FI62961B - Foerfarande foer framstaellning av katjonutbytesmaterialier betaoende av ett syntetiskt amorf alkalimetallaluminiumsili ka - Google Patents

Description

ΓΒΐ KUULUTUSJULKA.SU /oq^ jgSjft w <11> UTLÄGGNINGSSKRIFT Ο^^ΟΊ (45) p Λ i „,,). c - 'j r’ 1 a t 3 3 B 01 J 39/14, (51) K».ik. /tatci. c 01 B 33/28 SUOMI —FINLAND (21) (Wttlh.k.mu.-lhK.Miiweknlni T53112 (22) H*k*miipilvt — AiMöknlnpd*( 06.11.75 ^ ^ (23) Alkupllvt—GUtighatad·! 06.11.75 (41) Tullut luikituksi — Blivlt off«ntli| 09.05.76 Ρ,ΜΛρμ ja r.kiitwih.llltm

Patent· och registerctyralMn ' 7 amMcm uti»*d och utUkrtftun pubUcund 31.12 . 82 (32)(33)(31) Pry4«tty Kuolkwi —BufiH prtorltM 08.11.71 10.10.75 USA(US) 522375, 62131¾ (71) J.M. Huber Corporation, Thornall Street, Locust, Nev Jersey, USA(US) (72) Lloyd Eugene Williams, Bel Air, Maryland, Robert Kenneth Mays,

Havre de Grace, Maryland, USA(US) (7¾) Oy Kolster Ab (5¾) Menetelmä synteettisestä, amorfisesta alkalimetallialuminiumsilikaa-tista koostuvien kationinvaihtomateriaalien valmistamiseksi -Förfarande för framställning av katjonutbytesmaterialier bestäende av ett syntetiskt, amorf alkalimetallaluminiumsilikat Tämä keksintö koskee synteettisiä, amorfisia, saostettuja aluminosilikaatteja ja erittäin kohonneet kationinvaihto-ominai-suudet omaavien amorfisten alkalimetallialuminosilikaattien valmistusta .

Kationinvaihtomateriaalit ja niiden käyttö esim. veden peh-mityksessä ovat alalla hyvin tunnettuja. Vaikka monilla tuotteilla tiedetään olevan sellaiset ominaisuudet, yleensä erikoisen sopiva ioninvaihtajien luokka on niin kutsutut zeoliitit, joita esiintyy sinänsä luonnossa tai joita voidaan valmistaa synteettisesti. Kiteistä aluminosilikaattia olevien zeoliittien rakenne perustuu SiO^- ja A104~tetraedrien avoimeen kolmiulotteiseen runkoon. Synteettisten zeoliittien erityisesimerkkejä, niiden valmistusmenetelmiä kuten myös niiden käyttöä ioninvaihtajina, absorboivina aineina ja sen kaltaisena kuvataan US-patenttijulkaisuissa 2 882 243, 3 008 803, 2 962 355, 2 995 358, 3 010 789, 3 012 853 ja 3 130 007.

2 62961

Muut tunnetut kationinvaihtomateriaalit ovat kationinvaihto-geelejä, jotka ovat natriumsilikaatin ja alumiiniyhdisteiden reaktiolla valmistettuja rakeisia tuotteita. Näitä tuotteita on jossain määrin käytetty suurimittakaavaisessa veden pehmityksessä kalsiumin ja magnesiumin poistamiseksi vedestä ja ne voidaan regeneroida johtamalla NaCl-liuos kovista rakeista muodostuvan suodatinkerroksen läpi. Tässä suhteessa katso US-patenttijulkaisut 1 586 764, 1 717 777, 1 848 127 ja GB-patenttijulkaisu 177 746.

Viime vuosina on valmistettu suuri määrä synteettisiä, amorfisia, saostettuja natriumaluminosilikaattipigmenttejä, joita valmistetaan ja myydään tavaramerkillä "Zeolex". Esimerkkejä näistä tuotteista ja niiden valmistusmenetelmiä esitetään US-patenttijulkaisussa 2 739 073 ja 2 848 346. Sellaisten pigmenttien on havaittu olevan hyödyllisiä laajalla sovellutusalueella, kuten kumiyhdis-teiden, muovien, paperin ja paperipäällystysseosten, maalien ja liimojen jne. täyttöaineina ja vahvistuspigmentteinä. Vaikka tällaisten amorfisten natriumaluminosilikaattipigmenttien on havaittu olevan hyödyllisiä sellaisissa sovellutuksissa, pigmenttien käyttöä kationivaihdon aineena on tähän asti pidetty epäkäytännöllisenä niiden matalien vaihtokapasiteettien vuoksi.

