DE1243656B

DE1243656B - Verfahren zur Herstellung eines waessrigen Schlammes eines wenigstens teilweise kristallinen Aluminosilicats mit angenaeherter, gleichfoermiger Teilchengroesse

Info

Publication number: DE1243656B
Application number: DES86412A
Authority: DE
Inventors: Francis Gerard Dwyer; Albert B Schwartz; Robert Currin Wilson Jun
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1962-08-01
Filing date: 1963-07-29
Publication date: 1967-07-06
Also published as: NL296018A; US3254034A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

COIb

,ti

DEUTSCHES

PATENTAMT Deutsche Kl.: 12 i - 33/26

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1 243 656

Aktenzeichen: S 86412IV a/12 i

Anmeldetag: 29. Juli 1963

Auslegetag: 6. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von einem wäßrigen Schlamm eines wenigstens teilweise kristallinen Aluminosilicate mit angenäherter, gleichförmiger Teilchengröße, wobei der Schlamm eine niedrige Viskosität aufweist und im wesentlichen agglomeratfrei ist.

Kristalline Aluminosilicate können verbreitet in vielen industrellen Anwendungen benutzt werden, z. B. als Adsorbentien. als Medium für die Trennung von verschiedenen Kohlenwasserstoffen, als Katalysatoren oder Bestandteile von Katalysatoren für Kohlenwasserstoffumwandlungen u. dgl. Für die verschiedenen Anwendungszwecke dieser kristallinen Aluminosilicate sind im allgemeinen verschiedene Formen erforderlich, und es ist eine weitere Verarbeitung notwendig. Wenn beispielsweise die Verwendung eines Calciumaluminosilicats, Ammoniumaluminosilicats, Wasserstoffaluminosilicats, Seltene-Erden-Aluminosilicats od. dgl. vorgesehen ist, kann ein Basenaustausch eines wäßrigen Schlammes von Natriumaluminosilicat mit einer wäßrigen Lösung, die die gewünschten Ionen für den Ersatz der Natriumionen enthält, ausgeführt werden. Da im allgemeinen eine wäßrige Basenaustauschlösung benutzt wird, sollte der wäßrige Brei oder Schlamm des kristallinen Aluminosilicats eine geringe Viskosität besitzen, und er muß unter Vermeidung einer Zusammenballung oder Agglomeration der Aluminosilicatteilchen in einer gleichmäßig dispergierten Phase gehalten werden, um eine vollständige Berührung der Basenaustauschlösung mit dem Aluminosilicat sicherzustellen und einen wirksamen Ionenaustauschprozeß zu schaffen. Die Verringerung der Viskosität eines wäßrigen AIuminosilicatschlammes kann durch Zugabe von großen Mengen Wasser zu dem Schlamm erreicht werden, jedoch kann diese Arbeitsweise ein Zusammenballen von einigen der Aluminosilicatteilchen nicht verhindern. Wenn große Wassermengen zu dem AIuminosilicatschlamm zugegeben werden müssen, sind große Verfahrenseinrichtungen erforderlich, um den gewünschten Basenaustausch zu bewerkstelligen. Es ist daher die Verwendung eines stärker konzentrierten Aluminosilicatschlammes erwünscht, um die beabsichtigte wirksame Basenaustauschbehandlung unter Verwendung kleinerer Verfahrenseinrichtungen zu erzielen, und außerdem eine Agglomeration der Aluminosilicatteilchen zu vermeiden. Zur Verarbeitung der stärker konzentrierten Schlämme muß weiterhin die wäßrige Viskosität dieser Schlämme ausreichend niedrig sein, so daß diese Schlämme fließen und ohne weiteres für eine bequeme Handhabung oder Förderung durch normale Pumpvorgänge geeignet sind.

Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen
Schlammes eines wenigstens teilweise kristallinen Aluminosilicats mit angenäherter, gleichförmiger Teilchengröße

Anmelder:

Mobil Oil Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. E. Wiegand, Dipl.-Ing. W. Niemann,
Dr. M. Kohler und Dipl.-Ing. C. Gernhardt,
Patentanwälte, München 15, Nußbaumstr. 10

Als Erfinder benannt:
Francis Gerard Dwyer, Haddonfield, N. J.;
Albert B. Schwartz, Philadelphia, Pa.;
Robert Currin Wilson jun., Woodbury, N. J.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. August 1962 (213 895)

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines vorteilhaften technischen Verfahrens zur Herstellung von einem wäßrigen Schlamm eines wenigstens teilweise kristallinen Aluminosilicats mit angenäherter gleichförmiger Teilchengröße, der eine zufriedenstellend niedrige Viskosität aufweist, wobei die Teilchenagglomerieriing gehemmt und verhindert und die Desagglomerierung der Teilchen gefördert werden.

Gemäß der Erfindung wird ein wäßriger Schlamm aus einem zumindest teilweise kristallinen Aluminosilicats und einem Dispergiermittel, das zur Hemmung oder Verhinderung einer Agglomerierung der Teilchen des Aluminosilicats und zur Verringerung der Viskosität des Aluminosilicatschlammes in der Lage ist, geschaffen. In einer anderen Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verringerung der Teilchengröße eines wäßrigen Schlammes von kristallinen Aluminosilicaten zur Schaffung einer gleichmäßigeren Größenverteilung durch Zerkleinerung oder Kugelvermahlung des Aluminosilicatschlammes in Gegenwart von hinreichenden Mengen verschiedener Dispergiermittel.

709 609/415

3 4

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch ge- verringern und waren nicht in der Lage, eine Agglokennzeichnet, daß man den Schlammin Gegenwart eines merierung zu verhindern. Für die Durchführung Dispergiermittels aus Tanninsäure, Lecithin, Äthylen- eines zufriedenstellenden Basenaustausches und für oxyd-Alkylphenol-Polymerisaten, den wasserlöslichen die Erzielung gleichmäßiger Teilchengrößen des Alu-Salzen einer substituierten, polymerisierten benzoiden 5 minosilicats bei einer Kugelmahlbehandlung ist eine Alkylsulfonsäure, einem Alkalisalz, einer gesättigten Viskosität von unter etwa 1000 cP bei 20 see-¹ Sche-Fettsäure mit etwa 12 bis 20 Kohlenstoffatomen oder rung bei 38° C und vorzugsweise unter 500 und inswasserlöslichen Salzen von Ligninsulfonsäure oder besondere bevorzugt von unter 100 cP bei 20 see-¹ löslichen Salzen von Carboxymethylcellulose bildet Schening bei 38⁰C erwünscht. Die Dispergiermittel, oder ihn mit dem Dispergiermittel versetzt. Ein Bei- io die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung mit dem spiel eines geeigneten Alkalisalzes einer gesättigten wäßrigen Aluminosilicatschlamm vereinigt werden, Fettsäure mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen ist Natri- werden entsprechend ausgewählt, um unter spezifischen umstearat. Geeignete wasserlösliche Salze von Lignin- Reajitioifsbedingungen die besten Ergebnisse zu sulfonsäure sind Ammoniumsalze oder solche mit erzielen. Es wurde gefunden, daß optimale Ergebnisse einem Gehalt von etwa 4 bis 12 Gewichtsprozent 15 erzielt werden können, wenn die wasserhaltigen Natriumoxyd, etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Calci- Aluminosilicatschlämme bei Temperaturen im Beumoxyd und etwa 0,01 bis 1,5 Gewichtsprozent reich von etwa 10 bis etwa 93⁰C und bei einem Magnesiumoxyd. pH-Wert gehalten werden, oberhalb dessen die

Das kristalline Aluminosilicat, das den bei dem Aluminosilicatstruktur nicht zerstört wird.

