RU2218303C2 - Method to produce synthetic zeolite of a-type - Google Patents

Method to produce synthetic zeolite of a-type Download PDF

Info

Publication number
RU2218303C2
RU2218303C2 RU2001131023/12A RU2001131023A RU2218303C2 RU 2218303 C2 RU2218303 C2 RU 2218303C2 RU 2001131023/12 A RU2001131023/12 A RU 2001131023/12A RU 2001131023 A RU2001131023 A RU 2001131023A RU 2218303 C2 RU2218303 C2 RU 2218303C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
mass
zeolite
type
granules
Prior art date
Application number
RU2001131023/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001131023A (en
Inventor
С.Ф. Беднов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Строительные технологии - XXI век"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Строительные технологии - XXI век" filed Critical Открытое акционерное общество "Строительные технологии - XXI век"
Priority to RU2001131023/12A priority Critical patent/RU2218303C2/en
Publication of RU2001131023A publication Critical patent/RU2001131023A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2218303C2 publication Critical patent/RU2218303C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; production of synthetic zeolites of A-type. SUBSTANCE: the invention presents a method of production of synthetic zeolites of A-type, that may be used as carrying agents for catalytic agents and as adsorbents for drying and purifying of gases and for extraction of heavy metals and radionuclides from the liquid mediums. The method includes mixing of china-clay with silicon dioxide and the additive, wetting of the mixture till production of the uniform mass, molding of granules, heat treatment, hydrothermal crystallization, washing and drying. Silicon dioxide is fed in amount 1.0-5.0 mass %, in the capacity of additive at mixing they use wood meal, coke or coking active charcoal in amount of 8.1-12 mass %. Produced mixture is wetted with a solution of sodium hydroxide till its contents in the mixture is equal to 0.5-2.5 mass %. EFFECT: the method allows to improve performances of zeolite. 1 tbl

Description

Изобретение относится к получению синтетических формованных цеолитов, в частности цеолита типа А. Полученный цеолит может быть использован как носитель катализаторов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и как адсорбент для сушки и очистки газов и извлечения ионов тяжелых металлов и радионуклидов из жидких сред. The invention relates to the production of synthetic molded zeolites, in particular type A zeolite. The obtained zeolite can be used as a catalyst carrier in the refining and petrochemical industries and as an adsorbent for drying and purifying gases and extracting heavy metal ions and radionuclides from liquid media.

Известен способ получения формованных цеолитов типа А из природного глинистого минерала - каолина [Д. Брек, Цеолитовые молекулярные сита, М.: Мир, 1970, стр. 328]. Каолин смешивают с водой до образования пластичной массы. Массу формуют, сушат и прокаливают до превращения каолина в метакаолин. Соотношение оксидов кремния и алюминия, равное 2, соответствует соотношению оксидов в цеолите типа А. Гранулы из метакаолина заливают раствором щелочи, выдерживают при комнатной температуре и подвергают гидротермальной кристаллизации. Полученный продукт отмывают от щелочи и сушат. В результате получают цеолитсодержащий продукт. A known method of producing molded type A zeolites from a natural clay mineral - kaolin [D. Breck, Zeolite molecular sieves, M .: Mir, 1970, p. 328]. Kaolin is mixed with water until a plastic mass is formed. The mass is molded, dried and calcined until kaolin is converted to metakaolin. The ratio of silicon and aluminum oxides equal to 2 corresponds to the ratio of oxides in type A zeolite. Metakaolin granules are poured with an alkali solution, kept at room temperature and subjected to hydrothermal crystallization. The resulting product is washed from alkali and dried. The result is a zeolite-containing product.

