to obtain the desired composition of the Overall reaction system, expressed in molar ratios of the oxides - R, 0: SiO2, Si02 : AI203 and HZO: R, 0, where R means alkali metal - to set. Afterward the reaction system is digested and crystallized, with the kaolin bodies in Bodies are converted from practically pure crystalline zeolite.

Bei der Herstellung des zu formenden Gemisches kann die darin eingearbeitete Zeolithmenge zwischen 5 und 80 Gewichtsprozent liegen. Wenn kein Alkalihydroxyd in der zu formenden Mischung verwendet wird, bevorzugt man 30 bis 80 Gewichtsprozent Zeolith. Wenn weniger als 30 % Zeolith gebraucht werden, wird die Zeit, die erforderlich ist, um den aus Zeolith und reaktionsfähigem Kaolin bestehenden Körper in den Digerierungs- und Kristallisationsreaktionen in den Zeolith umzuwandeln, übermäßig lang, und der Grad der Umwandlung sinkt.During the preparation of the mixture to be molded, the amount of zeolite incorporated therein can be between 5 and 80 percent by weight. If no alkali hydroxide is used in the mixture to be formed, 30 to 80 percent by weight zeolite is preferred. If less than 30 % zeolite is used, the time required to convert the zeolite-reactive kaolin body to the zeolite in the digestion and crystallization reactions becomes excessive and the degree of conversion decreases.

Wenn Alkalihydroxyd in der zu formenden Mischung verwendet wird, pflegen Zeolithmengen über 400/() eine Abnahme der Dichte des Endprodukts bei entsprechender Verschlechterung des volumetrischen Adsorptionsfaktors zu bewirken. Zur Erzielung eines Produkts von besonders hoher Reinheit werden Mengen an zugesetztem Natrium-Zeolith A in Pulverform von 40 bis 60 Gewichtsprozent bevorzugt. Wenn die zugesetzte Menge an pulverförmigem Natrium-Zeolith A 60 Gewichtsprozent erheblich übersteigt, werden ebenso gute Umwandlungen erzielt, aber aus wirtschaftlichen Gründen ist die Handhabung von bereits synthetisiertem Zeolithpulver in einem zweiten Prozeß nicht erwünscht. Vorzugsweise wird ein zu gleichen Teilen aus Rohkaolin und Natrium-Zeolith A in Pulverform bestehendes Gemisch verwendet, um so Formkörper herzustellen, die ein verbessertes volumetrisches Adsorptionsvermögen und gute physikalische Eigenschaften aufweisen.If alkali hydroxide is used in the mixture being molded, take care of it Zeolite amounts over 400 / () a decrease in the density of the end product with corresponding To cause deterioration in the volumetric adsorption factor. To achieve of a product of particularly high purity will be amounts of sodium zeolite added A in powder form from 40 to 60 percent by weight is preferred. When the amount added of powdered sodium zeolite A significantly exceeds 60 percent by weight equally good conversions are obtained, but for economic reasons the handling is of already synthesized zeolite powder in a second process is not desirable. Preferably, a raw kaolin and sodium zeolite A in equal parts Powder form existing mixture used in order to produce molded articles that a improved volumetric adsorption capacity and good physical properties exhibit.

Der pulverförmige Zeolith und Rohkaolin werden beispielsweise im Kollergang gemischt und auf die beschriebene Weise in die gewünschte Form gebracht. Nach dem Formen werden die Körper auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20 Gewichtsprozent, gewöhnlich von 10 bis 15 Gewichtsprozent, gebracht und 30 bis 60 Minuten bei 625 bis 650°C gebrannt, um die Kaolinkomponente in reaktionsfähigen Kaolin umzuwandeln.The powdered zeolite and raw kaolin are, for example, in a pan mill mixed and brought into the desired shape in the manner described. After this Will mold the body to a moisture content of less than 20 percent by weight, usually from 10 to 15 weight percent, brought and 30 to 60 minutes at 625 Fired up to 650 ° C to convert the kaolin component into reactive kaolin.

Zur Herstellung von Formkörpern aus Zeolith A unter Verwendung von Gemischen aus Rohkaolin und 40 bis 60 Gewichtsprozent pulverförmigem Natrium-Zeolith A wird folgende Zusammensetzung des Gesamtreaktionsgemisches bevorzugt: Na20 : Si02 = 0,8 bis 1,4 Si02 : A1203 - 2 H20: Na20 = 30 bis 60 Gegebenenfalls kann die Digerierung unter Verwendung eines Reaktionsgemisches durchgeführt werden, dessen Zusammensetzung etwas anders ist als die der anschließend in der Kristallisationsstufe verwendeten Mischung. Die Einstellung der Zusammensetzung des Reaktionsgemisches zwischen Digerierungs- und Kristallisationsstufe wird zweckmäßig durch Zusatz geeigneter Lösungen, z. B. von Laugen, vorgenommen. In Tabelle IV sind die Verfahrensbedingungen für Natrium-Zeolith A als Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung aufgeführt. Der bereits erläuterte Ausdruck »Kapazitätsfaktor« stellt ein Mittel dar, das volumetrische Adsorptionsvermögen von Adsorptionsmittelkörpern zu vergleichen. Die Kenntnis dieser Werte ist vorteilhaft bei der Wahl und Konstruktion von technischen Adsorptionsanlagen. Zum Vergleich sei angegeben, daß bekannte Formkörper, die durch Formen von pulverförmigem Natriu:n-Zeolith A mit Ton als Bindemittel hergestellt werden, einen Kapazitätsfaktor von etwa 0,56 aufweisen. Aus den Werten in Tabelle IV ist ersichtlich, daß nach dem Verfahren gemäß der Eritndung her _gestellte Formkörper aus Natrium-Zeolith A von hoher Reinheit Kapazitätsfaktoren aufweisen, die bis zu 30°/o höher sind als die der mit Ton als Bindemittel hergestellten Molekularsiebkörper. Es wird dem Fachmain auf dem Adsorptionsgebiet eifeuchten, daß eine derartige Erhöhung des volumetrise hen Adsorptionsvermögens einen erwünschten Anstieg des Gesamt-Adsorptionsvermögens pro Einheit des gepackten Volumens des Adsorptionssystems bedeutet oder umgekehrt eine erhebliche Verringerung der Anlagengröße gegenüber der normalerweise erforderlichen Größe ermöglicht.For the production of moldings from zeolite A using Mixtures of raw kaolin and 40 to 60 percent by weight of powdered sodium zeolite A, the following composition of the overall reaction mixture is preferred: Na 2 O: SiO 2 = 0.8 to 1.4 Si02: A1203-2 H20: Na20 = 30 to 60 If necessary, digestion can be carried out be carried out using a reaction mixture whose composition is slightly different from that used subsequently in the crystallization stage Mixture. The adjustment of the composition of the reaction mixture between digestion and crystallization stage is expedient by adding suitable solutions, e.g. B. of alkalis. In Table IV are the process conditions for sodium zeolite A as an example of a preferred embodiment of the method according to the invention listed. The expression "capacity factor" already explained represents a means represents comparing the volumetric adsorptive capacity of adsorbent bodies. Knowing these values is advantageous when choosing and designing technical Adsorption systems. For comparison, it should be noted that known moldings, which by Forms of powdered sodium: n-zeolite A with clay as a binder will have a capacity factor of about 0.56. From the values in table IV it can be seen that molded bodies produced by the process according to the invention of high purity sodium zeolite A have capacity factors up to 30% higher than those of the molecular sieve bodies made with clay as a binder. It will be apparent to those skilled in the adsorption art that such an increase of the volumetric adsorptive capacity a desired increase in the total adsorptive capacity means per unit of the packed volume of the adsorption system, or vice versa a significant reduction in the size of the installation compared to what is normally required Size allows.

