DE1245930B - - Google Patents

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DE1245930B DE1964A0045879 DEA0045879A DE1245930B DE 1245930 B DE1245930 B DE 1245930B DE 1964A0045879 DE1964A0045879 DE 1964A0045879 DE A0045879 A DEA0045879 A DE A0045879A DE 1245930 B DE1245930 B DE 1245930B
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silica
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    • F26B21/06Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
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    • 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
    • C01B33/2861Zeolitic 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 mordenite type, e.g. ptilolite or dachiardite

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von kristallinem Mordenit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kristallinem Mordenit, der besonders für die Trocknung von Gasen und die Zerlegung von Gasgemischen durch selektive Adsorption geeignet ist. Mordenit ist ein kristallines Silicoaluminat von bestimmter Struktur, das den Zeolithen zuzuordnen ist. Er liegt in natürlichem Zustand in seltenen Ablagerungen vor. Es handelt sich um eines der zeolithischen Mineralien, die besonders reich an Silicium sind. Die Formel des natürlichen Produktes läßt sich wie folgt wiedergeben: (Na, - Ca - K;J O - A1202 - 10 Si02 - 6- 7 H20 Der Mordenit verliert wie alle Zeolithe sein Hydratwasser durch Erhitzen auf 300 bis 400°C, ohne daß sich das Kristallgitter verändert. Das erhaltene wasserfreie Produkt besitzt eine große Affinität zu Wasser und ist daher sehr wirksam für die Trocknung von Gasen. Der Kreislauf von Hydratation und Entwässerung kann unbegrenzt wiederholt werden, ohne daß sich die Struktur verändert.
  • Aus den deutschen Auslegeschriften 1098 927, 1100 010 sind Verfahren zur Herstellung kristalliner zeolithischer Molekularsiebe bekannt. Diese Verfahren jedoch haben mit dem der vorliegenden Erfindung nur die Bestandteile der Ausgangsmischungen gemeinsam, während die Zusammensetzungen dieser Ausgangsgemische, die Verfahrenstemperaturen, Drücke und Behandlungszeiten verschieden sind, was zur Folge hat, daß die beiden bekannten Verfahren nicht zu Mordenit, sondern zu Zeolith R und S führen. Es zeigte sich aber, daß Zeolith R und S im Niederdruckbereich, d. h. unterhalb 10 mm Hg, ein wesentlich geringeres Aufnahmevermögen für C02 besitzen als Mordenit, was von besonderem Nachteil ist, da dieser Druckbereich für die Entkarbonisierung von Luft von besonderem Interesse ist. Außerdem adsorbiert Mordenit bei -196°C mehr Argon und mehr als das Doppelte an Stickstoff als die Zeolithe R und S.
  • Ein weiterer Nachteil, der nach den bekannten Verfahren der deutschen Auslegeschriften 1098 927, 1100 012 herstellbaren Zeolithe gegenüber Mordenit ist deren wesentlich geringere Beständigkeit, die sich in einer kürzeren Gebrauchsfähigkeit und einer geringeren chemischen Widerstandsfähigkeit äußert. So verlieren beispielsweise die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Zeolithe einen großen Teil ihrer Adsorptionsfähigkeit im Verlauf von 10 bis 20 Arbeitskreisläufen, während Mordenit dabei praktisch keiner Veränderung unterliegt. Auch verändert sich Mordenit nicht bei Behandlung mit Mineralsäuren, während die nach den obengenannten Verfahren hergestellten Zeolithe sich dabei zersetzen.
  • Die Arbeiten von R. M. B a r r e r, veröffentlicht in Trans. Faraday Soc., 1944, Bd. 40, S. 555, haben gezeigt, daß der Mordenit ein robustes dreidimensionales Kristallgitter besitzt, das in der Lage ist, Gase zu adsorbieren, und die Eigenschaften eines Molekularsiebes aufweist. Der Mordenit besitzt wie die anderen Zeolithe eine große Affinität für verschiedene Gasmoleküle, die eine gewisse Polarität aufweisen, wie H,S und NH3. Ganz allgemein adsorbiert er die ausreichend kleinen Gasmoleküle, um sie in die Kanäle seiner porösen Struktur eindringen zu lassen. Dies gilt besonders für Kohlendioxyd, Sauerstoff, Methan und Äthan. Dagegen weist er die Adsorption von Molekülen größeren Durchmessers ab. Auf Grund dieser Beobachtungen kann man feststellen, daß der wirksame Porendurchmesser des Mordenits zwischen 4 und 5 A liegt.