Lyhyesti sanottuna tämä keksintö koskee kohonneet kationin vaihdon ominaisuudet ja tunnuspiirteet omaavien synteettisten, amorfisten alkalimetallialuminosilikaattien valmistusta. Kuten edellä lyhyesti todettiin, samalla kun tunnettujen amorfisten aluminosili-kaatti-ionipigmentteillä tiedetään olevan ioninvaihtokykyä, tämän keksinnön mukaisesti valmistetut tuotteet ovat siinä määrin parempia, että niillä on noin kaksin- viisinkertainen ioninvaihtokyvyn nousu verrattuna tunnettuihin amorfisiin pigmentteihin ja ne ovat samanarvoisia tai parempia kuin kiteiset materiaalit kuten edellä käsitellyt zeoliitit.

Laajimmassa merkityksessään keksinnön mukaisia suuren ioninvaihtokyvyn omaavia tuotteita valmistetaan sekoittamalla ja saosta-malla tietyissä valvotuissa olosuhteissa alkalimetallisilikaatin, kuten natriumsilikaatin, ja alkalimetallialuminaatin, kuten natrium-aluminaatin, laimeita vesiliuoksia keskenään. Tässä käytettynä termi alkalimetalli viittaa ryhmän Ia metalleihin, joihin kuuluvat natrium, kalium, litium, cesium ja rubidium. Mukavuussyistä tämän jälkeen viitataan natriumiin.

3 62961

Keksinnön mukainen menetelmä sisältää huolella valvotut saostusolosuhteet ja sellaisena on aivan päinvastainen tunnetulla kiteytys-, uutto- ja/tai geelinmuodostustekniikalle. Kriittisiin saostusolosuhteisiin kuuluvat reagoivien aineiden kemiallinen koostumus ja pitoisuus, saostuslämpötila ja pH, reagoivien aineiden lisäysjärjestys ja lisäysnopeus ja sekoituksen voimakkuus saosta-misen aikana. Mitä tulee reagoivien aineiden koostumukseen, alkali-metallin moolisuhteen SiC^/^^O tulisi olla 1-4 (M on alkalimetalli) . Kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin käsitellään, aluminaatin koostumusta ja pitoisuutta täytyy valvoa maksimiliukoisuuden ja maksimistabiilisuuden ylläpitämiseksi. Saostuslämpötila on suuruusluokkaa noin 15-70°C ja edullisesti 20-40°C. Saostuvan massan pH täytyy pitää noin 10,5:n yläpuolella. Keksintöä toteuttaessa lisäys-järjestys on siinä määrin kriittinen, että reagoivia aineita ei voida yksinkertaisesti sekoittaa kuten tunnetuissa kiteytys-, mittoja geelinmuodostusmenetelmissä, vaan ne täytyy sekoittaa yhteen sellaisella tavalla, että reaktioalueessa tai -vyöhykkeessä yksityisten reaktiivisten ionilajien suhteilla on ennalta määritetty pitoisuuden vaihtelu.

Kuten mainittiin, keksinnön mukaisilla tuotteilla on suuri ja kohonnut ioninvaihtokyky. Sellaisena ne ovat erityisen sopivia käytettäväksi veden pehmittämiseen ja puhdistusaineissa. Tässä suhteessa keksinnön mukaisten uusien tuotteiden lisäetuja ovat suurempi tilavuus (kevyempi tuote), lopputuotteen kokkaroitumisen estyminen, näiden tuotteiden pienempi kiinnittyminen kankaaseen, suurempi absorptiokyky ei-ionisille pinta-aktiivisille aineille ja parempi suspensio pois kuljettavissa vesissä (vähemmän laskeutumaa).

Keksinnön yleisenä tavoitteena on saada aikaan uusi amorfinen natriumaluminosilikaattipigmentti, jolla on kohonnut kationinvaihto-kyky saostamalla alkalimetallisilikaattien ja alkalimetallialumi-naattien reaktiolla tietyissä valvotuissa prosessiolosuhteissa.