Указанным способом не могут быть получены чистые цеолиты (без примеси каолина). Pure zeolites (without kaolin admixture) cannot be obtained by this method.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения синтетического цеолита типа А [Патент РФ 2146222, кл. С 01 В 39/20, 11.02.1999 г.]. Согласно способу природный глинистый минерал, имеющий соотношение SiO2:Аl2O3=2:1, смешивают с техническим углеродом, взятым в количестве 2-8 мас.%, обрабатывают 3%-ным раствором хлористого натрия до получения пластичной массы. Массу формуют в гранулы, сушат и прокаливают при температуре 720oС. После кристаллизации осуществляют обработку гранул раствором ортофосфорной кислоты с рН, равным 4-5, затем гранулы сушат при 180-200oС.The closest in technical essence to the proposed method is a method for producing synthetic zeolite type A [RF Patent 2146222, class. C 01 B 39/20, 02/11/1999]. According to the method, a natural clay mineral having a ratio of SiO 2 : Al 2 O 3 = 2: 1 is mixed with carbon black, taken in an amount of 2-8 wt.%, Treated with a 3% sodium chloride solution until a plastic mass is obtained. The mass is formed into granules, dried and calcined at a temperature of 720 o C. After crystallization, the granules are treated with an orthophosphoric acid solution with a pH of 4-5, then the granules are dried at 180-200 o C.

Существенным недостатком известного способа является низкая механическая прочность гранул после прокаливания, что обусловлено аморфизацией каолина и выгоранием технического углерода. В результате адсорбционного понижения прочности при смачивании гранул кристаллизационным раствором значительная их часть трескается и разрушается, что снижает выход товарного цеолита. Кроме того, использование в процессе хлористого натрия и ортофосфорной кислоты приводит к дополнительному загрязнению промывных вод ионами хлора и фосфатами. A significant disadvantage of this method is the low mechanical strength of the granules after calcination, which is due to the amorphization of kaolin and the burning of carbon black. As a result of the adsorption decrease in strength upon wetting the granules with a crystallization solution, a significant part of them crack and break, which reduces the yield of commercial zeolite. In addition, the use of sodium chloride and phosphoric acid in the process leads to additional pollution of the washings with chlorine ions and phosphates.

Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционных и прочностных характеристик цеолита с одновременным увеличением его выхода и упрощением технологии. The objective of the present invention is to increase the sorption and strength characteristics of the zeolite while increasing its yield and simplifying the technology.

Указанный результат достигается способом получения синтетического цеолита типа А, включающим смешение исходного каолина с добавкой, увлажнение смеси, формование гранул, термоактивацию, гидротермальную кристаллизацию, отмывку и сушку, согласно которому исходный каолин дополнительно смешивают с диоксидом кремния, взятому в количестве 1,0-5,0 мас.%, и добавкой в количестве 8,1-15 мас.%, в качестве которой используют древесную муку, кокс или коксовый активный уголь, полученную смесь увлажняют раствором гидроксида натрия до содержания его в смеси 0,5-2,5 мас.%. This result is achieved by a method of producing synthetic type A zeolite, including mixing the starting kaolin with an additive, moistening the mixture, forming granules, thermal activation, hydrothermal crystallization, washing and drying, according to which the starting kaolin is additionally mixed with silica taken in an amount of 1.0-5 , 0 wt.%, And an additive in the amount of 8.1-15 wt.%, Which is used as wood flour, coke or coke activated carbon, the resulting mixture is moistened with sodium hydroxide solution until it is contained in the mixture 0.5-2.5 wt.%.

Древесную муку, кокс или коксовый активный уголь используют в порошкообразном виде с размером частиц менее 100 мкм. Выбранные количества и дисперсность добавки обеспечивают формирование развитой широкопористой структуры гранул в процессе термообработки. Wood flour, coke or coke activated carbon is used in powder form with a particle size of less than 100 microns. The selected amounts and dispersion of the additive provide the formation of a developed broad-porous structure of the granules during the heat treatment.

Гидроксид натрия в процессе формования и сушки гранул взаимодействует с аморфным диоксидом кремния с образованием силиката натрия, что значительно повышает прочность прокаленных гранул и исключает их разрушение в процессе кристаллизации. Избыточное количество диоксида кремния обеспечивает полное связывание щелочи в силикат. Sodium hydroxide during the formation and drying of granules interacts with amorphous silicon dioxide to form sodium silicate, which significantly increases the strength of calcined granules and eliminates their destruction during crystallization. Excess silica provides complete alkali binding to silicate.

В качестве диоксида кремния используют высокодисперсный аморфный порошок диоксида кремния в химически активной форме (белая сажа). As silica, a highly dispersed amorphous silica powder in a chemically active form (white carbon black) is used.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. The proposed method is as follows.