Es wurde festgestellt, daß bei Herstellung der Formkörper aus Alkalihydroxyd, kaolinitischem Ton und pulverförmigem Natrium-Zeolith A die Umwandlung der Körper in kristalline Zeolithe besser ist, wenn das Digerierungssystem alkalischer ist, d. h. ein niedrigeres H20: Na20-Verhältnis aufweist, als das Kristalli sationssystem. Dies ist aus Tabelle V ersichtlich. Tabelle IV Vorgeformte Natrium-Zeolith-A-Pelletsd) aus Gemischen von Rohkaolin und Natriuin-Zeolith A Zeolithpulver Kristallisations- Reinheit I Kapazitätsfaktor im Gemisch d) Digerierungszeit d) Kristallisationzeit b) temperatur des Produkts Gewichtsprozent Stunden Stunden °C 40 16 8 100 93 0,76 40 16 8 75 84 - 50 4 4 100 92 0,73 50 16 4 100 93 0,73 50 8 6 100 91 0,73 50 16 8 100 91 0,74 60 I 16 8 100 95 - a) Stränge von 3 mm Durchmesser, gebrannt bei 650°C vor der Digerierung. b) Zusammensetzung des Reaktionsgemisches für die Digerierung (bei Raumtemperatur) und Kristallisation: Na20 : Si02 = 1,2 SiO2: A1203 = 2,0 H20: Na20 = 40 (bezogen auf den Gehalt an reaktionsfähigem Kaolin) c) Bezogen auf die Adsorption von Sauerstoff bei -183°C und 100 mm Hg sowie auf Röntgenstrahlenanalysen. d) Bezogen auf das Gewicht der trockenen Mischung. Tabelle V Herstellung a) von vorgeformten Körpern aus Natrium-Zeolith-A-Pulver, reaktionsfähigem Kaolin und NaOH Zusammensetzung) des Produkt- Gemisches vor der Formung ) Reinheit Gemisches Kapazitäts- Zeolith Reaktionsfähiger Zusammensetzung des Rk: Gemisches Natrium- faktor Gewichts- Kaolin Zeit Temperatur , Zeolith A b) prozent I Gewichtsprozent Stunden "C Na; O : Si02 SiO2 : A1203 H20: Na20 10 90 0 - - - - 78 0,64 4 Raum- 0,8 2,0 40 84 0,68 temper atur 2 45 0,8 2,0 20 91 0,70 4 45 0,8 2,0 i 20 92 0,72 15 85 4 Raum- 0,8 2,0 20 92 0,71 teinperatur 20 80 0 - - - - 81 0,62 4 Raum- 0,8 ( 2,0 20 90 0,68 16 temperatur 0,8 2,0 ' 20 94 - 4 45 0,8 2,0 20 92 0,72 16 45 0,8 2,0 20 95 0,72 24 45 0,8 2,0 20 92 0,72 25 75 0 - - - - 82 0,66 4 Raum- 0,8 I 2,0 20 92 0,70 temperatur 30 ! 70 4 45 0,8 I 2,0 I 20 90 0,73 a) Durchführung der Kristallisation für 4 Stunden bei 100°C unter Verwendung eines Reaktionssystems folgenderZusammensetzung: Na20 : Si03 = 0,8 SiO2: A1203 = 2,0 H20: Na2O = 40 b) Ermittelt durchAdsorption von Sauerstoff bei -183°C und 100 mm Hg sowie Röntgenstrahlenanalysen. c) Ausschließlich Wassergehalt von etwa 30°io; einschließlich Laue entsprechend 0,15 Na20: Si0, d) Durch Strangpressen hergestellte Pellets von 1,6 und 3,2 mm Durchmesser. Gemäß der Erfindung können mit kaolinitischem Ton als Bindemittel hergestellte Agglomerate von Molekularsiebpulver, die bei einer Temperatur oberhalb von 575°C, gewöhnlich bei etwa 650°C gebrannt worden sind, auf die beschriebene Weise als Bestandteil der in den kristallinen Zeolith umzuwandelnden Formkörper verwendet werden. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Formkörper aus Natrium-Zeolith A adsorbieren nach der Aktivierung bzw. Dehydratation gewöhnlich wenigstens 19 Gewichtsprozent Sauerstoffbei -183°C und 100 mm Hg, häufig wenigstens 21 Gewichtsprozent Sauerstoff', gemessen unter den gleichen Bedingungen. Im Vergleich hierzu beträgt als typischer Wert das Sauerstoff Adsorptionsvermögen von mit Ton als Bindemittel hergestellten Pellets von Natrium-Zeolith A nach der Aktivierung etwa 18,5 Gewichtsprozent bei -183'C und 100 mm Hg.It has been found that when the moldings are made from alkali hydroxide, kaolinitic clay and powdered sodium zeolite A, the conversion of the bodies into crystalline zeolites is better if the digestion system is more alkaline, ie has a lower H2O: Na20 ratio than the crystallization system . This can be seen in Table V. Table IV Preformed sodium zeolite A pelletsd) from mixtures of raw kaolin and sodium zeolite A. Zeolite powder crystallization purity I capacity factor in the mixture d) digestion time d) crystallization time b) temperature of the product Weight percent hours hours ° C 40 16 8 100 93 0.76 40 16 8 75 84 - 50 4 4 100 92 0.73 50 16 4 100 93 0.73 50 8 6 100 91 0.73 50 16 8 100 91 0.74 60 I 16 8 100 95 - a) Strands of 3 mm in diameter, calcined at 650 ° C before digestion. b) Composition of the reaction mixture for digestion (at room temperature) and crystallization: Na 2 O: SiO 2 = 1.2 SiO2: A1 2 03 = 2.0 H20: Na20 = 40 (based on the content of reactive kaolin) c) Based on the adsorption of oxygen at -183 ° C and 100 mm Hg and on X-ray analyzes. d) Based on the weight of the dry mix. Table V Production a) of preformed bodies from sodium zeolite A powder, reactive kaolin and NaOH Composition) of the product Mixture before molding) purity Mixture Capacity Zeolite Reactive composition of Rk: Mixture of sodium factor Weight kaolin time temperature, zeolite A b) percent I percent by weight hours "C Na; O: SiO2 SiO 2: A1203 H20: Na20 10 90 0 - - - - 78 0.64 4 room 0.8 2.0 40 84 0.68 temper ature 2 45 0.8 2.0 20 91 0.70 4 45 0.8 2.0 i 20 92 0.72 15 85 4 room 0, 8 2.0 20 92 0.71 temperature 20 80 0 - - - - 81 0.62 4 space 0.8 (2.0 20 90 0.68 16 temperature 0.8 2.0 '20 94 - 4 45 0.8 2.0 20 92 0.72 16 45 0.8 2.0 20 95 0.72 24 45 0.8 2.0 20 92 0.72 25 75 0 - - - - 82 0.66 4 room 0.8 I 2.0 20 92 0.70 temperature 30! 70 4 45 0.8 I 2.0 I 20 90 0.73 a) Carrying out the crystallization for 4 hours at 100 ° C using a reaction system of the following composition: Na 2 O: SiO 3 = 0.8 SiO2: A1203 = 2.0 H20: Na 2 O = 40 b) Determined by adsorption of oxygen at -183 ° C and 100 mm Hg and X-ray analysis. c) Only water content of about 30 ° io; including Laue corresponding to 0.15 Na20: Si0, d) Pellets made by extrusion of 1.6 and 3.2 mm in diameter. According to the invention, agglomerates of molecular sieve powder produced with kaolinitic clay as a binder, which have been calcined at a temperature above 575 ° C., usually at about 650 ° C., can be used in the manner described as part of the shaped bodies to be converted into the crystalline zeolite. Moldings made of sodium zeolite A produced by the process according to the invention adsorb after activation or dehydration usually at least 19 percent by weight of oxygen at -183 ° C and 100 mm Hg, often at least 21 percent by weight of oxygen, measured under the same conditions. In comparison, the typical value of the oxygen adsorption capacity of pellets of sodium zeolite A produced with clay as a binder is approximately 18.5 percent by weight at -183 ° C. and 100 mm Hg after activation.

