DE2140481A1 - Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Alumosilikates - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines kristallinen AlumosilikatesInfo
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- C01B33/2838—Zeolitic 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 faujasite type, or type X or Y (UNION CARBIDE trade names; correspond to GRACE's types Z-14 and Z-14HS, respectively)
- C01B33/2853—Zeolitic 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 faujasite type, or type X or Y (UNION CARBIDE trade names; correspond to GRACE's types Z-14 and Z-14HS, respectively) of type Y
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Description
2U0481
W.R. Grace & Co. (USA 63 657 - prio 13.8.1970
3, Hanover Square A/17992 - 8461)
"~ Hamburg, den 10. August 1971
Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Alumosilikates
Die Erfindung betrifft die Herstellung kristalliner Alumosilikate,
welche allgemein als Molekularsiebe oder synthetische
Zeolithe bezeichnet werden.
Paujasit ist ein in der Natur vorkommendes zeolithisches
Alumosilikat.mit einer charakteristischen Röntgenstruktur.
Die synthetischen, von der Linde Division der Firma Union Carbide als Zeolith X und Zeolith Y bezeichneten Produkte
werden allgemein als synthetische Faujasite bezeichnet; Zeolith Y ist in der USA-Patentschrift 3' 103 007 beschrieben
und ähnelt prinziyiell dem Zeolith X, wie er in der USA-Patentschrift
2 882 244 beschrieben ist. Die in der USA-Patentschrift
3 103 007 für den Zeolith Y angegebene chemische Formel ist die folgende
0.9 - 0V2 Na2OiAl2O :Al2O3 : WSiO3 : XH2O
in der W einen Wert von mehr 3 und bis zu etwa 6 aufweist und X einen Wert bis zu 9 haben kann.
Diese Faujasitphase unterscheidet sich von dem als Zeolithtyp X bezeichneten Zeolith durch das Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis
„ Das Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis
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hat einen Einfluß auf wesentliche physikalische Eigenschaften des Paujasits. Der synthetische Paujasit mit
einem Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis von mehr als H und vorzugsweise von etwa 5 ist thermisch stabiler
als das gleiche Produkt mit einem niedrigeren Siliciumdioxyd: Aluminiumoxyd- Verhältnis. Demgemäßist Faujasit mit
. hohem Siliciumdioxydgehalt besonders wertvoll als
Bestandteil von Katalysatoren oder für bestimmte selektive ™ Adsorptionsverfahren,bei welchen der Zeolivh während der
Regenerierung hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
Bei der Synthese eines Fauj.asits ist. ein geeignetes preiswertes
Ausgangsmaterial für das Siliciumdioxyd Natriumsilikat, doch sine1, mit der Verwendung von Natriumsilikat Schwierigkeiten
verbunden, wenn ein Paujasit mit hohem Siliciumdioxydgehalt hergestellt wird, weil ein Überschuß an Natriumhydroxyd
in das System eingeführt wird, das die Reaktion des Silicium-) dioxyds mit Alumin.'umoxyd verhindern kann. Aluminiumoxyd wird
normalerweise in Form von Natriumaluminat eingesetzt. Für einen Faujasit mit hohem Siliciumdioxydgehalt ist es deshalb
im .allgemeinen erforderlich, zumindest einen Teil des Siliciumdioxyds
in einer teureren Form, z.B. als Kieselsäuresol oder als feinteilige Kieselsäure, einzusetzen.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird nur ein Teil des
Aluminiumoxyds ii Form von Natriumaluminat eingesetzt (z.B. 10 bis 90 % des insgesamt erforderlichen Aluminiumoxyds, vor-
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zugsweise 65 bis 90 %), während der Rest, vorzugsweise 10
bis 35 % $ in Form eines Aluminiumsalzes, wie Aluminiumchlorid,
-nitrat oder besonders bevorzugt -sulfat zugegeben wird, wobei die Kristallisation der Zeolithe in Gegenwart
von Keimzentren erreicht wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung kristalliner Alumosilikate mit Paujasitstruktur
und einem Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis von mehr als etwa *J durch Herstellen einer die Reaktionspartner
3-6 Na2O : Al3O3 : 8-12 SiO2 : 120-200 H3O
enthaltenden Reaktionsaufschlämmung durch Vermischen von Lösungen von Natriumsilikat, Natriumaluminat und Aluminiumchlorid,
- sulfat oder -nitrat mit Keimzentren in einer Menge entsprechend etwa 0,1 bis 10 GewjS des Reaktionsgemisches, Erhitzen auf etwa 100°C für eine zur Kristallisation
ausreichende Zeit, Waschen, Trocknen und Isolieren des Produktes.