Vielä yhtenä tavoitteena on saada aikaan veden pehmittämi-sessä käytettäväksi amorfinen aluminosilikaattipigmentti, joka on edelleen erityisen hyödyllinen käytettäväksi puhdistusaineissa.

Tapa, jolla edellä ja jäljessä mainitut keksinnön tavoitteet saavutetaan, ymmärretään paremmin ottamalla huomioon seuraavaa yksityiskohtainen kuvaus ja piirustukset, jotka muodostavat osan tästä keksinnön selityksestä ja joissa: 4 62961 kuviot 1,2 ja 3 ovat US-patenttijulkaisun 2 882 243 ohjeiden mukaan valmistettujen tunnettujen kiteisten zeoliittia olevien alu-minosilikaatti-ioninvaihtajien mikroskooppivalokuvia.

Kuviot 4, 5 ja 6 ovat tämän keksinnön mukaisesti valmistettujen amorfisten, saostettujen natriumaluminosilikaattien mikroskooppivalokuvia .

Kuten edellä mainittiin, tämä keksintö koskee kohonneet kationin vaihdon ominaispiirteet omaavien amorfisten natriumalu-minosilikaattipigmenttien valmistusta. Keksintöä toteutettaessa suuren ioninvaihtokyvyn omaava amorfinen tuote saadaan aikaan valmistamalla alkalimetallisilikaatin vesiliuos ja johtamalla tämä liuos ensiksi reaktoriin tai astiaan, joka on varustettu sekoitus-välineillä. Asennetaan myös kuumennusvälineet kuten höyryvaippa. Silikaatin tulisi olla sellainen, että sen moolisuhde SiC^/f^O on 2,2 - 2,8 (M on alkalimetalli). Näin käytetyn alkalisilikaattiliu-oksen tulisi olla noin 4-molaarinen tai pitoisuudeltaan alempi.

Sen jälkeen alkalimetallialuminaatin, kuten natriumaluminaatin (jos käytetään natriumsilikaattia), laimea liuos lisätään hitaasti silikaattiliuokseen. Ennen lisäystä silikaattiliuos kuumennetaan noin 15:n ja 70°C:n välillä olevaan lämpötilaan. Tämä lämpötila säilytetään saostuksen aikana. Aluminaattiliuoksen pitoisuuden tulisi olla 2-molaarinen tai alempi ja edullisesti noin 1-molaari-nen. Aluminaatin moolisuhteen M^O/Al^O^ (M on alkalimetalli) tulisi olla noin 1,2 - 2,8. Joka tapauksessa reaktiomassan pH täytyy pitää noin 10,5:n yläpuolella saostuksen aikana ja edullisesti suuruusluokkaa noin 11-13,5 olevassa arvossa. Voimakasta sekoitusta täytyy ylläpitää koko reaktiojakson ajan, ja tämä on erityisen tärkeää laimean aluminaattiliuoksen lisäyksen aikana.

Kun reaktiomenettely on suoritettu loppuun, saostettu pigmentti erotetaan tavallisesti reaktioseoksesta suodattamalla, mutta muita erotustapoja kuten sentrifugointia voidaan käyttää yhtä hyvin. Yleensä on toivottavaa pestä juuri erotettu pigmentti vedellä vesiliukoisten suolojen ja sen kaltaiseen poistamiseksi, minkä jälkeen pigmentti voidaan kuivata, jotta saataisiin mureneva massa, joka heposti hajaantuu hienoksi jauheeksi. Saostetun pigmentin kuivaus-lämpötila on tärkeä, koska pigmentin liika kuivaus alentaa sen vaihtokykyä.

5 62961

Kuten mainittiin, voidaan vesiliukoisia natriumsilikaatteja ja kaliumsilikaatteja käyttää tämän keksinnön mukaisesti, mutta paljon halvempia natriumsilikaatteja pidetään luonollisesti parempana. Pidetään edullisena käyttää silikaattia, jonka moolisuhde Si02/Na20 on 2,2-2,8. Aluminaatteja, joita voidaan käyttää, on kaupallisesti saatavissa ja ne ovat hyvin tunnettuja alalla ja niitä kuvataan esim. US-patenttijulkaisussa 2 882 243 tai niitä voidaan valmistaa alkalimetallioksidin reaktiolla reaktiivisten alumiinioksidien tai alumiinihydroksidien kanssa.