Beispiel l 8,6 g zylindrische Stückchen aus kaolinitischem Ton, deren Durchmesser 6 mm betrug, und die 3 Stunden bei 700°C gebrannt worden waren, wurden in einen Behälter gegeben, der 2,1g Natriumaluminat (31,0 Gewichtsprozent Na,0, 45,1 Gewichtsprozent A1203, 23,0 Gewichtsprozent H20), 8,2 g Natriumhydroxyd und 78,8 g Wasser enthielt. Hierdurch wurde ein Reaktionssystem erhalten, das insgesamt folgende Zusammensetzung hatte: Na,O : Si0a = 1,4 SiO, : A1,03 = 1,75 H20: Na,0 = 40 Diese Mischung ließ man 3 Tage unbewegt bei Raumtemperatur digerieren. Anschließend wurde die Kristallisation 24 Stunden bei 100°C durchgeführt. Die nach der Reaktion erhaltenen sehr harten Stückchen wurden gewaschen und getrocknet. Durch Adsorptionsmessungen wurde festgestellt, daß das aktivierte Produkt 73 °/o Natrium-Zeolith A enthielt.Example 1 8.6 g of cylindrical pieces of kaolinitic clay, the diameter of which was 6 mm, and which had been calcined at 700 ° C for 3 hours, were placed in a container containing 2.1 g of sodium aluminate (31.0 percent by weight Na.0, 45.1 percent by weight A1203, 23.0 percent by weight H2O), 8.2 g sodium hydroxide and 78.8 g water. This gave a reaction system which had the following overall composition: Na, O: SiOa = 1.4 SiO,: A1, 03 = 1.75 H20: Na, 0 = 40 This mixture was left to digest for 3 days at room temperature. The crystallization was then carried out at 100 ° C. for 24 hours. The very hard pieces obtained after the reaction were washed and dried. It was found by adsorption measurements that the activated product contained 73% sodium zeolite A.

Beispiel 2 Aus kaolinitischem Ton durch Strangpressen geformte zylindrische Stückchen von 1,6 mm Durchmesser, die 70/, Kohlenstoff in Form von Ruß enthielten, wurden 3 Stunden bei 700°C gebrannt und auf diese Weise in porösen reaktionsfähigen Kaolin umgewandelt. 10 g dieser zylindrischen Stückchen wurden in einen Behälter gegeben, der 9,0 g Natriumhydroxyd und 78,6 g Wasser enthielt. Erhalten wurde ein Reaktionssystem folgender Gesamtzusammensetzung: Na,O : Si02 = 1,2 SiO2: A1203 = 2,2 H,0 : Na,0 = 40 Diese Mischung ließ man 3 Tage bei Raumtemperatur unbewegt digerieren. Anschließend wurde die Kristallisation 24 Stunden bei 100°C durchgeführt. Die Stückchen wurden dann gewaschen und getrocknet. Laut Röntgenanalyse enthielten sie 87"/, Natrium-Zeolith A.Example 2 Cylindrical pieces 1.6 mm in diameter formed from kaolinitic clay by extrusion and containing 70% carbon in the form of soot were calcined at 700 ° C. for 3 hours and thus converted into porous reactive kaolin. Ten grams of these cylindrical pieces were placed in a container containing 9.0 grams of sodium hydroxide and 78.6 grams of water. A reaction system with the following overall composition was obtained: Na, O: SiO2 = 1.2 SiO2: A1203 = 2.2 H, 0: Na, 0 = 40 This mixture was left to digest for 3 days at room temperature. The crystallization was then carried out at 100 ° C. for 24 hours. The chips were then washed and dried. According to X-ray analysis, they contained 87 "/, sodium zeolite A.

Beispiel 3 25g Natrium-Zeolith A in Perlform, der 20°/0 Kaolin als Bindemittel enthielt, wurden 15 Stunden bei 600°C gebrannt und in ein Gefäß gegeben, das 51,1g Wasser und 4,2g Natriumhydroxyd enthielt. Das erhaltene System von Reaktionsteilnehmern hatte folgende Gesamtzusammensetzung (nach der chemischen Zusammensetzung des reaktionsfähigen Kaolins), ausgedrückt als Molverhältnisse der Oxyde: NaßO :S10, = 1,4 S'0, : A1,03 = 1,9 H.0: Na,0 = 50 Die Mischung wurde digeriert und 24 Stunden bei 100°C kristallisiert. Röntgenstrahlenanalysen ergaben, da.B das gewaschene und getrocknete Produkt zu 96 Gewichtsprozent aus Natrium-Zeolith A bestand. Beispiel 4 10 g zylindrische Stückchen, die aus Rohkaolin geformt waren und einen Durchmesser von 6 mm hatten, wurden 3 Stunden bei 800°C gebrannt und in einen Behälter gegeben, der 8,95 g Natriumhydroxyd und 78,6 g Wasser enthielt. Erhalten wurde ein System von Reaktionsteilnehmern folgender Gesamtzusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde: Na,O : S'0, = 1,2 S102: A1203 = 2,2 H20: Na,0 = 40 Diese Mischung ließ man 3 Tage bei Raumtemperatur unbewegt digerieren. Anschließend wurde die Kristallisation 24 Stunden bei 100°C durchgeführt. Die erhaltenen harten Stückchen enthielten nach dem Filtern, Waschen und Trocknen 83 °/o Natrium-Zeolith A, ermittelt durch Röntgenstrahlenanalyse, und 85 °/o Natrium-Zeolith A, ermittelt durch Adsorptionsmessungen.Example 3 25g sodium zeolite A in pearl form, containing 20% kaolin as Containing binder, were fired for 15 hours at 600 ° C and placed in a vessel, which contained 51.1 g water and 4.2 g sodium hydroxide. The system of respondents obtained had the following overall composition (according to the chemical composition of the reactive Kaolins), expressed as the molar ratios of the oxides: WetO: S10, = 1.4 S'0,: A1.03 = 1.9 H.0: Na, 0 = 50 The mixture was digested and crystallized at 100 ° C. for 24 hours. X-ray analysis showed that the washed and dried product was added 96 weight percent consisted of sodium zeolite A. Example 4 10 g of cylindrical pieces, which were molded from raw kaolin and had a diameter of 6 mm became 3 Fired for hours at 800 ° C and placed in a container containing 8.95 g of sodium hydroxide and contained 78.6 g of water. A respondent system was obtained as follows Total composition, expressed in molar ratios of the oxides: Na, O: S'0, = 1.2 S102: A1203 = 2.2 H2O: Na.0 = 40 This mixture was left at room temperature for 3 days to digest unmoved. The crystallization was then carried out at 100 ° C. for 24 hours carried out. The resulting hard chips, after filtering, contained washing and drying 83% sodium zeolite A as determined by X-ray analysis, and 85% sodium zeolite A, determined by adsorption measurements.