Das bevorzugte Verfahren gemäß Erfindung enthält die folgenden Schritte:
a) Herstellen einer Natriumsilikatlösung in einer Konzentration entsprechend dem angestrebten Siliciumdioxydgehalt
in dem Endprodukt
b) Herstellen einer Aluminiumsulfatlösung mit einem Gehalt von etwa 10 bis 90 Gew$ des gewünschten Aluminiumoxyds
c) Herstellen einer Natriumaluminatlösung mit einem Gehalt von etwa 10 bis 90 Gew% des angestrebten Aluminiumoxydgehaltes
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-4- . 2HÜ481
d) Herstellen einer Aufschlämmung von Keimzentren
e) Vermischen der Silikat-, Aluminiumsulfat- und der Aluminatlösungen
f) Zugabe einer etwa 0,1 bis 10 Gew£ des Reaktionsgemisches entsprechenden Menge an Keimzentren
g) Erhitzen auf etwa 1000C für eine zur Kristallisation
ausreichende Zeit und
h) Waschen, Trocknen und Isolieren des Produktes.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein erheblicher
Teil des zur Herstellung des Paujasits benötigten Aluminiumoxyds
durch die Zugabe der Aluminiumsalz-, z.B. -sulfatlösung mit einem Gehalt von z.B. 2 bis 12 GewjS Aluminiumoxyd zugesetzt.
Eine Natriumsilikatlösung wird mit der Aluminiumsulfatlösung vermischt. Eine Natriumaluminatlösung wird zugesetzt,
um das restliche erforderliche Aluminiumoxyd bereitzustellen. Die Keimzentren werden der Reaktionsaufschlämmung entweder
vor odernach der Zugabe des Aluminate zugefügt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend bis fast zum Sieden (82 bis 1040C)
erhitzt, bis der Zeolith gebildet ist. Die Bildung des Zeolithe ist normalerweise nach 2 bis 10 Stunden vollständig.
Die in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Keimzentren
wirken als Impflinge zur Beschleunigung de.1 Kristallisation
und sind vorzugsweise "amorph", das heißt sie sind nicht kristallin oder zu klein, um Kristallinität zu zeigen.
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Die Verwendung von Keimzentren zur Unterstützung der Bildung von Impflingen ist bereits Gegenstand eines
älteren Vorschlages. In der Patentanmeldung P 19 30 705.2 ist beispielsweise die Herstellung sowohl von kristallinen
als auch von"amorphen" Keimzentren beschrieben. Diese werden
durch ein Verfahren erhalten, das dem Verfahren zur Her-
Stellung von Zeolithen ähnelt, wobei jedoch für die Gewinnung amorpher Impflinge der Kristallisationsschritt entfällt, so
daß Keimzentren mit der chemischen Zusammensetzung von Zeolithen, in Form winziger Teilchen aus dem Reaktionsgemisch
isoliert werden, welche zu klein sind, um Kristallinität zu zeigen, wenn sie mit Hilfe der üblichen Röntgenbeugungsmethoden
untersucht werden, welche zur Kennzeichnung echter Zeolitic dienen. Die durchschnittliche Teilchengröße liegt
unter 0,1,um.