  • Eine besonders wichtige Anwendung des Mordenits besteht in der Zerlegung von Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch bei gewöhnlicher Temperatur nach einem von dem Erfinder vorgeschlagenen Verfahren. Nach demselben Verfahren kann Mordenit für die Zerlegung des Wasserstoff-Stickstoff-Gemisches verwendet werden, das aus der Krackung von Ammoniak stammt, um daraus reinen Wasserstoff herzustellen, sowie für die Zerlegung der Gemische Helium-Stickstoff, Helium-Methan, um reines Helium ausgehend von Naturgasen zu gewinnen.
  • B a r r e r beschreibt in Journal for the Chemical Society, 1948, Bd.2, S.158, die Bedingungen zur Gewinnung des Mordenits auf hydrothermalem Wege. Durch hydrothermale Behandlung von Aluminosilicatgelen hat B a r r e r den Natriummordenit in einem Zusammensetzungsbereich erhalten, der sich von Na20 ' A1203 ' 8,1 S102 ' n H2,0 bis Na20 ' A1203 ' 12,3 SiO2 ' n H2() erstreckt. Hierbei sind die Ausgangsstoffe als ein Natriumaluminat von der Art definiert, die unter der Marke »Alfloc« bekannt ist und 92 °/o NaA102 und eine Kieselsäuresuspension mit einer Alkalispur enthält. Nach der von diesem Verfasser beschriebenen Arbeitsweise wird die opalisierende Natriumaluminatlösung in die Kieselsäuresuspension eingegossen, die Mischung wird undurchsichtig und neigt zum Gerinnen. In den erhaltenen Produkten lag der Mordenit aber neben anderen kristallinen oder nichtkristallinen Arten vor. Bei diesen Präparaten wurden die Ausbeuten nur geschätzt. Diese Schätzung wurde auf Grund der Beobachtung von Röntgenstrahlendiagrammen angestellt, wobei die Adsorption beispielsweise des Sauerstoffs bei -185`C nur gelegentlich für die Bewertung der Ausbeute angewandt wurde. Die empfohlenen Arbeitsbedingungen bestanden in einer Temperatur zwischen 265 und 295'C und einem solchen Natrongehalt des Kieselsäuregels, daß der pH-Wert der Mutterlaugen nach der Kristallisation zwischen 8 und 10 liegen sollte.
  • Im Bereich der an Kieselsäure armen Zusammensetzung waren neben dem Mordenit andere Arten, insbesondere der Analcim, vorhanden. Am anderen Ende desselben Zusammensetzungsbereiches in der an Kieselsäure reichen Zone für ein Verhältnis von Siliciumdioxyd zu Aluminiumoxyd nahe 12 fand man ein wenig Mordenit in Gegenwart erheblicher Mengen anderer Arten. Die besten Ergebnisse wurden nach B a r r e r für einen Verhältniswert von Kieselsäure zu Tonerde nahe 10 erhalten.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren war die zu verwendende Kieselsäure als in der Form einer wäßrigen Suspension des Gels ohne irgendeine andere Präzisierung definiert. Es handelt sich dabei um einen Begriff, der alle Suspensionen von Kieselsäure umfassen kann, da diese in sehr verschiedenen Formen mit sehr verschiedenen Eigenschaften existieren.
  • Die experimentellen Untersuchungen der Erfinder haben nun ergeben, daß bei Anwendung des von B a r r e r angegebenen Verfahrens mit Kieselsäuresolen verschiedener Herkunft, deren Mehrzahl nicht gestattet, Mordenit zu erhalten, selbst wenn man ganz genau die von dem Verfasser beschriebene Arbeitsweise befolgt. Insbesondere haben das durch Einwirkung von Kohlensäuregas auf das Natriumsilicat gefällte frische Siliciumdioxyd sowie eine mit Salzsäure neutralisierte Natriumsilicatlösung, die unter verschiedenen Bedingungen dialysiert war, und sehr feine Siliciumdioxyde, wie sie im Handel unter den Marken »Levilite« und »Aerosil« bekannt sind, nicht die Gewinnung des Mordenits gestattet, sondern meistens erhielt man nur ein schlecht kristallisiertes Produkt bei Gegenwart von Analcim.