Исходный каолин смешивают с аморфным диоксидом кремния, взятым в количестве 1,0-5,0 мас.%, и порошком древесной муки, кокса или коксового активного угля с размером частиц менее 100 мкм в количестве 8,1 - 15 мас.%. К сухой смеси добавляют водный раствор гидроксида натрия до влажности 25-28%. Перемешивание продолжают до образования пластичной массы, пригодной для формования. Содержание гидроксида натрия в смеси составляет при этом 0,5-2,5 мас. %. Пластичную массу формуют в гранулы диаметром 1,5-3 мм, гранулы сушат при 100-140oС в течение 4 ч и подвергают термообработке при 600-700oС в течение 1-3 ч.The original kaolin is mixed with amorphous silicon dioxide, taken in an amount of 1.0-5.0 wt.%, And powder of wood flour, coke or coke activated carbon with a particle size of less than 100 microns in an amount of 8.1 - 15 wt.%. An aqueous solution of sodium hydroxide is added to the dry mixture to a moisture content of 25-28%. Stirring is continued until a plastic mass suitable for molding is formed. The content of sodium hydroxide in the mixture is 0.5-2.5 wt. % The plastic mass is formed into granules with a diameter of 1.5-3 mm, the granules are dried at 100-140 o C for 4 hours and subjected to heat treatment at 600-700 o C for 1-3 hours

При термообработке происходит аморфизация каолина, его переход в химически активную форму и полное выгорание добавки. Рентгеноаморфные гранулы заливают раствором щелочи и выдерживают при комнатной температуре 12-18 ч. При этом происходит взаимодействие компонентов гранулы с раствором, затем нагревают до температуры 90-100o C и выдерживают 24-36 ч. Готовый цеолит отмывают от избыточной щелочи и сушат.During heat treatment, amorphization of kaolin takes place, its transition to a chemically active form and complete burnout of the additive. X-ray amorphous granules are poured with an alkali solution and kept at room temperature for 12-18 hours. At the same time, the components of the granules interact with the solution, then they are heated to a temperature of 90-100 o C and held for 24-36 hours. The finished zeolite is washed from excess alkali and dried.

Способ иллюстрируется следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

В смеситель загружают 230 г каолина (200 г абсолютно сухого), добавляют 2 г белой сажи и добавляют 16,2 г древесной муки, пропущенной через сито с размером ячейки 100 мкм. Содержание белой сажи в смеси составляет 1 мас.%, древесной муки - 8,1 мас.% (здесь и далее расчет на абсолютно сухой каолин). Смесь перемешивают 15 мин и добавляют 90 мл раствора гидроксида натрия, содержащего 1 г гидроксида натрия, что составляет 0,5 мас.%. Влажность смеси - 26%. Смесь перемешивают до образования пластичной массы, массу формуют в гранулы диаметром 2 мм и сушат при температуре 120oС 4 ч, прокаливают при 620oС 2 ч. 100 г аморфных прокаленных гранул заливают 700 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 120 г/л. Смесь выдерживают 12 ч при 20oС, затем температуру повышают до 90o С и выдерживают при этой температуре 36 ч.230 g of kaolin (200 g of absolutely dry) are loaded into the mixer, 2 g of white carbon black are added and 16.2 g of wood flour is added, passed through a sieve with a mesh size of 100 μm. The content of white soot in the mixture is 1 wt.%, Wood flour - 8.1 wt.% (Hereinafter, the calculation for absolutely dry kaolin). The mixture is stirred for 15 minutes and 90 ml of sodium hydroxide solution containing 1 g of sodium hydroxide, which is 0.5 wt.%, Is added. The humidity of the mixture is 26%. The mixture is stirred until a plastic mass is formed, the mass is molded into granules with a diameter of 2 mm and dried at a temperature of 120 ° C. for 4 hours, calcined at 620 ° C. for 2 hours. 100 g of amorphous calcined granules are poured into 700 ml of a solution of sodium hydroxide with a concentration of 120 g / l. The mixture is maintained for 12 hours at 20 ° C. , then the temperature is increased to 90 ° C. and maintained at this temperature for 36 hours.