Beispiel s Mehrere Formteile, wie Prüfröhrchen und Tiegel, wurden aus einem entlüfteten Schlicker hergestellt, der aus 40°/o pulverförmigem reaktionsfähigem Kaolin, 60 °/o Rohkaolin und Wasser bestand (200 g reaktionsfähiges Kaolinpulver, 300 g Rohkaolin, 500 g Wasser und 2,5 g Natriumcarbonat). Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur wurden die Formteile durch 16stündiges Brennen bei 700°C in reaktionsfähigen Kaolin umgewandelt. Die Körper ließ man 24 Stunden bei Raumtemperatur unbewegt digerieren, worauf sie 24 Stunden bei 100°C kristallisiert wurden. Die letzten beiden Maßnahmen wurden in einer Mutterlauge vorgenommen, die ein Reaktionssystem folgender Zusammensetzung ergab: Na,O : S'0, = 1,4 SiO2: A1203 = 2 H20: Na20 = 40 Durch Röntgenstrahlenanalysen von gewaschenen und getrockneten Proben der Produkte wurde festgestellt, daß die Körper zu 90 % aus Natrium-Zeolith A bestanden.Example s Several molded parts, such as test tubes and crucibles, were made from a vented slip consisting of 40% powdery reactive kaolin, 60% raw kaolin and water (200 g reactive kaolin powder, 300 g raw kaolin, 500 g water and 2 , 5 g sodium carbonate). After drying at room temperature, the molded parts were converted into reactive kaolin by firing at 700 ° C. for 16 hours. The bodies were allowed to digest without agitation for 24 hours at room temperature, after which they were crystallized at 100 ° C. for 24 hours. The last two measures were carried out in a mother liquor, which gave a reaction system of the following composition: Na, O: S'0, = 1.4 SiO2: A1203 = 2 H20: Na20 = 40 X-ray analysis of washed and dried samples of the products was found that the bodies consisted of 90% sodium zeolite A.

Beispiel 6 Eine Aufschlemmung von 60°/o reaktionsfähigem Kaolin und 40 °/o Georgia-Rohkaolin wurde hergestellt und filtriert. Die feuchten Filterkuchen wurden in Scheiben von 25 cm Durchmesser und 2 bis 7 cm Dicke geschnitten. Nach dein Trocknen bei Raumtemperatur wurden die Scheiben 16 Stunden bei 700°C gebrannt, wobei sich Körper aus reaktionsfähigem Kaolin bildeten. Die Digerierung (unbewegt) wurde 3 Tage bei Raumtemperatur und die Kristallisation 22 Stunden bei 100"C unter Verwendung eines Reaktionssystems vorgenommen, das folgende Gesamtzusammensetzung hatte: Na20 : S'02 = 1,4 S102: A1203 = 2 H20: Na20 = 40 Die Röntgenstrahlenanalyse von Proben der gewaschenen und getrockneten Scheiben ergab, daß sie zu 97 °/o aus Natrium-Zeolith A bestanden. Beispiel ? Aus Georgia-Kaolin, der durch 21stündiges Brennen bei 700°C reaktionsfähig gemacht worden war, und ungebranntem Rohkaolin der gleichen Herkunft wurde eine Mischung von 40 °/o reaktionsfähigem Kaolin und 60 °/o Rohkaolin hergestellt. Zur Mischung wurde die zum Strangpressen erforderlicheWassermenge gegeben. Durch Strangpressen wurden zylindrische Stückchen von 4,8 mm Durchmesser hergestellt. Nach Trocknenlassen an der Luft wurden die Stückchen 15,2 Stunden bei 700°C gebrannt. Die Digerierung wurde 3 Tage bei Raumtemperatur und die Kristallisation 24 Stunden bei 100°C unter Anwendung folgender Zusammensetzung des Gesamt-Reaktionsgemisches vorgenommen: Na20 : SiO2 = 1,4 S102: A1203 = 2 H20: Na,0 = 40 Nach Filtration, Waschen und Trocknen bestanden die Stückchen laut Röntgenstrahlenanalyse zu 92 °/o und laut Adsorptionsanalyse zu 1000/, aus Natrium-Zeolith A. Beispiel 8 Aus einer Mischung von 100g reaktionsfähigem Kaolin, der ein Si02 : A1203-Verhältnis von 2 aufwies, und 212 g Natriumsilicat, das 25,2 Gewichtsprozent SiO2 enthielt, wurde ein dünner Brei bereitet, dessen SiO2 : A1203-Verhältnis 4 betrug und zu dem 2 g eines harzartigen Äthylenoxydpolymeren gegeben wurden. Die erhaltene Mischung von teigartiger Konsistenz wurde von Hand zu zylindrischen Stückchen geformt und in einem Umluftofen bei 100°C getrocknet. Diese Körper wurden 16 Stunden auf 700°C erhitzt. Sie hatten darauf eine grauschwarze Farbe und waren etwas porös. 10 g dieser Stückchen, die eine molare Zusammensetzung von 0,466 Na20 1,0 A1203: 4,0 Si02 aufwiesen, wurden mit einer aus 5,9 g NaOH und 58,8 g bestehenden Lauge in Berührung gebracht. Nach dem Mischen hatte das Gesamt-Reaktionsteilnehmersystem folgende Zusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde: 4 Na20 : A1203 : 4 SiO2 : 160 H20 Diese Mischung ließ man 3 Tage bei Raumtemperatur digerieren. Anschließend wurde 24 Stunden auf dem Dampfbad kristallisiert. Die erhaltenen harten Körper wurden von der Lauge abfiltriert und gewaschen, bis das abfließende Waschwasser einen pH-Wert von 10 hatte. Darauf wurden sie getrocknet. Röntgenstrahlenanalysen von zwei Proben ergaben, daß die Stückchen zu 74°/a aus Zeolith X bestanden. Beispiel 9 10g eines feinteiligen Rußes wurden mit 90g Georgia-Kaolin (Molverhältnis SiO2: A1203 = 1,99) vermengt und über Nacht auf einem Walzenmischer gemischt. Ein Teil dieses Gemisches wurde mit Wasser zu einer glatten Paste gemischt, die durch eine Düse mit Öffnungen von 9,5 mm Durchmesser zu zylindrischen Stückchen stranggepreßt wurde. Die Stückchen wurden bei 100°C getrocknet und über Nacht bei 700°C gebrannt. 10 g dieser Stückchen aus reaktionsfähigem Kaolin wurden zu einer Lauge gegeben, die aus einer Lösung von 9,84 g Natriumhydroxyd in 86,25g Wasser bestand. Erhalten wurde ein Reaktionssystem, das folgende Gesamtzusammensetzung hatte, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde: Na20 : S'02 = 1,4 SiO2: A1203 = 1,99 H20: Na,0 = 40 Die Digerierung und Kristallisation wurden in einer Stufe 24 Stunden bei 100°C durchgeführt. Nach Filtration, Waschen und Trocknen wurden Proben der Stückchen nach der Röntgenstrahlenmethode analysiert. Ein Gehalt an Natrium-Zeolith A von 83 °/o wurde gemessen. Beispiel 10 Durch Strangpressen wurden zwei Chargen zylindrischer Stückchen von 3,2 mm Durchmesser aus Gemischen von Natrium-Zeolith A in Pulverform und einem Georgia-Kaolinit bzw. einem Halloysit enthaltenden kaolinitischen Ton aus North Carolina hergestellt. Die Gemische enthielten 50 Gewichtsprozent Zeolith und 50 Gewichtsprozent Ton auf feuchtigkeitsfreier Basis. Der Ton enthielt kein freies Wasser, jedoch noch gebundenes Wasser. Die stranggepreßten Stückchen wurden 16 Stunden bei 100°C im Ofen getrocknet und 30 Minuten in einem indirekt mit Gas beheizten Drehofen bei 650°C gebrannt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurden die Stückchen in eine aus Natriumhydroxyd und Wasser hergestellte Lauge gelegt. Die Gesamtzusammensetzung des Reaktionssystems war folgende, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde: Na,0 : Si02 = 1,2 Si02 : A1203 = 2 H20 : Na20 = 40, bezogen auf den Gehalt an reaktionsfähigem Kaolin in den Formkörpern. Die Reaktionsgemische waren in verschlossenen Glasgefäßen enthalten. Die Dauer der bei Raumtemperatur vorgenommenen Digerierung betrug 16 Stunden für die den Georgia-Kaolinit enthaltenden Formkörper und 72 Stunden für die den North-Carolina-Ton enthaltenden Formkörper. Die erste Charge wurde 8 Stunden, die zweite 24 Stunden bei 100°C kristallisiert. Die Formkörper wurden gewaschen, getrocknet und aktiviert. Die Röntgenstrahlenanalyse ergab einen Gehalt an Natrium-Zeolith A von 98 °/o und Messungen der Adsorption von Sauerstoff bei -183°C und 700 mm Hg einen solchen von 880/". Beispiel 11 100 g pulverförmiger reaktionsfähiger Kaolin, 527,6 g Natriumsilicat (7,0 Gewichtsprozent Na20, 25,2 Gewichtsprozent Si02 und 67,3 Gewichtsprozent H20), 82,8g Natriumhydroxyd (77,5 Gewichtsprozent Na20), 741 g Wasser und 51,6 g Natriumchlorid wurden 70 Stunden bei Raumtemperatur auf einem Walzenmischer gemischt. Die Mischung hatte folgende Zusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde Na2O : SiOz = 0,5 S102: A1203 = 7 H20: Na,0 = 40 NaCI : A1203 = 2 Die Feststoffe wurden von der Mutterlauge abfiltriert, und der feuchte Kuchen wurde durch eine Düse eines Durchmessers von 4,8 mm stranggepreßt. Die Stränge wurden 1,5 Stunden bei 110°C getrocknet und dann zur Digerierung und Kristallisation in die Mutterlauge zurückgeführt. Eine Charge der Formkörper, die in einem Teil dieser Lauge 24 Stunden bei Raumtemperatur digeriert und dann 24 Stunden bei 100°C kristallisiert worden waren, bestand laut Röntgenanalyse zu 920/, aus Zeolith Y mit einem Si08: A1203-Verhältnis von 3,5. Eine weitere Charge, die 48 Stunden bei Raumtemperatur digeriert und 24 Stunden bei 100°C kristallisiert worden war, enthielt 870/, Zeolith Y. Beispiel 12 50g aktivierter Calcium-Zeolith A in Form von zylindrischen Stückchen eines Durchmessers von 1,6 mm (hergestellt aus Natrium-Zeolith-A-Pulver, das zu 68 °/o gegen Calcium ausgetauscht worden war), die 201)/, reaktionsfähigen Kaolin als Bindemittel enthielten, wurden in einen Behälter gegeben, der 61,7g Wasser und 7,0g Natriumhydroxyd enthielt. Das erhaltene Reaktionssystem wies außer seinem Calciumgehalt folgende Gesamtzusammensetzung (auf der Grundlage des Gehalts an reaktionsfähigem Kaolin) auf, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde: Na20 : Si0, = 1,4 SiO2: A1,03 = 2 H80: Na,0 = 40 Diese Mischung ließ mau 24 Stunden bei Raumtemperatur digerieren und 24 Stunden bei 100°C kristallisieren. Die geformten Stückchen wurden von der Mutterlauge abgetrennt, gewaschen und getrocknet. Die Röntgenstrahlenanalyse ergab, daß der Gehalt der Stückchen an Zeolith A auf 89 °/o gestiegen war. Messungen der Stickstoffadsorption bei -196°C und 700 mm Hg zeigten, daß das Adsorptionsvermögen um 10°/o gestiegen war, bezogen auf das ursprüngliche Adsorptionsvermögen für Stickstoff, ein Anzeichen, dafür, daß ein Calciumaustausch der neu gebildeten Natrium-Zeolith-A-Kristalle stattgefunden hatte. Beispiel 13 194 g NaOH in Schuppen wurden mit 0,91 kg reaktionsfähigem Kaolin und so viel Wasser gemischt, daß der Feuchtigkeitsgehalt auf 30,5 Gewichtsprozent gebracht wurde. Die Mischung, die 0,3 Mol Na,0 pro Mol SiO, enthielt, wurde in eine rotierende Trommel gegeben und gerollt, bis sich kugelförmige Gebilde, die durch ein Sieb mit 4-mm-Öffnungen auf einer Seite gingen, gebildet hatten. Die perlförmige Masse wurde aus der Trommel genommen und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 25 °/o getrocknet. 50 g der geformten Masse wurden 16 Stunden bei Raumtemperatur in einer aus 67 g Wasser und 11,5 g NaOH bestehenden Lauge digeriert. Das Reaktionssystem hatte folgende Gesamtzusammensetzung: 0,83 Na20 : SiO, 2,0 Si02 : Ä1,03 20 H20: Na,0 Das' 2O : Na20-Verhältnis der Mischung wurde dann durch Zugabe von 74,5 g Wasser für die Kristallisationsstufe auf 39 erhöht und die Reaktionstemperatur auf 100°C gesteigert und 8 Stunden auf dieser Höhe gehalten. Die erhaltenen Perlen aus kristallinem Natrium-Zeolith A adsorbierten nach dem Waschen, Trocknen und nach der Aktivierung 22,6 Gewichtsprozent Sauerstoff bei 700 mm Hg und -183'C.Example 6 A slurry of 60% reactive kaolin and 40% Georgia raw kaolin was prepared and filtered. The moist filter cakes were cut into slices 25 cm in diameter and 2 to 7 cm thick. After drying at room temperature, the panes were fired for 16 hours at 700 ° C., bodies made of reactive kaolin being formed. The digestion (immobile) was carried out for 3 days at room temperature and the crystallization for 22 hours at 100 "C using a reaction system which had the following overall composition: Na 2 O: S'02 = 1.4 S102: A1203 = 2 H20: Na20 = 40 Die X-ray analysis of samples of the washed and dried disks showed that they consisted to 97% of sodium zeolite A. Example? From Georgia kaolin, which had been made reactive by baking at 700 ° C. for 21 hours, and unfired raw kaolin of the same origin A mixture of 40% reactive kaolin and 60% crude kaolin was prepared. The amount of water required for extrusion was added to the mixture. Cylindrical pieces 4.8 mm in diameter were produced by extrusion. After allowing to air dry, the pieces 15, Fired for 2 hours at 700 ° C. The digestion was carried out for 3 days at room temperature and the crystallization for 24 hours at 100 ° C. using the following additives mmensetzung of the total reaction mixture made: Na20: SiO2 = 1.4 S102: A1203 = 2 H20: Na, 0 = 40 After filtration, washing and drying were the bits, according to X-ray analysis to be 92 ° / o and, according adsorption analysis to 1000 /, from Sodium Zeolite A. Example 8 A thin paste was prepared from a mixture of 100 g of reactive kaolin, which had an SiO2: A1203 ratio of 2, and 212 g of sodium silicate, which contained 25.2 percent by weight SiO2, the SiO2: A1203 of which The ratio was 4 and to which 2 g of a resinous ethylene oxide polymer was added. The resulting mixture of dough-like consistency was shaped into cylindrical pieces by hand and dried in a forced-air oven at 100.degree. These bodies were heated to 700 ° C for 16 hours. They were gray-black in color and somewhat porous. 