Die im Rahmen des vorliegenden Verfahrens verwendeten Keimzentren sind .orzugs*eise "amorphe" Impflinge. Sie
müssen nicht gleiche Zusammensetzung wie der mit Hilfe der Impftechnik hergestellte Zeolith aufweisen. Die bevorzugten
Keimzencren sind Natriumalumosilikatteilchen von kolloidalen Abmessungen mit einer Größe im Bereich von 0,005 bis 0,05 /Um,
welche die Zusammensetzung
O.p - 0.1 Na2O : Al2O3 : 2.5 - 0.2 SiO2
Imben. Sie können auf die folgende Weise hergestellt werden:
a) ein Na20-Al20,-Si02-Gemisch wird aus Natriumaluminat,
Natriumsilikat, Natriumhydroxyd und Wasser hergestellt,
so daß die Zusammensetzung wie folgt ist 109808/1381
15-2 Na2O
m - 2 sio2
350 - 50 H2O
Die Zusammensetzung wird^durch Vermischen der Bestandteile
bei einer Temperatur von etwa 35°C oder niedriger hergestellt
b) Altern des Gemisches bei einer Temperatur von etwa 35°C oder darunter.
Die auf diese Weise*hergestellten Impflinge zeigen keine
Kristallstruktur, wenn man sie mit Hilfe der üblichen Röntgenoeugungsmethoden untersucht. Obgleich diese Impfli.ige
ein bestimmtes Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis aufweisen,
können sie zur Bildung von Faujasiten mit beliebigen Siliciumdioxyd;Aluminiumoxyd-Verhältnissen von 2 bis etwa 5
dienen. Das Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis der Impflinge muß somit nicht dem Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis
dee gewünschten Endprodukts entsprechen.
Die Impflinge können im vorliegenden Fall amorph oder mikro kristallin
sein. Jedenfalls zeigen sie bei Untersuchung mit tels des Röntgenbeugungsverfahrens keine Kristallstruktur.
Dies kann auf ihre äußerst kleine Größe oder darauf zurückzuführen sein, daß sie tatsächlich amorph sind.
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Es ist zu beachten, daß bei diesem Verfahren keine hydrothermische Kristallisation stattfindet, wie sie normalerweise
bei der Synthese von Zeolithen Anwendung findet.
Bei dem herkömmlichen Verfahren wird das Reaktionsprodukt bei unterschiedlichen Temperaturen 1 bis 4 Tage lang gealtert.
Bei Anwendung der Impfmethode kann die Alterungsdauer ganz erheblich verkürzt werden.
•er
Der erste Schritt des Verfahrens ist die Herstellung eines Precursor-Gemisches. Die Menge an Natriumsilikat, welche für
ein Reaktionsgemisch mit dem richtigen Siliciumdioxydgeha\v benötigt wird, läßt sich aus handelsüblichem Natriumsilikat
"erhalte.!, welches ein Siliciumdioxyd:Natriumoxyd-Verhältnis
von etwa 3»3 : 1 aufweist.
Das Natriumsilikat kann gewünschtenfalls verdünnt werden, obgleich
eine derartige Verdünnung für das Verfahren nicht wesentlich ist.
In dem zweiten Schritt des Verfahrens wird die Natriumaluminat· lösung durch Auflösen der geeigneten Menge Aluminiumoxydtrihydrat
in Natriumhydroxyd hergestellt. Die Natriumaluminatlösung wird so angesetzt, daß sie etwa 10 % Aluminiumoxyd und
itwa 8,3 bis 8,8 % Na3O enthält.
Die in dem vorliegenden Verfahren verwendete Menge an derartiger Aluminatlösung wird dadurch stark vermindert, daß eine
handelsübliche Aluminiumsulfatlösung mit einem Aluminiuruoxyd-
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gehalt von 2 bis 12 Gew£ zugesetzt wird, um einen Teil
des erforderlichen Aluminiumoxyds bereitzustellen.
Der nächste Schritt des Verfahrens ist die Herstellung der Aufschlämmung von Keimzentren (Impflingen). Brauchbare
Ergebnisse werden erreicht, wenn man.die Aufschlämmung durch Auflösen von handelsüblichem Aluminiumoxyd in Natriumhydroxyd
herstellt und diese Lösung mit einer handelsüblichen Natriumsilikatlösung vermischt. Die Lösungen werden günstigerweise
in der Weise vermischt, daß man die Aluminatlösung unter starkem Rühren der Silikatlösung zusetzt. Die Aufschlämmung
wird bei Zimmertemperatur 2k Stunden läng stehengelassen. Eine
geeignete Impfaufschlämmung wird durch Vermischen von Lösungen erhalten, welche die folgenden Molverhältnisse aufweisen:
SiO2/Al2O,
. 15-17 19-21.
