SU819059A1 - Способ получени гидрогаллосиликатаНАТРи ТипА НАТРОлиТА - Google Patents

Description

Изобретение относится к производству силикатов щелочных металлов, применяемых в химической и нефтехимической промышленности для очистки, осушки и разделения смесей различных газов.

Известны способы получения гидрогаллосиликатов натрия типа фояжита или анальцима путем гидротермальной кристаллизации гелей из предварительно обработанных соляной кислотой галлатных и силикатных растворов в щелочном растворе при молярном, отношении окислов SiO₂ и Ga₂O₅ в реакционной смеси не более 8 [1, 2].

Однако известные способы не позволяют получать цеолит со структурой натролита.

Известен способ получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита, который включает операции смешения соединений кремния, преимущественно в виде силиката натрия, и галлата натрия, полученного растворением металлического галлия в концентрированной соляной кислоте, с последующей нейтрализацией полученного продукта едким натром, нейтрализации смеси водных растворов соляной кислотой, коагуляции геля путем его выдержки в маточном растворе в течение суток, фильтрации, отмывки и сушки осадка геля, а затем гид2 ротермальную кристаллизацию последнего в растворе едкого натра при молярном отношении SiO₂ : Ga₂O₃ = 1,1—8,0 при температуре порядка 200°С в течение 4—6 ч с 5 последующей повторной двукратной фильтрацией и сушкой осадка {3].

Недостатком данного способа является его многостадийность, необходимость отмывки осадков от ионов хлора, вносимых с 10 соляной кислотой, и повышенная температура кристаллизации.

Целью изобретения является упрощение процесса получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита за счет сокращения 115 числа операций.

Поставленная цель достигается способом получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита путем смешения соединений кремния и галлия, взятых в молярном со20 отношении окислов SiO₂ : Ga₂O₃ == 8,6—20 : :1, и гидроокиси натрия с последующей гидротермальной кристаллизацией полученной смеси при 80—100°С, фильтрацией образовавшейся суспензии, отделением из 25 нее осадка и сушкой последнего.

Отличие способа состоит в том, что соединения кремния и галлия берут в указанном молярном соотношении окислов, а кристаллизацию проводят при температуре 30 80—100°С.

Предлагаемое отношение SiO₂nGa₂O₃OT

8,6 до 20 обусловлено тем, что в указанных пределах концентрация кремнезема превышает предел его растворимости и не перешедший в раствор кремний и служит центром формирования структуры гидрогаллосиликата, облегчающей его образование при последующей кристаллизации.

При содержании же SiO₂, превышающегов в 20 раз содержание Ga₂O₃, таллиевый натролит монофазно не выкристаллизовывается.

Предлагаемый интервал температур кристаллизации является наиболее оптимальным для монофазного образования таллиевого натролита.

Предложенный способ обеспечивает упрощение процесса получения гидрогаллосиликата натрия за счет сокращения числа операций, в частности'нейтрализации исходной смеси соляной кислотой, фильтрации, отмывки и сушки перед гидротермальной кристаллизацией.

Данный способ позволяет получить монофазный гидрогаллосиликат натрия, кристаллизующийся в виде зерен призматической, короткостолбчатой формы с показателями преломления Ng = 1,519+0,003 и Np = 1,508±0,003.

Рентгенографическая характеристика таллиевого натролита, полученного данным способом, по межплоскостному расстоянию © d, А и относительной интенсивности //Д представлена в таблице.

d	///о	d	///о	d	///о	d	///о
6,590	98	4,145	67	2,866	100	2,253	14
5,897	95	3,283	17	2,580	40	2,188	34
4,629	51	3,193	85	2,442	40	2,067	10
4,384	87	2,944	65	2,329	6

Пример 1. В емкость засыпают навеску: 2,13 г гидроокиси натрия NaOH (8 мае. % Na₂O), 0,9 г окиси галлия Ga₂O₃ (4,5 мае. % Ga₂O₃) и 3,1 г метакремневой кислоты SiO₂-nH₂O· (12,5 мае. % SiO₂) и добавляют в смесь дистиллированной воды 14 мл (75 мае. % Н₂О). Полученную реакционную смесь с молярным отношением SiO₂ : Ga₂O₃ — 8,67 при перемешивании выдерживают при 80° в течение 5 сут. Затем содержимое емкости фильтруют, а отделенный кристаллический продукт отмывают водой и высушивают. В результате получают таллиевый натролит с химическим составом 0,9 Na₂O · Ga₂O₃ · 2,9 SiO₂ · 2,1 ЬЬО.

Пример 2. В емкость засыпают навески, г: NaOH 1,73 (6,5 мае. % Na₂O). Ga₂O₃

0,7 (3,5 мае. % Ga₂O₃), SiO₂ · nH₂O 3,73 г (15 мае. % SiO₂) и добавляют туда же дистиллированной воды 13,9 мл (75 мае. % Н₂О).

Полученную реакционную смесь с молярным отношением SiO₂ : Ga₂O₃ = 13,38 при перемешивании выдерживают при 90° в течение 5 сут. Затем содержимое емкости фильтруют, а отделенный кристаллический 10 продукт отмывают водой и высушивают. В результате получают продукт с химическим составом 0,95 NaO₂· Ga₂O₃ · 3SiO₂· 2Н₂О. ПримерЗ. В емкость засыпают навески, г: NaOH 2,34 (8,8 мае. % Na₂O), Ga₂O₃ 15 0,44 (2,2 мае. % Ga₂O₃), SiO₂-nH₂O 3,37 (14 мае. % SiO₂), добавляют дистиллированной воды 13,9 мл (75 мае. % Н₂О).

Смесь с молярным отношением SiO₂ : : Ga₂O₃= 19,86 при перемешивании выдер20 живают при 100° в течение 5 сут. Затем содержимое фильтруют, а кристаллический продукт отмывают водой и высушивают. Химический состав полученного продукта соответствует формуле l,05Na₂O · Ga+з · 25 · 3,lSiO₂- 2,1Н₂О.

Способ по данному изобретению является экономичным, так как благодаря его упрощению значительно сокращаются материальные и трудовые затраты на его осу30 ществление.

Кроме того, повышение экономичности данного способа обеспечивает возможность его применения одновременно с извлечением металлического галлия из растворов 35 глиноземного производства, в частности, при смешении кремнезема с галлатными щелочными растворами, полученными от растворения галлиевых шламов.

Claims (1)

1. 40 Формула изобретения

   Способ получения гидрогаллосиликата натрия типа натролита, включающий смешение соединений кремния, галлия и гид45 роокиси натрия, гидротермальную кристаллизацию полученной смеси, фильтрацию образовавшейся суспензии, отделение из нее осадка и сушку последнего, отличающийся тем, что, с целью упрощения 50 процесса за счет сокращения числа операций, соединения кремния и галлия берут в молярном соотношении окислов SiO₂: : Ga₂O₃ = 8,6—20 : 1, а кристаллизацию проводят при 80—100°С.