10 g of these pieces, which had a molar composition of 0.466 Na 2 O 1.0 A1 2 O 3: 4.0 SiO 2, were brought into contact with an alkali consisting of 5.9 g NaOH and 58.8 g. After mixing, the total reactant system had the following composition, expressed in molar ratios of the oxides: 4 Na 2 O: A1 2 O 3: 4 SiO 2: 160 H 2 O This mixture was allowed to digest for 3 days at room temperature. It was then crystallized on the steam bath for 24 hours. The hard bodies obtained were filtered off from the lye and washed until the washing water which ran off had a pH of 10. They were then dried. X-ray analysis of two samples showed that 74% of the pieces were X zeolite. Example 9 10 g of a finely divided carbon black were mixed with 90 g of Georgia kaolin (molar ratio SiO2: A1203 = 1.99) and mixed overnight on a roller mixer. A portion of this mixture was mixed with water to form a smooth paste, which was extruded into cylindrical pieces through a nozzle with openings of 9.5 mm in diameter. The chips were dried at 100 ° C and baked at 700 ° C overnight. 10 g of these pieces of reactive kaolin were added to an alkali which consisted of a solution of 9.84 g of sodium hydroxide in 86.25 g of water. A reaction system was obtained which had the following overall composition, expressed in molar ratios of the oxides: Na 2 O: S'02 = 1.4 SiO2: A1203 = 1.99 H20: Na, 0 = 40 The digestion and crystallization were carried out in one step for 24 hours 100 ° C carried out. After filtration, washing and drying, samples of the chips were analyzed by the X-ray method. A sodium zeolite A content of 83% was measured. Example 10 Two batches of 3.2 mm diameter cylindrical bits were extruded from mixtures of powdered sodium zeolite A and a Georgia kaolinite and a halloysite-containing North Carolina kaolinitic clay, respectively. The mixtures contained 50 weight percent zeolite and 50 weight percent clay on a moisture free basis. The clay contained no free water, but still contained bound water. The extruded pieces were oven-dried at 100 ° C. for 16 hours and fired at 650 ° C. for 30 minutes in a rotary kiln heated indirectly with gas. After cooling to room temperature, the pieces were placed in an alkali made from sodium hydroxide and water. The overall composition of the reaction system was as follows, expressed in molar ratios of the oxides: Na, O: SiO 2 = 1.2 SiO 2: A1 2 O 3 = 2 H 2 O: Na 2 O = 40, based on the content of reactive kaolin in the moldings. The reaction mixtures were contained in closed glass vessels. The digestion time, carried out at room temperature, was 16 hours for the molded articles containing Georgia kaolinite and 72 hours for the molded articles containing North Carolina clay. The first batch was crystallized at 100 ° C. for 8 hours and the second for 24 hours. The moldings were washed, dried and activated. X-ray analysis showed a sodium zeolite A content of 98% and measurements of the adsorption of oxygen at -183 ° C. and 700 mm Hg of 880%. Example 11 100 g of powdery reactive kaolin, 527.6 g of sodium silicate (7.0 percent by weight Na 2 O, 25.2 percent by weight SiO 2 and 67.3 percent by weight H 2 O), 82.8 g of sodium hydroxide (77.5 percent by weight of Na 2 O), 741 g of water and 51.6 g of sodium chloride were mixed on a roller mixer for 70 hours at room temperature The mixture had the following composition, expressed in molar ratios of the oxides Na2O: SiOz = 0.5 S102: A1203 = 7 H20: Na, 0 = 40 NaCl: A1203 = 2 The solids were filtered off from the mother liquor and the moist cake was filtered through A nozzle with a diameter of 4.8 mm was extruded The strands were dried for 1.5 hours at 110 ° C. and then returned to the mother liquor for digestion and crystallization Had digested room temperature and then crystallized for 24 hours at 100 ° C, according to X-ray analysis to 920 /, consisted of zeolite Y with an SiO8: A1203 ratio of 3.5. Another batch, which had been digested for 48 hours at room temperature and crystallized for 24 hours at 100 ° C., contained 870 /, zeolite Y. Example 12 50 g of activated calcium zeolite A in the form of cylindrical pieces with a diameter of 1.6 mm (produced of sodium zeolite A powder, 68% of which had been exchanged for calcium), which contained 201) /, reactive kaolin as a binder, were placed in a container which contained 61.7 g of water and 7.0 g of sodium hydroxide . The resulting reaction system had the following overall composition (based on the content of reactive kaolin) in addition to its calcium content, expressed in molar ratios of the oxides: Na 2 O: SiO, = 1.4 SiO2: A1, 03 = 2 H80: Na, 0 = 40 these The mixture was left to digest for 24 hours at room temperature and crystallize at 100 ° C. for 24 hours. The molded pieces were separated from the mother liquor, washed and dried. X-ray analysis indicated that the zeolite A content of the chips had increased to 89%. Measurements of nitrogen adsorption at -196 ° C and 700 mm Hg showed that the adsorption capacity had increased by 10%, based on the original adsorption capacity for nitrogen, an indication that a calcium exchange of the newly formed sodium zeolite A- Crystals had taken place. Example 13 194 g of NaOH in flakes were mixed with 0.91 kg of reactive kaolin and sufficient water to bring the moisture content to 30.5 percent by weight. The mixture, containing 0.3 moles of Na.0 per mole of SiO, was placed in a rotating drum and rolled until spherical structures were formed which passed through a sieve with 4 mm openings on one side. The pearly mass was removed from the drum and dried to a moisture content of 25%. 50 g of the molded mass were digested for 16 hours at room temperature in an alkali consisting of 67 g of water and 11.5 g of NaOH. The overall composition of the reaction system was as follows: 0.83 Na 2 O: SiO, 2.0 SiO 2: A 1.03 20 H 2 O: Na, 0 The '2O: Na 2 O ratio of the mixture was then increased by adding 74.5 g of water for the crystallization stage 39 increased and the reaction temperature increased to 100 ° C and held at this level for 8 hours. The resulting beads of crystalline sodium zeolite A adsorbed 22.6 percent by weight of oxygen at 700 mm Hg and -183 ° C. after washing, drying and after activation.