Verfahren gemäß der Erfindung zu behandelnden 20 In den meisten Fällen ist ein pH-Wert von über 4

wäßrigen Schlamm bildet, kann aus einem beliebigen erwünscht, und im allgemeinen wird es bevorzugt,

synthetischen oder natürlich vorkommenden Alu- einen pH-Wert von etwa 5 bis etwa 13 anzuwenden;

minosilicat, einschließlich der synthetischen und besonders gute Ergebnisse können bei einem pH-Wert

natürlichen Zeolithe, bestehen. von etwa 8 bis etwa 12 erzielt werden. Bei einem

Zweckmäßig hat der wäßrige Aluminosilicatschlamm 25 pH-Wert unter 4 besteht die Gefahr, daß kristalline einen Feststoffgehalt im Bereich von etwa 5 bis Aluminosilicate zerstört werden können und ihre etwa 50 Gewichtsprozent des Schlammes, Vorzugs- Wirksamkeit für die weitere Verwendung verlieren. weise von über 15 Gewichtsprozent und insbesondere Die Menge an Dispergiermitteln, die bei dem Vereinen Gehalt im Bereich von etwa 20 bis etwa 50 Ge- fahren gemäß der Erfindung mit dem wäßrigen wichtsprozent. Durch das Verfahren gemäß der 30 kristallinen Aluminosilicatschlamm vereinigt wird, Erfindung kann aber auch die Viskosität eines wäßrigen kann in Abhängigkeit von der Art und den Eigen-Aluminosilicatschlammes mit einem Feststoffgehalt schäften des Aluminosilicats in dem Sshlamm, der von unter 15 Gewichtsprozent verringert werden, Konzentration des Schlammes, der Art des Dispergierjedoch liegt bei diesen tiefen Feststoffkonzentrationen mittels, der Temperatur des Schlammes, dem pH-Wert der Hauptzweck des Dispergiermittels in der Ver- 35 des Schlammes u. dgl. geändert werden. Allgemein meldung einer Agglomeration der Aluminosilicat- kann die Dispergiermittelmenge im Bereich von etwa teilchen. 0,01 Gewichtsprozent oder weniger bis etwa 5 Ge-

Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung mit wichtsprozent oder mehr, bezogen auf die trockenen

dem Aluminosilicatschlamm verwendeten Disper- Feststoffe des Schlammes, liegen. Vorzugsweise liegt

giermittel erniedrigen nicht nur in zufriedenstellender 40 die Dispergiermittelmenge im Bereich von etwa

Weise die Viskosität, sondern verhindern auch eine 0,03 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf die trockenen

Agglomeration oder fördern den Zerfall von Agglo- Feststoffe des Schlammes. In jedem Fall wird das

meraten im Aluminosilicatbrei. Geeignete Dispergier- Dispergiermittel in hinreichenden Mengen einge-

mittel müssen beständig sein, sie dürfen mit den bracht, um einen Zerfall von Teilchenagglomeraten

Aluminosilicaten nicht chemisch reagieren, und sie 45 zu bewirken oder eine Agglomeration der Teilchen

dürfen die endgültige Verwendung des fertigen zu verhindern und eine wäßrige Viskosität des Schlam-

Produktes nicht nachteilig beeinflussen. Diese Be- mes von unter etwa 1000 cP bei 20 see"¹ Scher-

dingungen werden von den vorstehend aufgeführten geschwindigkeit zu erhalten.