Die Keimzentren können weiterhin durch Vermischen der Ausgangsstoffe
in oben angsgebenen Verhältnissen und etwa einstündiges Erhitzen der Aufschlämmung auf 60 C erhalten werden.
Die oben bereits erwähnte. Patentanmeldung beschreibt ein Verfahren zur Gewinnung von Keimzentren durch etwa vierstündige
Alterung bei Zimmertemperatur. Diese Alterungszeit läßt sich durch Erhitzen aul 6O0C auf etwa 1 Stunde verkürzen.
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— Q -
Bei dem Verfahren wird ein Reaktionsgemisch hergestellt, welches 3 bis 6 Mol Na0O, 1 Mol Al9O,, 8 bis 12 Mol Siliciumdioxyd
und 120 bis 200 Mol Wasser enthält. Die Aluminiumsulfatlösung wird normalerweise der Natriumsilikatlösung zugesetzt.
Nach Beendigung der Zugabe der einzelnen Reaktionspartner
wird die gebildete Aufschlämmung eine zeitlang. gerührtv- ■: - \"'
Brauchbare Ergebnisse werden erhalten, wenn die Aufschlämmung 5 bis 15 Minuten lang gerührt wird, Anschließend wird eine
Aufschlämmung von Keimzentren (Impflingen) zugefügt. Die Keimzentren werden üblicherweise in einer solchen Menge
zugesetzt, daß ihre Konzentration,bezogen auf das angestrebte
Endprodukt, etwa 0,1 bis 10 Gew# beträgt. Zwar können größere Mengen an Impflingen ohne nachteiligen Effekt Verwendung finden,
doch führen Mengen über 10 % zu keiner merklichen weiteren Steigerung der Bildungsgeschwindigkeit für das Endprodukt.
Ein etwa 10 Minuten lang dauerndes Vermischen ergibt eine gute Dispergierung der Impflinge in dem Reaktionsgemisch.
Der nächste Schritt ist die Zugabe der erforderlichen Menge
an Natriumaluminat zur Erreichung des richtigen Molverhältnisses
in dem Reaktionsgemisch. Die Molverhältnisse von Aluminiumsulfat zu Natriumaluminat betragen, bezogen auf Al-O.,, üblicherweise
0,1 und 0,7. Die Reihenfolge der Zugabe kann geändert werden u·id das Natriumaluminat kann in das Silikat/Aluminiumsulfat-Gemisch
vor der Zugabe der Impflinge eingemischt werden.
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Der nächste Schritt des Verfahrens ist die Alterung bzw. der Kristallisationsschritt. Der Kristallisationsschritfc
wird etwa 2 bis 18 Stunden lang durchgeführt. Die Kristallisation
ist«normalerweise nach etwa 7 Stunden vollständig. Die Kristallisation wird durch Erhitzen derAufschlämmung auf eine
Temperatur von etwa 80 bis 120°G und Aufrechterhaltung
dieser Temperatur durchgeführt. Der Portschritt der Kristallisation
läßt sich durch Entnahme von Proben aus dem Reaktionsgemisch
zu bestimmten Zeitpunkten und Bestimmen der Produktoberfläche verfolgen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die nachfolgenden
speziellen Beispiele dienen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
Eine Keimzentren(Trnpfling)Aufschläniraung wurde durch Auflösen
von 26 g Aluminiumoxydtrihydrat in einer 153 g Natriumhydroxyd^
in 279 ml Wasser enthaltenden Lösung hergestellt. Eine Natriumsilikatlösung mit einem Siliciumdidxyd:Natriumoxyd-Verhältnis
von etwa 3,3 : 1 wurde durch Zusatz von 310 g Wasser zu 32 5 g
des Silikats hergestellt. Die beiden Lösungen wurden durch Zugabe der Silikatlösung zu der Natriumaluminatlösung mit
einer Geschwindigkeit von 150 ml je Minute unter kräftigem Rühren während der gesamten Vermischungsdauer zusammengegeben.