  • Das Verfahren zur Herstellung von kristallinem Mordenit durch Umsetzung eines aus dem Gemisch einer wäßrigen Natriumaluminatlösung mit einem wäßrigen Kieselsäuresol erhaltenen Gels in Gegenwart eines solchen Alkaliüberschusses, daß der pH-Wert der Mutterlauge nach der Kristallisation zwischen 7,5 und 11 liegt, durch Druckeinwirkung während mehrerer Stunden bei einer Temperatur zwischen 250 und 350°C, wobei das Molverhältnis von Si02 zu AI203 des Ausgangsgemisches zwischen 8 und 14 liegt, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Kieselsäuresol durch mindestens teilweise Deionisierung einer alkalischen Silicatlösung mittels eines Kationenaustauschers in der Wasserstofform erhalten wird.
  • Die Erfindung umfaßt mehrere Ausführungsformen, die durch die folgenden Merkmale für sich oder in Kombination gekennzeichnet sind: a) Das entionisierte Kieselsäuresol wird auf eine vorbestimmte Konzentration, die seine Beständigkeit Gegen die Neigung zur Gerinnung aufrechterhält, bis zu einer Kieselsäurekonzentration von höchstens ungefähr 30 Gewichtsprozent gebracht, bevor sie mit der Natriumaluminatlösung zusammengebracht wird.
  • b) Die Konzentration des Kieselsäuresols erfolgt nach der USA.-Patentschrift 2574902 durch Vergrößerung der Teilchengröße von weniger als 10 auf maximal 130 m#t, indem man das Kieselsäuresol auf 60'C bis etwa Siedetemperatur bei Atmosphärendruck erhitzt, bis es eine relative Viskosität von 1,15 bis 1,60 bei 10 °/o Si02 besitzt, und sodann ein Kieselsäuresol mit einem Gehaltanteilchen mit einem Durchmesser von weniger als 10 mii. unter Fortsetzung des Erbitzens so lange zusetzt, bis wenigstens fünfmal so viel Kieselsäure zugegeben wurde als ursprünglich vorhanden war. Statt dessen kann die Konzentrierung des Kieselsäuresols auch gemäß der USA: Patentschrift 2 577 485 erfolgen, indem man zu dem Kieselsäuresol mit einer Konzentration von bis zu 50 Gewichtsprozent Si02, einer relativen Viskosität von 1,15 bis 1,55, gemessen bei 100/, Si02 und pH 10, einer spezifischen Leitfähigkeit von weniger als 4,2 ' 10-1 Siemens/cm, gemessen bei 100/, Si02 und 28'C, und einem Gehalt an amorphen, dichten, nicht agglomerierten kugelförmigen Kieselsäureteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 10 bis 130 mu ein Alkalihydroxyd in einer Menge zusetzt, daß man ein Molverhältnis von Kieselsäure zu Alkalioxyd von 130:1 bis 500:1 erhält.
  • c) Das anfängliche Molverhältnis von SiO2 zu AI203 liegt vorzugsweise in der Nähe von 12 bis 13. d) Die Ausgangsmischung enthält einen Überschuß an Na,0 bis zu einem Molverhältnis von Na20 zu A1203 nahe dem Wert 2. Dieser Überschuß begünstigt die Kristallisation unter der Bedingung, daß die Behandlungsdauer nicht zu lange ausgedehnt wird.
  • e) Die Umsetzungstemperatur zwischen der Natriumaluminatlösung und dem Kieselsäuresol liegt in der Nähe von 280'C. Diese Temperatur wird mindestens 1 Stunde lang und bis zu 24 Stunden aufrechterhalten, nachdem sie erreicht worden ist.