Dispergiermitteln erfüllt. Die Wirksamkeit der er- Die Art und Weise, in der die Dispergiermittel mit findungsgemäß verwendeten Dispergiermittel kann 50 dem wäßrigen Aluminosilicatschlamm kombiniert leicht in Verbindung mit einem 35gewichtsprozentigen werden, ist nicht unbedingt kritisch. Die Dispergierwäßrigen Brei von Natriumaluminosilicat mit Poren- mittel können zu dem Wasser vor Zugabe des Aluminoöffnungen im Bereich von etwa 6 bis etwa 15 Äng- silicats, mit dem Aluminosilicat bei Zugabe zu dem Strömeinheiten aufgezeigt werden. Dieser Brei hat Wasser oder zu dem wäßrigen Aluminosilicatschlamm ohne die Dispergiermittel eine Viskosität von 3600 cP 55 zugesetzt werden. Bei jeder Art der Vereinigung verbei 20 see-¹ Scherung bei 38⁰C. Die Zugabe von hindern die Dispergiermittel eine Agglomeration und 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die trockenen Fest- bewirken einen Zerfall von Agglomeraten der Alustoffe der vorstehend beschriebenen Dispergiermittel, minosilicatschlamm zugesetzt sind,
zu dem Schlamm verringerte die Viskosität des Die Handhabung dieser Schlämme wird sehr verSchlammes von 3600 auf unter 100. Unter den gleichen 60 einfacht, und es können normale Pumpvorgänge Bedingungen verringerte Natriumcarboxymethylcellu- Anwendung finden, um diese Schlämme zu bewegen lose die Viskosität des Schlammes auf 47OcP bei und zu fördern. Ein anderes wichtiges Merkmal der 20 see- ^l Schergeschwindigkeit, während Natrium- niederviskosen Schlämme ist die Vereinfachung und hexametaphosphat die Viskosität auf 940 verringerte. Verbesserung von Basenaustauschprozessen zum Er-Natriumalginat, Gummiarabikum und Carboxyvinyl- 65 satz der verschiedenen Ionen in den Aluminosilicaten. polymerisat (Carbopol), alles bekannte Dispergier- Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden mittel, konnten die Viskosität des wäßrigen Alumino- Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der silicatschlamms nicht auf einen Wert unter 2400 Teilchengrößenverringerung des kristallinen Alumino-

licats in einem Schlamm durch Behandlung in einer Lugelmühle oder Mahlung der Teilchen in Gegenart einer hinreichenden Menge eines geeigneten >ispergiermittels der vorstehend beschriebenen Art. ei Verwendung von Dispergiermitteln in einem äßrigsn kristallinen Aluminosilicatschlamm wurde Runden, daß bei einem Kugelvermahlungsvorgang ie Mahlwirksamkeit verbessert ist; es werden wesentch erhöhte Mengen an kleineren Teilchengrößen und ine gleichmäßigere Größenverteilung erzielt, während ne Agglomerierung des sich ergebenden Produktes srmieden wird.

Die Erfindung wird nachstehend aa Hand der .usführungsbeispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Es wurde eine lonenaustauschbehandlung durchäführt, um kristalline Seltene-Erden-Aluminosilicate us einem pulverförmigen kristallinen Natrium· luminosilicat mit gleichmäßigen Porenöffnungen wischen 6 und 15 Angströmeinheiten herzustellen. >as Natriumaluminosilicat wurde nach der Arbeits- -eise gemäß der USA.-Patentschrift 2 882 244 herestellt.

Es wurden drei Tanks in einer Reihe verbunden, nd die Beschickung zu jedem der drei Kontaktgefäße -ar wie folgt:

Seltene-Erdchloride (SECl, · 6H₈O)* ... 2,95 kg Wasser 31,8 kg

Natriumaluminosilicat (46,7 Gewichtsprozent Wasser) 21,0 kg

* Typische Analyse der Seltene-Erdchloride

CeCl, · 6 H₈O 43,5 Gewichtsprozent LaCl, · 6 H,O 23,0 Gewichtsprozent NdCI, · 6 H₂O 17,9 Gewichtsprozent PrCl₃ · 6 H_SO 5,4 Gewichtsprozent SmCIj · 6 H,O 1,9 Gewichtsprozent GdCl₉ · 6 H₂O 0,6 Gewichtsprozent YCl₉ · 6 H₂O und andere 0,2 Gewichtsprozent Verunreinigungen 7,5 Gewichtsprozent