Das Gemisch wurde 24 Stunden lang bei Zimmertemperatur stehengelassen
und war dann gebrauchsfertig. Die Molverhältnisse der einzelnen Reaktionspartner waren wie folgt:
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SiO2/Al2O
Λ 15"17
H20/Na20 19-21.
Dieses Beispiel dient der Erläuterung der Herstellung des Faujasits unter Verwendung von Aluminiumsulfat als Teil des
Ausgangsmaterials für das„ Aluminiumpxyd in dem Reaktionsgemisch.
Ingesamt 2223 g einer 37,8 Be Natriumsilikatlösung wurden mit einer 120 g handelsübliches Aluminiumsulfat (Al2O,-Gehalt
16,9 %) und 481 g Wasser enthaltenden Lösung vermischt. Anschließend wurden 293 g Keimzentren zu diesem Gemisch
zugesetzt. Eine Natriumaluminatlösung würde durch Auflösen von 126 g eines handelsüblichen Aluminiumoxydtrihydrats in
191 g einer 50,5 Gewji Natriumhydroxyd enthaltenden Lösung
bei 39°C auf-gelöst,. Die Lösung wurde durch Zugabe von 310 g
Wasser verdünnt und auf 37,80C abgekühlt. Diese Aluminatlösung
wurde zu den übrigen Ausgangsstoffen zugefügt. Die Reaktionsaufschlimmung enthielt die einzelnen Ausgangsstoffe in den
folgenden Molverhältnissen:
1 Al2O3 : 4.2 Na2O : 10.2 SiO3 : 144 H3D.
Die Aufschlämmung wurde digeriert und auf 99 C erhitzt und
10 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten. Ein Röntgenbeugungsdiagramm
des Produktes zeigte, daß es 96 % Zeolith
ukt wies eine Q
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2 enthielt. Das Produkt wies eine Oberfläche von 840 m /£
- 12 -
ο
und eine Elementarzelle von 2*1,68 A auf.
und eine Elementarzelle von 2*1,68 A auf.
Das Beispiel erläutert die Herstellung des Zeoliths unter Vermischen der Silikat-, Aluminiumsulfat- und Natriumaluminatlösungen
vor der Zugabe der Keimzentren.
Es wurde eine Aufschlämmung hergestellt, welche die einzelnen Ausgangsstoffe in den folgenden Molverhältnissen enthielt:
1 Al2O3 : k.2 Na2O : 10.2 SiO2 : 134 H3O
Die Mengen an Ausgangsverbindungen waren die gleichen wie in Beispiel 2. Die einzelnen Reaktionspartner wurden in der
folgenden Weise zusammengegeben. Das Aluminiumsulfat wurde
ta
zu der Silikatlösung zugesetzt, die Natriumaluminatlösung
wurde zu der Aufschlämmung von Silikat und Aluminiumsulfat zugefügt und zuletzt wurde die Aufschlämmung der Keimzentren
zugesetzt.
Das Gemisch wurde digeriert und auf 99°C erhitzt und bei dieser Temperatur 10 Stunden lang gehalten. Das Röntgenbeugungsdiagramn
des Produktes zeigte, daß es 82 % Faujasit enthielt.
Das Produkt wies eine Oberfläche von 985 m /g und Elementarzelle
ο
von 24,67 A auf.
von 24,67 A auf.
Bei diesem Versuch wurden zwei Ausgangsmischungen hergestellt, welche ein Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis von 9:1
bzw. 10:1 aufwiesen.
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Bei Herstellung der Reaktionsaufschlämmung mit einem Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis von 9Jl wurden
insgesamt 1970 g einer 38,2° Be Natriumsilikatlösung mit einer 143 g handelsübliches Aluminiumsulfat (Aluminiumoxydgehalt
16,9 %) und 413 g Wasserenthaltenden Lösung vermischt.