  • Obgleich das deionisierte Kieselsäuregel nach der oben unter a) angegebenen Konzentrierung verwendet werden kann, kann es auch unmittelbar bei der Konzentration benutzt werden, die es nach seinem Durchgang durch den Ionenaustauscher besitzt. Unter den gewählten Kennzeichen für die Beschaffenheit und Reinheit für die Kontrolle des Syntheseproduktes, das nach der Erfindung hergestellt wird, ist die Adsorption systematisch angewandt worden. Der Wert der Adsorption gibt den Reinheitsgrad des erhaltenen Produktes wieder; denn die anderen neben dem Mordenit vorhandenen Arten, wie Analcim und Quarz, adsorbieren keinen Stickstoff. Die adsorbierte Sauerstoffmenge schwankt im selben Sinn wie die des Stickstoffs. Die Adsorption von Stickstoff genügt daher an und für sich. Die aus der Adsorption gezogenen Schlußfolgerungen sind nur brauchbar, wenn man weiß, daß man es mit der kristallinen Art von Mordenit zu tun hat. Das Röntgenstrahlendiagramm wird für jede Probe vorgenommen. Dabei sind die Genauigkeit und Intensität der beobachteten Strahlen schon eine Garantie für den wesentlichen Anteil der gesuchten kristallinen Art. Schließlich vervollständigt die chemische Analyse die Untersuchung der Proben. Die Zusammensetzung des natürlichen Mordenits ist derart, daß das Verhältnis von Kieselsäure zu Tonerde gleich 10 ist, und die besten kristallisierten Syntheseprodukte haben ein Verhältnis nahe bei 10. Eine solche Zusammensetzung des Gels, daß R = 13 ist, gestattet, mit Regelmäßigkeit einen Zeolith von guter Beschaffenheit zu erhalten.
  • Der nach der Erfindung hergestellte Mordenit ist in der Lage, Stickstoff rasch und in größerer Menge als Sauerstoff zu adsorbieren, wie dies bei dem unter der Handelsbezeichnung »Zeolith Linde 5 A« bekannten Zeolith sowie bei Zeolithen poröser Struktur, die ausreichend offen für die Adsorption von Stickstoff sind, der Fall ist. In dieser Hinsicht ist der Mordenit besonders interessant denn er adsorbiert den Stickstoff rasch und in einer größeren Menge als Zeolith Linde 5 A mit einem Trennfaktor zwischen Stickstoff und Sauerstoff von derselben Größenordnung.
  • Nachstehend werden einige Beispiele für die Herstellung von kristallinem Mordenit angegeben, die die Erfindung erläutern. Beispiel 1 Es wurde die Veränderung der Adsorption von Stickstoff bei 20°C unter einem Druck von 1013 Millibar in cm3, gemessen unter normalen Bedingungen, je Gramm (0°C, 1013 Millibar) als Funktion von verschiedenen Werten des Verhältnisses von Si02 zu A1203 = R im Ausgangsgel und des Verhältnisses Si02 zu A1203 = R' im erhaltenen Endprodukt untersucht. Zwecks Ermittlung der günstigsten Zusammensetzung des Ausgangsgemisches wurden die folgenden Feststellungen getroffen, deren Ergebnisse in der folgenden Tabelle zusammengestellt sind.
    Tabelle I
    Stickstoffadsorption bei 20°C
    1013 Millibar in cm3
    R R' gemessen unter
    Normalbedingungen
    je Gramm
    10 7,4 7,9
    11 8,2 12,6
    12 9,6 16,6
    12,5 10,1 17,6
    13 10,8 16,9
    Die Betrachtung dieser Tabelle erweist, daß die Werte nahe bei 12 bis 13 für die Zusammensetzung des Anfangsmolverhältnisses von Si02 zu A1203 besonders interessant sind. Beispiel 2 In 4 1 Wasser bringt man bei einer Temperatur von ungefähr 50°C 900 g Natriumaluminat von 39,40/, A1203 und 30 °/o Na20 sowie 212 g Natron in Tablettenform in Lösung. Die opalisierende Lösung versetzt man nach und nach mit 8,1 1 eines kolloidalen Kieselsäuresols, das nach den vorstehend genannten USA.-Patentschriften 2 574 902, 2 577 485 stabilisiert und von der unter der Marke »Syton 2 X« bekannten Art ist und 28,4 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd enthält. Die Dichte des Syton beträgt 1,19. Es wird ständig energisch gerührt, um das gebildete Gel zu homogenisieren. Anfangsverhältnis von Si02 zu A1203 ist gleich 13.