BeBeispiel 14 454g pulverförmiger Natrium-Zeolith A wurden mit 1200g Natriumhydroxyd in Schuppenform gemischt und dann mit 4080g reaktionsfähigem Kaolin vermengt. Aus der Mischung, die 0,4 Mol Na,0 pro Mol SiO, enthielt, wurden durch Rollen in einer Trommel Perlen geformt. 100 g dieser perlförmigen Masse, die 31 Gewichtsprozent Feuchtigkeit enthielt, ließ man 16 Stunden bei Raumtemperatur in einer Lösung digerieren, die aus 128 g Wasser und 15,5 g Na-OH bestand. Das erhaltene System hatte insgesamt folgende Zusammensetzung: 0,86 Na20: SiO, 2,0 SiO, : A1203 24 H20: Na20 Das H20 : Na20-Molverhältnis der Mischung wurde dann für die Kristallisationsstufe durch Zugabe von 140 g Wasser auf 45 erhöht und die Reaktionstemperatur auf 80°C gesteigert. Bei dieser Temperatur wurde die Kristallisition 8 Stunden vorgenommen. Durch Röntgenstrahlenanalysewurden die Perlen als Natrium-Zeolith A identifiziert. Eine aktivierte Probe adsorbierte 220 Gewichtsprozent bei100 mm Hg und -183°C. Beispiel 15 1360g reaktionsfähiger Kaolin und eine Natriumhydroxydlösung in einer Menge, daß ein Molverhältnis Na20 : SiO, von 0,6 erhalten wurde, wurden in einem Kollergang gemischt. Während des Mischens zeigte sich, daß die Mischung zu naß war. Darauf wurde zusätzlicher reaktionsfähiger Kaolin zugegeben, um das Gemisch strangpreßbar zu machen. Das gebildete Gemisch hatte ein Na,O : Si0,-Molverhältnis von 0,42. Es wurde zu zylindrischen Stücken von 1,6 mm Durchmesser stranggepreßt und über Nacht an der Luft auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 25 Gewichtsprozent getrocknet. Eine Charge dieser Formkörper wurde in eine wäßrige Lauge gegeben, die soviel zusätzliches H,0 und Na,0 lieferte, daß ein System mit folgender Gesamtzusammensetzung erhalten wurde: Na,O : SiO, = 1,2 S10, : A1,03 = 2,0 H,0 : Na,0 = 40 Dieses Reaktionssystem ließ man 4 Stunden bei 25'C digerieren und 6 Stunden bei 100°C kristallisieren. Nach dem Waschen, Trocknen und nach der Aktivierung wurde durch Röntgenstrahlen- und Adsorptionsanalyse (CO, bei 25°C und 250 mm) festgestellt, daß die Formkörper zu 80 °/o aus Natrium-Zeolith A bestanden und Spuren von Hydroxysodalith enthielten. Beispiel 16 68,2 kg reaktionsfähiger Kaolin, der ein Kieselsäure-Aluminiumoxyd-Verhältnis von 2,0 aufwies, und 60,5 kg pulverförmiger Natrium-Zeolith A (52°/o Feuchtigkeitsgehalt) wurden 10 Minuten in einem Kollergang trocken vermengt. Anschließend wurde eine Mischung aus 15 kg kalter 50°/oiger NaOH-Lösung und 12,3 kg Wasser zugegeben. Hierdurch wurde das Na,O : auf 0,15 eingestellt, bezogen auf den Si02-Gehalt des reaktionsfähigen Kaolins. Die Charge (30 Gewichtsprozent Zeolith und 70 Gewichtsprozent reaktionsfähiger Kaolin), die feucht 156 kg wog, wurde 1 Stunde durchgearbeitet. Nach Zugabe von 1,82 kg reaktionsfähigem Kaolin, mit dem die Mischung auf die geeignete Konsistenz gebracht wurde, wurde noch 1/2 Stunde gemischt. Die Mischung hatte zu diesem Zeitpunkt einen Feuchtigkeitsgehalt von 32 °/o und wurde in die Strangpresse übergeführt. Hergestellt wurden zwei Chargen von zylindrischen Stückchen, deren Durchmesser in einem Fall 1,6 mm und im anderen Fall 3,2 mm betrug. Die Formkörper wurden in einem Etagentrockner bei 82°C auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 120/, getrocknet.Example 14 454 g of powdered sodium zeolite A were mixed with 1200 g of sodium hydroxide in flake form and then mixed with 4080 g of reactive kaolin. From the mixture, which contained 0.4 mol Na.0 per mol SiO, beads were formed by rolling in a drum. 100 g of this pearly mass, which contained 31 percent by weight of moisture, were allowed to digest for 16 hours at room temperature in a solution which consisted of 128 g of water and 15.5 g of Na — OH. The resulting system had the following overall composition: 0.86 Na 2 O: SiO, 2.0 SiO,: A1 2 O 3 24 H 2 O: Na 2 O. The H 2 O: Na 2 O molar ratio of the mixture was then increased to 45 for the crystallization stage by adding 140 g of water and the Reaction temperature increased to 80 ° C. The crystallization was carried out at this temperature for 8 hours. The beads were identified as sodium zeolite A by X-ray analysis. An activated sample adsorbed 220 weight percent at 100 mm Hg and -183 ° C. Example 15 1360 g of reactive kaolin and a sodium hydroxide solution in an amount such that a molar ratio of Na 2 O: SiO of 0.6 was obtained were mixed in a pan mill. During the mixing it was found that the mixture was too wet. Additional reactive kaolin was then added to render the mixture extrudable. The resulting mixture had a Na, O: SiO, molar ratio of 0.42. It was extruded into cylindrical pieces 1.6 mm in diameter and air dried overnight to a moisture content of 25% by weight. A batch of these shaped bodies was placed in an aqueous lye which provided enough additional H, O and Na, O that a system with the following overall composition was obtained: Na, O: SiO, = 1.2 S10,: A1, 03 = 2 , 0 H, 0: Na, 0 = 40 This reaction system was allowed to digest at 25 ° C. for 4 hours and crystallize at 100 ° C. for 6 hours. After washing, drying and after activation, it was determined by X-ray and adsorption analysis (CO, at 25 ° C. and 250 mm) that 80% of the molded bodies consisted of sodium zeolite A and contained traces of hydroxysodalite. Example 16 68.2 kg of reactive kaolin, which had a silica / aluminum oxide ratio of 2.0, and 60.5 kg of powdered sodium zeolite A (52% moisture content) were dry blended in a pan for 10 minutes. A mixture of 15 kg of cold 50% NaOH solution and 12.3 kg of water was then added. As a result, the Na, O: was adjusted to 0.15, based on the SiO2 content of the reactive kaolin. The batch (30 weight percent zeolite and 70 weight percent reactive kaolin), which weighed 156 kg when wet, was worked through for 1 hour. After adding 1.82 kg of reactive kaolin, with which the mixture was brought to the appropriate consistency, the mixture was mixed for a further 1/2 hour. The mixture at this point had a moisture content of 32% and was transferred to the extruder. Two batches of cylindrical pieces were made, the diameter of which was 1.6 mm in one case and 3.2 mm in the other. The moldings were dried in a floor dryer at 82 ° C. to a moisture content of 120%.

Die Digerierung und Kristallisation wurden in einem 1200-1-Kessel mit Dampfmantel durchgeführt. Eine Charge von 18,55 kg der zylindrischen Stückchen von 1,6 mm Durchmesesr wurde mit einer Lauge, die aus 7,2 kg Natriumhydroxyd in Schuppenform (76 °/o Naz0) und 36,2 kg Wasser bestand, in Berührung gebracht, so daß das Reaktionssystem folgende Gesamtzusammensetzung hatte: Na20 : SiO, = 0,8 S10, : A1203 = 2,0 H20: Na,0 = 20 Die Digerierung erfolgte 4 Stunden bei 45° C. Für die Kristallisationsstufe wurde das Verhältnis H20: Na,0 durch Zusatz von Wasser auf 40 erhöht und die Reaktion 4 Stunden bei 100°C durchgeführt. Während der Reaktionen ließ man ständig Lauge zirkulieren, während die Temperatur durch Regelung der Dampfzufuhr zur Heizschlange und zum Dampfmantel auf der gewünschten Höhe gehalten wurde. Die kristallinen Formkörper wurden mit siedendem Wasser gewaschen. Nach Trocknung und Aktivierung betrug dasAdsorptionsvermögen für Sauerstoff 21,5Gewichtsprozent bei -183°C und 100 mm Hg, und der Kapazitätsfaktor betrug 0,73. Beispiel 17 963 g reaktionsfähiger Kaolin wurde mit 277 g Natriumhydroxyd in Schuppenform im Kollergang gemischt. Nach einer Mischzeit von 35 Minuten wurden 241 g pulverförmiger Natrium-Zeolith A zur Mischung gegeben, worauf weitere 10 Minuten gemischt wurde. Das Gemisch ließ sich leicht durch eine Lochplatte, die Öffnungen von 3,2 mm Durchmesser hatte, pressen. Die Stränge wurden über Nacht an der Luft getrocknet und in zwei Teile geteilt. Der erste Teil wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur in wäßriger Lauge digeriert und 6 Stunden bei 100°C kristallisiert. Den zweiten Teil ließ man 24 Stunden bei Raumtemperatur digerieren und 8 Stunden bei 100°C kristallisieren. Die Gesamtzusammensetzung des Reaktionssystems war in beiden Fällen folgende: Na,O : SiO, = 0,8 SiO2: A1203 = 2,0 H20: Na20 = 30 Nach dem Waschen, Trocknen und nach der Aktivierung wurde das Produkt durch Röntgenstrahlenanalyse als Natrium-Zeolith A identifiziert. Sauerstoff= Adsorptionsmessungen bei 700 mm Hg und -183°C ergaben Werte von 22,4 bzw 23,1 Gewichtsprozent, ein Anzeichen für Zeolith A von hoher Reinheit.The digestion and crystallization were carried out in a 1200-1 steam jacketed kettle. A batch of 18.55 kg of the cylindrical pieces 1.6 mm in diameter was brought into contact with a lye which consisted of 7.2 kg of sodium hydroxide in flake form (76% Naz0) and 36.2 kg of water, so that the reaction system had the following overall composition: Na20: SiO, = 0.8 S10,: A1203 = 2.0 H20: Na, 0 = 20 The digestion took place for 4 hours at 45 ° C. For the crystallization stage, the ratio H20: Na, 0 increased to 40 by adding water and the reaction was carried out at 100 ° C. for 4 hours. Lye was continuously circulated during the reactions while the temperature was maintained at the desired level by regulating the steam supply to the heating coil and steam jacket. The crystalline moldings were washed with boiling water. After drying and activation, the oxygen adsorption capacity was 21.5% by weight at -183 ° C and 100 mm Hg, and the capacity factor was 0.73. Example 17 963 g of reactive kaolin were mixed with 277 g of sodium hydroxide in flake form in a pan mill. After a mixing time of 35 minutes, 241 g of powdered sodium zeolite A were added to the mixture, followed by mixing for a further 10 minutes. The mixture could easily be pressed through a perforated plate which had openings of 3.2 mm in diameter. The strands were air dried overnight and split in two. The first part was digested in aqueous alkali at room temperature for 2 hours and crystallized at 100 ° C. for 6 hours. The second part was allowed to digest at room temperature for 24 hours and crystallize at 100 ° C. for 8 hours. The overall composition of the reaction system in both cases was as follows: Na, O: SiO, = 0.8 SiO2: A1203 = 2.0 H20: Na20 = 30 After washing, drying and after activation, the product was identified as sodium zeolite by X-ray analysis A identified. Oxygen = adsorption measurements at 700 mm Hg and -183 ° C. gave values of 22.4 and 23.1 percent by weight, respectively, an indication of zeolite A of high purity.