Keksinnön mukaisesti valmistetuilla tuotteilla voidaan luonnehtia olevan tyypillinen kemiallinen koostumus Na20.A^O^.2,2- 3,8 S1O2 X H20' jossa X:llä voi olla arvoja 2,5-6. Äskettäin keksityn amorfisen tuotteen primäärihiukkaset ovat pallonmuotoisia ja yleensä alueella 400-500 A. Primäärihiukkaset liittyvät epäsäännöllisen muotoisiksi ja kokoisiksi agregaateiksi. Näiden aggregaattien voidaan kuvata olevan muodoltaan samanlaisia kuin "rypäletertut" Aggregaatit pyrkivät muodostamaan löyhästi muodostuneita kasaumia, jotka voidaan helposti hajoittaa mekaanisilla voimilla.

Kuten edellä mainittiin, menetelmää näiden tuotteiden tuottamiseksi voidaan kuvata huolellisesti valvottuina saostuksina päinvastoin kuin kiteytys- tai uuttomenetelmä, joka liittyy kiteisten tuotteiden valmistamiseen.

Tunnettujen ja keksinnön mukaisesti valmistettujen tuotteiden fysikaalisissa ominaisuuksissa olevia oleellisia eroja esitetään taulukossa I ja suorituskyvyn samanlaisuudet ilmenevät helposti taulukon II arvoista.

Näiden tuotteiden hyödyllisyys veden pehmitysaineina, jolloin niiden kationinvaihto-ominaisuudet ovat ilmeisiä, voidaan arvioida kalsiumin vaihtokyvyn ja vaihtonopeuksien määritykseen käytetyillä hyvin tunnetuilla menetelmillä. Kaupallista käyttöä varten tuotteiden pitäisi pystyä vaihtamaan vähintään 250 mg CaCO^/g testiolosuh-teissa ja niiden tulisi kyetä pehmentämään 80 mg/1 (kalsiumkovuus) kovuinen vesi 34 mg/1:aan yhdessä minuutissa ja 17 mg/1:aan 10 min.. Tässä jälkimmäisessä testissä kationin vaihtaja lisätään pitoisuutena 0,06% sekä kalsiumia että magnesiumia sisältävään kovaan veteen, jonka kovuus on 120 mg/1. Taulukon II tulokset osoittavat, että amorfiset ja puolittain kiteiset tuotteet ovat edullisesti vertailukelpoisia suorituskyvyssä kiteisen tuotteen kanssa.

6 62961

Taulukko III osoittaa, että esimerkkien I ja II pigmenttien liika kuivaaminen alentaa tämän materiaalin veden kovuuden poistoja ioninvaihtokykyä.

Esimerkkien III ja IV tuotteiden ominaisuudet esitetään taulukossa IV. Pigmentin kuivaamisen vaikutusta sen vaihtokyvyn valossa kuvataan käyttäen esimerkin IV tuotetta kostean paakun muodossa.

7

•5 S

4J y ^ ^ ^ »n In 62 9 61 ,22-3 cn ix) οι σι n Ό m H T- T— (N ro <n 2 # h 3 en

•H

rt •S -5

p. X <D

o Sh 4J "rt* u m 0 cn cn σι Γ' 25 v ·* K ^ * -Ρ·Η4Λσι·"3·ίηοσιΓ\ΐ <U en t i— (N «a· tn

S W H

Ή

rH I—I

rt .

g < o | e is K +1^)¾1 00 •H(0 en r- r~ oo i— r\i -h cLcm - - * ~

H | CO O t~~ ID LT) i— CN

g g) 00 CN *- (N CO O

N —' CM

ΓΟ

O

CN

ro 'S ^ O O n e \

O cn «n O 93 cn CN CC r-H -rH CD O

dc S rtj en 4J -h c#> <*P dP OP J2 en >1

H

M

*r m cc oo σι

Dl φ 1— cn oo r~ cn ro-^mr-oroeoom

μ_Ι U -rl O LO O O CM O O t— CMCO^^Or-OS*— CO

m <D CT) T- t-r-

9 I $ S

Ä <35 §

3 -P

r-l 0)

3 Ό H

rt 3

Ph 3 d C r- m tn -H <ö » σ n , V e r- CN 00 ID CN 'a'IDinOO'OOOOin ^ ^ -P «k ·» ·». ·» *» rt m 1^) <7ϊ O O CM O O <“(NrOLD^)C0CTiCNLn C g -P P es ^ <— T-r-

g M S I

o w 4J a -Ρ Q) en

3 ^ O

^ Ηβη cn io rt jj · cn *— in ro it romoocN mo^cooi^ro^o W rl Ifl ··»·*··- o·.·.·.·...·.».·.