Полученный цеолит отмывают от избыточной щелочи, сушат при 120oС 4 час и взвешивают. Вес гранул за счет вошедшего в состав цеолита натрия и связанной влаги вырос до 127 г.The resulting zeolite is washed from excess alkali, dried at 120 ° C. for 4 hours and weighed. The weight of the granules due to sodium zeolite and associated moisture increased to 127 g.

У полученного образца рентгенофазовым методом определяли тип кристаллической решетки и степень кристаллизации, динамическую емкость по парам воды, объем пор методом ртутной порометрии, прочность аморфных гранул и цеолита путем раздавливания на прессе Рухгольца. The type of crystal lattice and degree of crystallization, dynamic capacity for water vapor, pore volume by mercury porosimetry, and the strength of amorphous granules and zeolite by crushing on a Rukholtz press were determined using the X-ray phase method for the obtained sample.

Физико-химические характеристики образца представлены в таблице. Physico-chemical characteristics of the sample are presented in the table.

Пример 2. Example 2

В смеситель загружают 230 г каолина, 5 г белой сажи и 24 г порошка кокса. Содержание белой сажи в смеси составляет 2,5 мас.%, кокса - 12 мас.%. Сухую смесь перемешивают 15 мин и добавляют 95 мл раствора гидроксида натрия, содержащего 3,0 г гидроксида натрия, что составляет 1,5 мас.%. Влажность смеси составляет 27%. Дальнейшие операции проводят, как в примере 1. 230 g of kaolin, 5 g of white carbon black and 24 g of coke powder are loaded into the mixer. The content of white carbon in the mixture is 2.5 wt.%, Coke - 12 wt.%. The dry mixture is stirred for 15 minutes and 95 ml of sodium hydroxide solution containing 3.0 g of sodium hydroxide, which is 1.5% by weight, are added. The moisture content of the mixture is 27%. Further operations are carried out as in example 1.

Физико-механические характеристики образца приведены в таблице. Physico-mechanical characteristics of the sample are given in the table.

Пример 3. Example 3

В смеситель загружают 230 г каолина, 10 г белой сажи и 30 г порошка коксового активного угля. Содержание белой сажи в смеси составляет 5 мас.%, коксового активного угля - 15 мас.%. Смесь перемешивают 15 мин и увлажняют 105 мл раствора гидроксида натрия, содержащего 5 г гидроксида натрия, что составляет 2,5 мас.%. Влажность смеси - 28%. Дальнейшие операции проводят, как в примере 1. 230 g of kaolin, 10 g of soot and 30 g of coke activated carbon powder are loaded into the mixer. The content of white carbon in the mixture is 5 wt.%, Coke activated carbon - 15 wt.%. The mixture is stirred for 15 minutes and moistened with 105 ml of sodium hydroxide solution containing 5 g of sodium hydroxide, which is 2.5 wt.%. The humidity of the mixture is 28%. Further operations are carried out as in example 1.

Физико-химические характеристики образца приведены в таблице. Physico-chemical characteristics of the sample are given in the table.

Параллельно был подвергнут испытаниям образец цеолита, приготовленный по способу-прототипу. В этом случае выход готового цеолита составил 107 г, что на 15% ниже, чем в заявленном способе. In parallel, a zeolite sample prepared according to the prototype method was tested. In this case, the yield of the finished zeolite was 107 g, which is 15% lower than in the claimed method.

Сравнение данных таблицы показывает, что заявленный способ обеспечивает получение гранулированного цеолита типа А с более высокими показателями динамической емкости и прочности по сравнению с прототипом, что в конечном итоге приводит к повышению выхода цеолита. A comparison of the data in the table shows that the claimed method provides for the preparation of granular type A zeolite with higher dynamic capacity and strength compared with the prototype, which ultimately leads to an increase in the yield of zeolite.