Im Verfahren gemäß der Erfindung kann der vorgeformte Körper einer Wärmebehandlung bei wenigstens einer von mehreren Temperaturen an einer Stelle im Prozeß zwischen der Formung und der Einfügung des Formkörpers in ein wäßriges Reaktionssystem unterworfen werden. So kann der Formkörper, wenn der in ihm enthaltene Kaolin sich nicht bereits im reaktionsfähigen Zustand befindet, auf die beschriebene Weise bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur gebrannt werden, oder der den reaktionsfähigen kaolinitischen Ton enthaltende Formkörper kann gegebenenfalls zur Verbesserung seiner physikalichen Eigenschaften erhitzt oder, wie es üblicherweise der Fall ist, vor der Digerierung auf einen gewünschten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet werden.In the method according to the invention, the preformed body can be one Heat treatment at at least one of several temperatures at one point in the Process between the molding and the insertion of the molded body into an aqueous reaction system be subjected. So can the molded body when the kaolin contained in it is not already in a reactive state, in the manner described be fired at a relatively high temperature, or the reactive ones Moldings containing kaolinitic clay can optionally be used to improve it physical properties heated or, as is usually the case, before the digestion can be dried to a desired moisture content.

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Zeolithformkörper lassen sich leicht einem Ionenaustauschverfahren unterwerfen, um die Alkalimetallkationen im kristallinen Körper ganz oder teilweise gegen andere Kationenarten auszutauschen, wodurch die Selektivität des Körpers in der Adsorption modifiziert wird. Ein solcher Kationenaustausch kann einstufig oder mehrstufig entweder chargenweise oder kontinuierlich unter Verwendung von Lösungen erfolgen, die Kationen der gewünschten Art enthalten.The zeolite molded bodies produced by the process according to the invention can be easily subjected to an ion exchange process to form the alkali metal cations to be exchanged in whole or in part for other types of cations in the crystalline body, whereby the selectivity of the body in the adsorption is modified. Such a Cation exchange can be single-stage or multi-stage, either batchwise or continuously made using solutions containing cations of the desired type.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern kristalliner, zeolithischer Molekularsiebe, d a -durch gekennzeichnet, daß man Formkörper eines durch eine Wärmebehandlung bei 550 bis 850°C röntgenamorph und reaktionsfähig gemachten Kaolins mit einer wäßrigen, im wesentlichen Oxyde des Aluminiums, Siliciums und eines Alkalimetalls enthaltenden Mischung, wobei das Reaktionssystem die Gesamtzusammensetzung, ausgedrückt in Molverhältnissen der Oxyde M20: Si02 = a SiO, : A1203 = b H20 : M20 = c aufweist und die Werte von a, b und c die Bestimmungsgröße für den Typ des kristallinen Zeoliths darstellen und M ein Alkahmetall bedeutet, in einer ersten Stufe bei Temperaturen zwischen 20 und 55'C digeriert und in einer zweiten Stufe bei Temperaturen zwischen 75 und 175°C, vorzugsweise bis 100°C, bis zur Bildung von Kristallen des zeolithischen Molekularsiebes hydrothermal behandelt. Claims: 1. A process for the production of molded bodies of crystalline, zeolitic molecular sieves, characterized in that molded bodies of a kaolin made X-ray amorphous and reactive by a heat treatment at 550 to 850 ° C with an aqueous, essentially oxide of aluminum, silicon and one Alkali metal-containing mixture, the reaction system having the overall composition, expressed in molar ratios of the oxides M20: Si02 = a SiO,: A1203 = b H20: M20 = c and the values of a, b and c represent the determinant for the type of crystalline zeolite and M denotes an alkali metal, digested in a first stage at temperatures between 20 and 55 ° C. and treated hydrothermally in a second stage at temperatures between 75 and 175 ° C., preferably up to 100 ° C., until crystals of the zeolitic molecular sieve are formed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Körper ein Alkalihydroxyd in einer Menge enthalten, die wenigstens 0,1 Mol Alkalioxyd je Mol des im geformten Körper enthaltenen SiO, äquivalent ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the preformed body contain an alkali hydroxide in an amount that is at least 0.1 mole alkali oxide each Mol of SiO contained in the molded body is equivalent. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Körper NaOH in einer Menge enthalten, die 0,1 bis 0,7 Mol, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Mol Na20 je Mol SiO, entspricht. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the preformed body NaOH in an amount which corresponds to 0.1 to 0.7 mol, preferably 0.1 to 0.5 mol of Na 2 O per mol of SiO. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Körper ein Streckmittel enthalten, das im wesentlichen bei 600°C brennbar ist. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the shaped Body contain an extender that is essentially combustible at 600 ° C. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Körper bis zu 80 Gewichtsprozent eines kristallinen zeolithischen Molekularsiebes enthalten. 5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the preformed Body up to 80 percent by weight of a crystalline zeolitic molecular sieve contain. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformten Körper 1 bis 2 Mol eines wasserlöslichen Alkalisalzes je Mol A1,03 enthalten. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the preformed body has 1 to 2 moles of a water-soluble alkali salt per mole A1.03 included. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB die Digerierung innerhalb von 3 bis 80 Stunden, vorzugsweise innerhalb von 4 bis 16 Stunden, vorgenommen wird. B. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daB die hydrothermale Behandlung innerhalb von 3 bis 40 Stunden, vorzugsweise innerhalb von 4 bis 16 Stunden, vorgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1200 412.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the digestion is carried out within 3 to 80 hours, preferably within 4 to 16 hours. B. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the hydrothermal treatment is carried out within 3 to 40 hours, preferably within 4 to 16 hours. Documents considered: French Patent No. 1 200 412.
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