.73 -H cL cn o ro m o o »— t— t— romior-r'-oocnocN

7 rH ( oo o CN T- i- CN

® o en oo i-

>1 ®D

Ph N — cn S.

QJ

r—I I—I

. rt

Cn tn

\ dP

cn o tn I

go \ o T- ro d

< cd etJ \ g -H

r-f rH ro ro o — (rt S O f 0 m I O § °ri -P *H (ti g \ ·Η φ ftj "* S+j 3j O td tn en tn z o X e -rH \ jc 3 -h # ϋ

g (3 ·3 H-) tn 3+-1- O dPdPdPdPdPdPdPdPdP

μ o, Cu X en G +j ac ooooooooo :rö m en CT >i .p e en en r-cNro-rrmior'-oocn P m -h o tnmd(D3rt cn-rHnj in >i .e -3 tn 3 a? •h e cd -P nj o en 3 cud-H c3 £+j$p-h3

4) Φ e ThoDhCP-H-H

•h tn o p -P -P Q I <0 -C

"Ιέ ;l I 5 I « S ά «> μ m o -rl ,¾ o> a n) s 62961 δ

Taulukko II Suorituskyvyn arvot

. Minimi . .Esimerkin I .Esimerkin II

vaatimus Zeoliitti A tuote_ tuote_

Ca:n vaihtokyky 250 261 282 280 (mg CaCo3/g)

Ca:n poistonopeus Ca:n jäännöskovuus (mg/1) 1 minuutissa 34 7 12 15 10 minuutissa 17 1,7 3,8 3,4

Taulukko III Esimerkin I tuote % Η301 CaCO^rn vaihtokyky Ca:n poistonopeudet _ mg/g pigmenttiä Ca:n jäännöskovuus (mg/1) 1 min. 10 min.

19,2 271 10,6 2,2 8,0 193 21 13 1.4 141 41 26

Esimerkin II tuote 19,1 293 17 2,6 8.4 200 24 15 1.4 133 63 51 sisältää sitoutuneen veden sekä pigmentissä olevan muun kosteuden U 62961 9 φ Φ >

Φ ή CD G

λ; g :td Φ e ·η c o :φ ο -H o ,¾ σι

)-i s-ι I

:(ΰ O o ro EE in oo <rj ro >

M

•H

x

X

u Φ e

•P

in w 4-) φ ό g

G

in > •hh G σ' «- m o ro σι ro φ (D σ CN O CO τ- VO 'S’ G ·Η G - .......

•h ,y ·ρ m oo cm 'r mr-cTioomiococN

EX iwo^r <n t— r- «— cn ro σ

O G G r- r- (N

CD O

> > ε e M H -H (0 en

O °e W

A!

X H

G H

r-4 H

G

Φ G

E-< φ h

•r4 H G

Jk! H Q) O

Ai G Γ" r- in M ·Η -H - * *

Φ λ; iHCNinojcMin^o G

gAiPo^o^rcN Φ •H P o r- r- CN Ί3

tn φ E G

W E Φ Φ •pH 4-1 tn tn ω o • · A!

G G

•H -pH G

EE G

G G

1- o Φ E

Cn i- Ό

0* tn s — Φ G

\ tyi oo r-t > cO

(N O \ O N > E O ro CJ Cn G Φ <- E Φ E ΦΗ

Φ Φ ^ U U ~ Φ O

< rH pH ro G

H ιί E O O' '« G :Φ Φ O I ϋ -H E w G -P tn 0 ·ρ Φ tn G G Gtn 4-)4-) 4-)0G>i Φ ^ O Ή