Claims (1)

Способ получения синтетического цеолита типа А, включающий смешение каолина с добавкой, увлажнение смеси до получения однородной массы, формование гранул, термообработку, гидротермальную кристаллизацию, отмывку и сушку, отличающийся тем, что каолин дополнительно смешивают с диоксидом кремния, взятым в количестве 1,0-5,0 мас.%, в качестве добавки при смешении используют древесную муку, кокс или коксовый активный уголь в количестве 8,1-15 мас.%, полученную смесь увлажняют раствором гидроксида натрия до содержания его в смеси 0,5-2,5 мас.%.A method of producing a synthetic type A zeolite, comprising mixing kaolin with an additive, moistening the mixture until a homogeneous mass is obtained, forming granules, heat treatment, hydrothermal crystallization, washing and drying, characterized in that the kaolin is further mixed with silica taken in an amount of 1.0- 5.0 wt.%, Wood flour, coke or coke activated charcoal in the amount of 8.1-15 wt.% Is used as an additive when mixing, the resulting mixture is moistened with sodium hydroxide solution until its content in the mixture is 0.5-2.5 wt.%.
RU2001131023/12A 2001-11-16 2001-11-16 Method to produce synthetic zeolite of a-type RU2218303C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131023/12A RU2218303C2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Method to produce synthetic zeolite of a-type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131023/12A RU2218303C2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Method to produce synthetic zeolite of a-type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001131023A RU2001131023A (en) 2003-07-27
RU2218303C2 true RU2218303C2 (en) 2003-12-10

Family

ID=32065658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001131023/12A RU2218303C2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Method to produce synthetic zeolite of a-type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2218303C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446101C1 (en) * 2010-11-18 2012-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of producing synthetic granular type a zeolite
RU2525246C2 (en) * 2012-05-17 2014-08-10 Закрытое акционерное общество "Нанотехнологии и инновации" (ЗАО "НТиИ") Method of obtaining synthetic zeolite of type a
RU2655104C1 (en) * 2017-05-02 2018-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии" Method for producing naa granulated zeolite adsorbent

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446101C1 (en) * 2010-11-18 2012-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Method of producing synthetic granular type a zeolite
RU2525246C2 (en) * 2012-05-17 2014-08-10 Закрытое акционерное общество "Нанотехнологии и инновации" (ЗАО "НТиИ") Method of obtaining synthetic zeolite of type a
RU2655104C1 (en) * 2017-05-02 2018-05-23 Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Новые технологии" Method for producing naa granulated zeolite adsorbent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100199445B1 (en) Preparation of complexed molecular sieve compounds
CA1262120A (en) Massive bodies of maximum aluminum x-type zeolite
KR930000531B1 (en) Nitrogen seperating method from nitrogen mixture containing less polar materials
RU2395451C1 (en) Method of producing type a zeolite as adsorbent
CN104321280A (en) Beta zeolite and method for producing same
CZ294449B6 (en) Process for preparing zeolite-bearing material containing at least 95 percent of LSX zeolite and so obtained zeolite-bearing material
Pavlov et al. Binder-free syntheses of high-performance zeolites A and X from kaolin
Król Hydrothermal synthesis of zeolite aggregate with potential use as a sorbent of heavy metal cations
JPS62283812A (en) Zeolite molded body and its production
JP2017128499A (en) Amorphous aluminum silicate and manufacturing method therefor
US3394989A (en) Zeolite "a" bodies and their preparation
RU2218303C2 (en) Method to produce synthetic zeolite of a-type
US2841471A (en) Synthesis of selective mineral sorbents
AU673474B2 (en) Amorphous aluminosilicate and process for producing the same
JP2708212B2 (en) Method for modifying molecular sieve
RU2218304C2 (en) Method to produce synthetic zeolite of x-type
RU2761823C1 (en) Method for producing synthetic granular zeolite of phojazite type
RU2321539C2 (en) Synthetic granulated a-type zeolite preparation process
US3207701A (en) Preparation of aluminosilicate molecular sieve-silica gel composites
JPH08173797A (en) Adsorbent
RU2653033C1 (en) Method for producing granulated zeolite type x without binders
JP2000210557A (en) Molded product containing x-type zeolite, manufacture and use application thereof
RU2322391C1 (en) Synthetic granulated x-type zeolite production process
US3264059A (en) Process for the preparation of synthetic faujasite
RU2203224C1 (en) Method of preparing high-phase purity granulated faujasite

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031117

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061117