Insgesamt 392 g der Keimzentren wurden diesem Gemisch zugefügt. Eine Natriumaluminatlösung wurde hergestellt, indem
120 g eines handelsüblichen Aluminiumoxydtrihydrats in 172 g einer 50,5 Gew# Natriumhydroxyd enthaltenden Lösung zusammen
mit 282 g Wasser auf 99°C erhitzt wurden. Das Gemisch wurde auf 99°C erwärmt und 7 Stunden lang bei dieser Temperatur
ο gehalten. Das Produkt besaß eine Elementarzelle von 24,65 Λ
und eine Oberfläche von 827 m /g.
Bei einem Siliciumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis in dem
Reaktionsgemisch von 10:1 wurden insgesamt 2223 g einer 37»8 Be
Natriumsilikatlösung mit einer 120 g handelsübliches Aluminiumsulfat
(Aluminiuimxydgehfilt 16,9 %) und 48l g Wasserenthaltenden
Lösung vermischt. Anschließend wurden 392' g Keimzentren zugefügt,
Eine Natriumaluminatlösung wurde durch Auflösen von 126 g eines handelsüblichen Aluminiumoxydtrihydrats in 191 g einer
50,5 Gew? Natriumhydroxyd enthältenden, auf 99°C erhitzten
Lösung aufgelöst. Die Lösung wurde durch Zugabe von 310 g
Wasser verdünnt und auf 37,80C gekühlt. Die Aluminatlösung
vurde in die Silikat- und Aluminiumsulfatlösung eingemischt, welche die Impflinge enthielt, worauf die Aufschlämmung auf
eine Temperatur von 99°C gebracht, kräftig gerührt und 7 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten wurde.
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Die Analyse des Produktes, welches aus dem Gemisch mit einem Anfangs-Silieiumdioxyd:Aluminiumoxyd-Verhältnis
von 10:1 erhalten wurde, zeigte, daß 96 % des Produktes das Röntgenbeugungsbild von Paujasit besaßen. Die Elementar-
o
zelle des Produktes betrug 24,98 A und die Oberfläche
zelle des Produktes betrug 24,98 A und die Oberfläche
840 m2/g.
Beispiel 5
W In diesem Beispiel wurden Aluminiumsulfat lösungen als Ausgangsmaterial für einen Teil des Aluminiumoxyds verwendet.
Es wurden drei Versuche durchgeführt, wobei mit Hilfe von Aluminiumsulfat λΟ, 10 und 20 % des Aluminiumoxyds in dem
Reaktionsgemisch bereitgestellt wurden.
Bei diesen Versuchen wurden die Reaktionsgemische so hergestellt, daß das Siliciumdioxyd;Aluminiumoxyd-Verhältnis
10:1 betrug. Bei jedem dieser Versuche wurden die Auffc schlämmungen so eingestellt, daß sie die gewünschten Mengen
an Natriumsilikat und Natriumaluminat enthielten. Eine Lösung
von Aluminiumsulfat wurde anschließend unter kräftigem Rühren zugesetzt.Insgesamt 200 ml Impflinge. wurden je Mol Al3O5
zugefügt und das Gemisch wurde 6 Stunden lang erhitzt. Die Molverhältnisse der Ausgangsverbindungen bei jedem der Versuche
sowie die Oberfläche, der Na3O- und der SiO3ZAl3O Gohalt
der Produkte sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
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Ein Vergleich der Ergebnisse zeigt, daß ein Gemisch von Aluminiumsulfat und Natriumaluminat verwendet werden kann,
um den Na2O-Gehalt und damit das SiO3/Al2O..-Verhältnis
im Produkt einzustellen. Zwar wurde die größte Oberfläche bei den in der Tabelle I zusammengefaßten Versuchen dann
erhalten, wenn 20 % des Aluminiumoxyds in Form von Aluminiumsulfat zugesetzt wurden, doch ist dies ohne Zweifel auf
Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Verhältnissen für die Ausgangsstoffe zurückzuführen. Für den Fachmann ist
deutlich, daß die niedrigeren Mengen an Aluminiumsulfat zu Produkten mit hoher Oberfläche geführt hätten, wenn die Verhältnisse