OA!G-HGA!aO -P -P

goj-h4-)p>,oa; -h e EPaa-PAictn ιηφ

m tn p cn o O :0 E

:φ M-ι -H O G -P -P G ro :rt3 D> 4-> -h φ tn -h Λ tn G O :Φ -h

tn T3 G Λ Φ -P -P :Φ atJcN -PCD

•P G -P Φ Φ Φ O :Φ ro en rP r-i φ φ E CD > CVn * O O cn G < :Φ :c0 4-)CnOGO O <n (N O Φ ^ MA! •H 4-) | >1 JG G GG CN (0 i—I ·Η Φ CN ·Ηφ a!GEhtoo ...... £CZ<cn-PO tntn

:θ W rP rP φ φ Φ .G -P

(ΛοΡΟΟϊΟΦυυυ dOdföPöO >1 CO * 10 62961 Näiden tuotteiden lisäetuina on suurempi tilavuus, lopputuotteen kokkaroitumisen estyminen, näiden tuotteiden pienempi tarttuminen kankaaseen, suurempi absorptiokyky ei-ionisille pinta-aktiivisille aineille ja parempi suspensio pois kuljettavissa vesissä (vähemmän laskeutumaa).

Kuten edellä lyhyesti huomautettiin, keksinnön mukaiset ainutlaatuisen suuren ioninvaihtokyvyn omaavat amorfiset silikaatit ovat erityisen hyödyllisiä käytettäväksi nestemäisessä tai kuivissa puhdistusaineseoksissa tai puhdistavissa yhdisteissä.

Tässä suhteessa keksinnön mukaisia silikaatteja voidaan käyttää minkä tahansa tavanomaisen puhdistusaineiden luokan kanssa, esim. synteettisten saippuaa sisältämättömien anionisten, ei-ionisten ja/tai amfoteeristen pinta-aktiivisten yhdisteiden kanssa, jotka sopivat puhdistusaineiksi.

Pinta-aktiivisen yhdisteen (aktiiviaineen) kanssa käytettäväksi tarvittava ioninvaihtosilikaatin määrä voi vaihdella riippuen lopullisesta käytöstä, käytetyn aktiiviaineen tyypistä, pH-olosuhteista ja sen kaltaisesta. Suhteen aktiiviaine/ionivaihtaja optimi riippuu kyseisestä käytetystä aktiiviaineesta ja lopullisesta käytöstä, johon puhdistusaineseos tarkoitetaan, mutta tavallisemmin painosuhde aktiiviaine/silikaatti-ioninvaihtaja on alueella noin 3:1 - 1:6.

Seuraavat esimerkit auttavat edelleen havainnollistamaan keksintöä.

Esimerkki I

83,6 litran vetoinen reaktori, jossa oli suuntaa muuttavat väliseinät ja turpiinityyppinen sekoitin, jonka 15,3 cm:n läpimittaiset siivet olivat pyöritettävissä nopeudella 250 kierrosta minuutissa. Laimea alkalisilikaattiliuos valmistettiin liuottamalla 2,01 kg natriumsilikaattia (Na20. 2,5 SiC^) 21 litraan vettä, ja laimea natriumaluminaatin 1 ,6 Na20/Al2C>2 liuos valmistettiin liuottamalla tätä 4,76 kg 16,9 litraan vettä. Reaktoriin panostettiin silikaattiliuosta ja sekoitin käynnistettiin. Sitten syötettiin aluminaattiliuosta ohuena virtana niin, että se osui voimakkaasti sekoitetun nesteen pintaan lähellä reaktorin seinää. Natriumalumi-naattiliuoksen lisäystä jatkettiin 30 minuuttia. Liuosta käytettiin yhteensä 16,9 litraa. Lämpötila oli reaktion aikana 50°C.

11 62961

Reagoivan materiaalin sekoitusta jatkettiin 5 minuuttia ja sitten sakka erotettiin suodattamalla ja pestiin perusteellisesti vedellä. Saatua suodatuskakkua kuivattiin 1lO°C:ssa, jotta saataisiin mureneva kakku, joka hajosi helposti jauheeksi puserrettaessa. Tämä kakku johdettiin kertaalleen seulamyllyn läpi, josta oli seula poistettu, tarkoituksena muuttaa agglomeroitunut massa kokonaan hienoksi jauheeksi. Saanto oli 3,51 kg. Tuotteen ominaisuudet on esitetty taulukoissa I ja II.

Esimerkki II

Sama menettelytapa kuin esimerkissä I toistettiin, paitsi että saostuneen pigmentin sekoitusta jatkettiin 30 minuuttia ennenkuin pigmentti erotettiin suodattamalla ja pesemällä. Tämän tuotteen ominaisuudet on kuvattu taulukoissa I ja II.