  • Man gießt das cremeartige Gel in einen Autoklav von 151 und erreicht nach 4 Stunden und 50 Minuten einen Druck von 65 Bar entsprechend einer Temperatur nahe 280°C. Dann hält man diesen Druck 2 Stunden lang aufrecht, worauf man das Gerät anschließend abkühlen läßt. Der gebildete kristalline Brei wird filtriert, gewaschen und getrocknet. Man erhält ungefähr 3 kg trockenes Pulver mit 90/, Hydratwasser.
  • Für die 10 nach diesem Beispiel hergestellten Teilmengen ermittelt man die Stickstoffadsorption bei 20°C unter einem Druck von 1013 Minibar, gemessen in cm' unter Normalbedingungen je Gramm (0°C, 1013 Millibar). Sie beträgt im Mittel 15,9 cm3 je Gramm wasserfreies Adsorbens. Die erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
    Tabelle II
    Teilmenge Nr.
    1 2 3 4 5 6 7 8 I 9 i 10
    Stickstoffadsorption bei 20°C, 1013 Millibar
    i
    in cm3, unter Normalbedingungen, j
    je Gramm ........ . . . .... . ... . . . . .. .. 16,1 ! 14,4 12 ; 16,6 ! 17,7j 15,4 17 15,9 17,6 I 16,9
    Das an dem hergestellten Pulverprodukt durchgeführte Röntgendiagramm ist kennzeichnend für Mordenit gemäß den Angaben in Spalte IV der nachfolgenden Tabelle III. Eine Untersuchung der verschiedenen Faktoren, die an Präparaten ähnlich dem des Beispiels 2 vorgenommen wurde, gestattet, folgende Schlüsse zu ziehen: Die Reihenfolge der Zugabe der nötigen Reaktionspartner bei der Zubereitung des Reaktionsgemisches hat keinen Einfluß auf die Beschaffenheit des hergestellten Produktes. Für die Bildung des Ausgangsgels ist es gleichgültig, ob man das unter der Marke »Syton 2X« bekannte kolloidale Kieselsäuresol in die Natriumaluminatlösung oder die Natriumaluminatlösung in das Syton 2X gießt. Die Art des mehr oder weniger energischen Rührens hat keinen merklichen Einfluß, vorausgesetzt, daß das erhaltene Gel schließlich sehr gut homogen ist. Das Reaktionsgel kann man unter Ausschluß von Luft zur Vermeidung von Austrocknung und Kohlensäureaufnahme mehrere Stunden und sogar mehrere Tage vor der Behandlung im Autoklav stehenlassen. Andererseits kann die Gesamtkonzentration dieses Gels ausgedrückt in Oxydgewichten (A1203 -f- Si0, + Na20) je Raumeinheit in weiten Grenzen schwanken, ohne daß die Beschaffenheit des gebildeten Mordenits verändert würde. Beispiel 3 Man erhält ein Kieselsäuresol, indem man langsam eine Natriumsficatlösung über eine Säule von Ionenaustauschharz (Kationenharz) mit phenolischem Gerüst der unter der Marke »Amberlite« bekannten Art fließen läßt. Aus der Kolonne tritt eine Kieselsäurelösung aus, die nahezu vollständig frei von Natriumionen ist. Zu der Lösung, die 2,06 g Natriumaluminat (37"/, A1203 und 420/, Na20) in 20 cm3 Wasser enthält, gibt man 120 cm3 5°/oige Kieselsäurelösung. Das Gel wird 15 Stunden auf 280'C gebracht. Das erhaltene kristalline Produkt liefert das Röntgenstrahlendiagramm des Mordenits. Das Produkt adsorbiert bei 20'C unter einem Druck von 1013 Minibar eine Stickstoffmenge von 13,6 cm- gemessen unter Normalbedingungen und eine Sauerstoffmenge von 4,5 cm3 gemessen unter Normalbedingungen.
  • Das Röntgenstrahlendiagramm der nach diesem Beispiel hergestellten Produkte ist kennzeichnend für Mordenit und entspricht den Angaben in Tabelle III, Spalte V. Beispiel 4 Die 3,5 g Natriumaluminat (37 °/o A1203 und 42 °/o Na20) in 20 cm3 Wasser enthaltende Lösung versetzt man mit 100 cm3 10°/oiger Kieselsäurelösung. Das Gel wird 3 Stunden auf 280°C gebracht. Das erhaltene Produkt zeigt das Röntgenstrahlendiagramm des Mordenits mit intensiven Linien. Die Adsorption je Gramm bei 20°C unter einem Druck von 1013 Millibar beträgt 12,7 cm3 Sauerstoff, gemessen unter Normalbedingungen.