zwischen Na2O, SiO2 und H2O in den Ausgangsverbindungen
auf die optimalen Werte eingestellt worden wären
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Claims (1)
- Patentans prüche1. Verfahren zur Herstellung kristalliner Alumosilikate mit Paujasitstruktur und einem Siliciumdioxyd:Aluminiumoxydverhältnis von mehr als etwa *\ durch Herstellen einer die Reaktionspartnerχ Na2O : Al2O5 : y SiO3 : ζ H2Oenthaltenden Reaktionsaufschlämmung durch Vermischen wäßriger Natriumsilikat- und Natriumaluminatlösungen, Erhitzen auf 100°C für eine zur Kristallisation ausreichenden Zeit sowie Waschen, Trocknen und Isolieren des Produktes, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ausgangsmischung verwendet, die auch Aluminiumsulfat, -chlorid oder -nitrav enthält, so daß eine Aufschlämmung erhalten wird, in der χ = 3 bis 6, y = 8 bis 12.und ζ = 120 bis 200 sind und daß man die Kristallisation in Gegenwart von Keimzentren durchführt .2. Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Alumosilikats mit Iaujasitstruktur und einem Siliciumdioxyd;Aluminiumoxyd-Verhältnis von mehr als etwa 4, gekennzeichnet durch folgeniSchritte:a) Herstellen einer Natriumsilikatlösung in einer für den angestrebten Siliciumdioxydgehalt des Endproduktes ausreichenden Konzentrationb) Herstellung einer Aluminiumsulfatlösung, welche etwa 10 bis 90 Gewi? des erforderlichen Aluminiumoxyds enthält209803/1381c) Herstellung einer Natriumaluminatlösung, welche etwa10 bis 90 GewjS des erforderlichen Aluminiumoxyds enthältd) Herstellen einer Keimzentrenaufschlämmunge) Vermischen der Silikat-, Aluminiumsulfat- und Aluminatlösungenf) Zusetzen einer etwa 0,1 bis 10 Gem% des Reaktionsgemischesentsprechenden Menge an Keimzentren g) Erhitzen auf etwa 37,8°C für eine zur Kristallisationausreichenden Zeit und
ψ h) Waschen, Trocknen und Isolieren des Produktes.3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Keimzentren aus einem Reaktionsgemisch herstellt, indem die einzelnen Ausgangsverbindungen in den folgenden Molverhältnissen vorliegenNa2OZAl2O3 15-17O5 19-21.1I. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa 10 bis 40 % des Aluminiumoxyds in dem Endprodukt durch Zugabe von Aluminiumsulfat zu dem Reaktionsgemisch einsetzt.5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man .eine Ausgangsaufschlämmung mit den folgenden Molverhältnissen für die Ausgangsverbindungen herstellt3.5 - 0.1 Na2O : Al,0, : 9.1 - 0.4 SiO3 : 131 - 10 H3O, 209808/1381- 19 - 2U0481wobei das Na„O als Base titrierbar ist, indem mana) eine Natriumsilikatlösung mit einem Siliciumdioxyd: Natriumoxyd-Verhältnis von etwa 3j3 ' 1 verwendet,b) eine Aluminiumsulfatlösung, welche etwa 10 bis 35 Gew% des erforderlichen Aluminiumoxyds enthält, der Silikatlösung zusetzt,c) eine 0,1 bis 10 Gewj5 desReaktionsgemisches entsprechende Menge an Keimzentren zu der Silikat/Aluminiumsulfat-Auf schlämmung zufügt und eine Lösung von Natriumaluminat zusetzt, welche 90 bis 65 GewjS des erforderlichen Aluminiumoxyds enthält.6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man als Keimzentren Natriumalumosilikattoilchen verwendet, welche eine Teilchengröße von weniger als 0,1,um aufweisen, und welche röntgenamorph sind.ugs:sßh.209808/ 138
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US6365770A | 1970-08-13 | 1970-08-13 |
Publications (3)
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