Esimerkki III

Tämä esimerkki toteutettiin käyttäen samaa laitteistoa ja menettelyä kuin esimerkissä I on kuvattu. Reaktoriin panostettiin silikaattiliuosta, joka oli valmistettu liuottamalla 3,06 kg koostumuksen Na20.2,4 SiC>2 omaavaa natriumsilikaattia 31,4 litraan vettä ja aluminaattiliuos valmistettiin liuottamalla 9,12 kg nat-riumaluminaattia 2,6 Na20/Al20-j 61,2 litraan vettä. Sitten saatu sakka suodatettiin pois, kuivattiin ja tehtiin jauheeksi kuten esimerkissä I on kuvattu. Tämän tuotteen ominaisuudet on esitetty taulukossa IV.

Esimerkki IV

Esimerkin III menettelytapa toistettiin. Ainoa muutos oli, että reaktiolämpötila alennettiin 25°C:een.

Tässä käytettynä termin "pigmentit" ei ole tarkoitettu rajoittuvan väriaineisiin, jotka antavat väriä muille aineille tai seoksille, vaan se on tarkoitettu viittaamaan materiaalien hienojakoiseen, amorfiseen luonteeseen.

Kuvien 1-6 suurennokset ovat mainitussa järjestyksessä 4,400X, 11,000X, 20,500X, 4,400x, 11,000X ja 20,500X.

12 62961

Kaikki testiarvot saatiin hyvin tunnetuilla, standardinmukaisilla ja teollisuuden hyväksymillä testimenetelmillä. Esimerkiksi öljyn absorption arvot saatiin standardin ASTN-D281-31 (1966), otettu käyttöön 1931, hyväksytty uudestaan 1966, mukaan, pH standardilla ASTN-E70-68 (1973), pinta-ala menetelmällä Bruner, Emmett, Teller, Jour. of Am.Chem. Soc., 60, 309-16 (1938), elohopea-intruusio menetelmällä 1958 ASTM Proc. Manual ASTM Bull. (1959) TP-49-54, tiheys tiiviinä menetelmällä ASTM C493, 17, C373, 17, ja kationin vaihtokyky ja veden pehmitysnopeus DE-hakemusjulkaisun 2 412 837 (31.10.1974) mukaan.

Claims (1)

13 62961 Patentt ivaat imus Menetelmä hienojakoisen, amorfisen alkalimetallialuminium-silikaattituotteen valmistamiseksi, jonka kemiallinen koostumus on seuraava: M2O.Al2O3.2,0-3,8 Sio2.XH20, jossa M on alkalimetalli, edullisesti natrium, ja X:n arvo on 2,5-6,0, jonka tuotteen öljyn- 3 3 absorptio on vähintään 75 cm /100 g, kiintotiheys yli 0,160 kg/dm , 2 BET-pinta-ala vähintään 50 m /g, elohopeaintruusion tyhjä tila yli 3 2,0 cm /g ja kationin vaihtokyky vähintään 200 mg CaCO^/g, tunnettu seuraavien vaiheiden yhdistelmästä: a) valmistetaan 4-molaarinen tai laimeampi vesiliuos alkali-metallisilikaatista, jonka moolisuhde Si02/M20 on 2,2-2,8, ja 2-molaarinen tai laimeampi vesiliuos alkalimetallialuminaatista, jonka moolisuhde M20/A1203 on 1,2-2,8; b) silikaattivesiliuosta sekoitetaan voimakkaasti, jolloin reaktiomassaan aikaansaadaan suuri leikkausvoima ja turbulenssia ja lineaarinen nopeus 1,5-2,0 m/s; ja tähän vesiliuokseen johdetaan hitaasti lämpötilassa noin 15-70°C, edullisesti 20-40°C alkali-metallialuminaattiliuosta. c) saadun reaktiomassan voimakasta sekoittamista jatketaan ylläpitämällä reaktiomassan pH saostamisen aikana arvossa vähintään yli 10,5 lisäämällä tarvittaessa alkalia hienojakoisen, amorfisen alkalimetallialuminiumsilikaatin saostamiseksi; ja d) alkalimetallialuminiumsilikaatti saostuma otetaan talteen suodattamalla ja pesemällä .