  • Das Röntgenstrahlendiagramm des in diesem Beispiel hergestellten Produktes ist kennzeichnend für Mordenit und entspricht den Angaben in Tabelle III, Spalte V. Beispiel 5 Man erhält ein Kieselsäuresol, indem man langsam Kationenharz vom Amberlite-Typ zu einer verdünnten Natriumsilicatlösung gibt, die aus einem Harzprodukt (40 bis 42' B6 - Verhältnis von Si0, zu Na.0 = 3,3) gewonnen wurde. Die Silicatlösung enthält ungefähr 50 g Si0, je Liter. Der pH-Wert der Lösung ist am Anfang 11,7 und fällt bis auf den Wert 2,5. In diesem Augenblick unterbricht man die Zugabe des Harzes. Während der Harzzugabe wird die Lösung ständig gerührt.
  • Eine Lösung von 8,8 g Natriumaluminat (40,2°/o AI203 und 33,6°/o Na20) und 1,7 g festem reinem Natron versetzt man mit 500 cm3 Kieselsäuresol von 501, Si02. Das Verhältnis von Si0, zu A1203 beträgt 12 und von Na20 zu A1203 ist es gleich 2. Das gebildete Gel wird in einen Autoklav gebracht. Sobald die Bedingungen von Druck und Temperatur 65 Bar entsprechend 280"C erreicht haben, wird die Behandlung noch 2 Stunden aufrechterhalten. Das gebildete Produkt liefert ein Röntgenstrahlendiagramm, das für Mordenit bei Gegenwart einer kleinen Menge Analcim kennzeichnend ist.
  • Die Identifizierung der Syntheseprodukte in den Beispielen 2, 3 und 5 durch Röntgenstrahlendiagramme erfolgte durch Beugung an der Probe in Pulverform und unter Verwendung der Strahlung K x von Kupfer. Die interplanaren Abstände in !-Einheiten d (A) sowie die relativen Strahlenintensitäten 1/1o, wobei Io die Intensität der markantesten Linie ist, finden sich in der nachstehenden Tabelle III. Die Spalten I und 1I geben die interplanaren Abstände an, die für einen natürlichen Mordenit und einen künstlichen Mordenit von R. M. B a r r e r nach dem Aufsatz in Journal of the Chemical Society, 1948, Bd.2, S.158, ermittelt worden sind. Die relativen Intensitäten sind visuell geschätzt. Die Buchstaben bedeuten: ss = sehr starke Intensität, s = stark, ms = mittelstark und mw = etwas schwach.
  • In Spalte III finden sich die Werte des Mordenits (Ptilolite) der Angabe ASTM (American Society for Testing Materials) 6-0239, Ausgabe 1954. Die relativen Intensitäten sind visuell beurteilt und durch eine Zahl angegeben, die nur geschätzt und nicht gemessen ist. Sie Spalten IV, V und VI enthalten die Kennzeichen der nach der Erfindung hergestellten Produkte. Die relativen Intensitäten sind am Densitometer ausgehend von Beugungsabbildungen für Spalte V gemessen. In den anderen Beispielen sind die sieben Hauptlinien des Mordenits angegeben (in Spalte V durch Unterstreichung hervorgehoben).
    Tabelle III
    I II III IV V VI
    Natürlicher Künstlicher Mordenitangabe Beispiel 2 Beispiele 3 und 4 Beispiel 5
    Mordenit Natriummordenit ASTM Ptilolite
    d (A) d (Ä) d (t@) d (A) d (t@) 1/1o d (A)
    13,53
    13,5 s 13,4 ms 13,7 50 13,38 40 13,60
    10,24
    8,66 s 8,85 ms 9,10 90 8,92 9,06 50 9,06
    6,54 s 6,49 ms 6,61 90 6,48 6,57 55 6,58
    6,38 40 6,39
    Tabelle III (Fortsetzung)
    I II III IV V VI -
    Natürlicher Künstlicher Mordenitangabe Beispiel 2 Beispiele 3 und 4 Beispiel 5
    Mordenit Natriummordenit AS TM Ptilolite
    6,10 50 6,08
    5,72 m 5,66 mw 5,79 50 5,70 5,80 15 5,78
    5,03 10 5,05
    4,87 20 4,83
    4,50 s 4,50 ms 4,53 80 4,46 4,52 25 4,51
    4,14 30 4,15
    3,99 s 3,98 ss 4,00 90 3,94 4,00 60 3,98
    3,84 60 3,84
    3,76 20 3,76
    3,62 10 3,53
    3,56 10
    3,40 s 3,42 ss 3,48 100 3,43 3,47 100 3,47
    3,39 90 3,39
    3,31 10 3,29
    3,22 100 3,22
    3,15 s 3,15 s 3,16
    Die Betrachtung dieser Tabelle erweist die gute Übereinstimmung, die zwischen der Aufeinanderfolge der Linien hinsichtlich Lage und Intensität bei den gemäß der Erfindung erhaltenen und den natürlichen oder in der Bezugsliteratur angegebenen künstlichen Produkten vorhanden ist: Spalten I, II und III im Vergleich zu der Identifizierung der synthetischen Verbindungen in Kolonnen IV, V und VI. Die geringen Abweichungen zwischen den Werten der interplanaren Abstände besagen nichts hinsichtlich der kristallinen Struktur oder der Identität des Mordenits und sind bedingt durch die verschiedene Herkunft der Muster, insbesondere durch kleine Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung.
  • Bei der Kontrollprüfung von künstlichen Produkten beschränkt man sich meistens auf die Untersuchung der sieben Hauptlinien, deren Aufeinanderfolge für den Mordenit völlig charakteristisch ist.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von kristallinem Mordenit durch Umsetzung eines aus dem Gemisch einer wäßrigen Natriumaluminatlösung mit einem wäßrigen Kieselsäuresol erhaltenen Gels in Gegenwart eines solchen Alkaliüberschusses, daß der pH-Wert der Mutterlauge nach der Kristallisation zwischen 7,5 und 11 liegt, durch Druckeinwirkung während mehrerer Stunden bei einer Temperatur zwischen 250 und 350°C, wobei das Molverhältnis von Si02 zu A1203 des Ausgangsgemisches zwischen 8 und 14 liegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kieselsäuresol durch mindestens teilweise Deionisierung einer alkalischen Silicatlösung mittels eines Kationenaustauschers in der Wasserstofform erhalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das deionisierte Kieselsäuresol einer Konzentrierung bis zu einer Siliciumdioxydkonzentration von höchstens ungefähr 30 Gewichtsprozent unterzogen wird, bevor es mit der Natriumaluminatlösung zusammengebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilchengröße des Kieselsäuresols von weniger als 10 auf maximal 130 m#t vergrößert, indem man das Kieselsäuresol auf 60°C bis etwa Siedetemperatur bei Atmosphärendruck erhitzt, bis es eine relative Viskosität von 1,15 bis 1,60 bei 10 °/o Si02 besitzt, und sodann ein Kieselsäuresol mit einem Gehalt an Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 10 m;-. unter Fortsetzen des Erhitzens so lange zusetzt, bis wenigstens fünfmal so viel Kieselsäure zugegeben wurde als ursprünglich vorhanden war.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zu dem Kieselsäuresol mit einer Könzentration von bis zu 50 Gewichtsprozent SiO2, einer relativen Viskosität von 1,15 bis 1,55, gemessen bei 10°/o Si02 und pH 10, einer spezifischen Leitfähigkeit von weniger als 4,2- 10-4 Siemens/cm, gemessen bei 10 °/o Si02 und 28°C, und einem Gehalt an amorphen, dichten, nicht agglomerierten kugelförmigen Kieselsäureteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 10 bis 130 m#L ein Alkalihydroxyd in einer Menge zusetzt, daß man ein Molverhältnis von Kieselsäure zu Alkalioxyd von 130:1 bis 500:1 erhält.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Si02 zu A1203 des Ausgangsgemisches bei etwa 12 bis 13 liegt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsgemisch einen Überrschuß an Na20 bis zu einem Molverhältnis von Na2,0 zu A1203 von etwa 2 enthält.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Umsetzung der Natriumaluminatlösung mit dem Kieselsäuresol bei etwa 280°C liegt und mindestens 1 bis 24 Stunden nach ihrer Erreichung aufrechterhalten wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1098 927, 1100 010.
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