Die Beschickung wurde unter Rühren auf 82° C rhitzt und 1 Stunde bei dieser Temperatur gehalten. ■Jach 1 Stunde wurde die Zugabe von SECl₃ · 6 H₂O-ösung zu der ersten Berührungsstufe bei 1555 cm³/ vlin. begonnen; das überfließende Material aus dem rsten Tank ging zu dem zweiten Tank, und das iberfließende Material aus der dritten Berührungstufe ging zu einem Drehfilter; der von dem Filter bgenommene Kuchen wurde in die erste Berührungstufe zurückgeführt. Die Temperatur wurde während ier kontinuierlichen Zugabe bei 82⁰C gehalten, und Ue Zugabe wurde 6 Stunden lang fortgesetzt. Die ließgeschwindigkeit der SECl₃ ·. 6H₂O-Lösung wurde η !sprechend festgesetzt, um die Inhalte der drei ierührungsstufen einmal je Stunde zu zirkulieren. Die konzentration der SECI₃ · 6H₂O-Lösung betrug 23 g ;EC1₃ · 6H₂O je Liter.

Diese Bedingungen wurden so ausgewählt, um >,264kg SECl₃-6H₄O je Kilogramm trockenem Natriumaluminosilicat in der ersten Stunde des Umtausches und 0,066 kg SECl₃-6H₂O je KiIoramm trockenem Natriumaluminosilicat in jeder ■er sechs nachfolgenden Stunden des Austausche u ergeben. Während des gesamten Austauschkreisaufs wurden 0,66 kg SECl₃ · 6H₂O je Kilogramm rockenem Natriumaluminosilicat angewendet.

Nach Abschluß des Austauschkreislaufs wurde die Wärme entfernt, und es wurde 4 Stunden lang Wasser bei 1555 cm³/Min. zugesetzt, um restliche Salze auszuwaschen. Das ausgetauschte Produkt aus dem Betriebslauf enthielt 2,4 Gewichtsprozent Natrium und 23,2 Gewichtsprozent Seltene-Erdoxyde (SE₂O₃).

Beispiel 2

Um die Wirkung eines Dispergiermittels bezüglich ίο einer Verbesserung des Ionenaustauschprozesses darzulegen, wurde eine dem Beispiel 1 ähnliche Arbeitsweise durchgeführt, wobei Natriumaluminosilicat wie im Beispiel 1 und das nachstehend angegebene Einsatzmaterial Anwendung fanden: >5

SECl₃ -6H_tO 3,49 kg

Wasser 30,0 kg

Natriumaluminosilicat (47,3 Gewichtsprozent Wasser 24,7 kg

Ein Salz von Ligninsulfonsäure mit einem Gehalt von

3.8 Gewichtsprozent CaO

4.9 Gewichtsprozent Na₂O

*5 1 Gewichtsprozent MgO 26,5 g

(0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf trockenes Natriumaluminosilicat)

Die Beschickung wurde auf 82° C erhitzt und 45 Minuten bei 82° C gehalten. Am Ende von 45 Minuten wurde die Zugabe von SECI₃ · 6H₂O-Lösung zu der ersten Berührungsstufe bei 2052cm⁸/Min. begonnen, wobei das überfließende Material aus dem ersten Tank zu dem zweiten Tank ging und das überfließende Material aus der dritten Berührungsstufe zu einem Drehfilter geleitet wurde; der von dem Filter abgenommene Kuchen wurde in die erste Berührungsstufe zurückgeführt. Die Temperatur wurde während der kontinuierlichen Zugabe bei 82° C gehalten, die Zugabe wurde 4,5 Stunden lang fortgesetzt. Die Fließgeschwindigkeit der SECl₃ · 6H₂O-Lösung wurde entsprechend eingestellt, um die Inhalte der drei Berührungsstufen alle 45 Minuten einmal zu zirku lieren. Die Konzentration der SECl₃ · 6H₂O-Lösung betrug 28,5 g SECl₃ · 6H₂O je Liter.

Diese Bedingungen wurden gewählt, um 0,264 kg SECl₃ · 6H₂O je Kilogramm trockenem Natriumaluminosilicat in der ersten 45-Minuten-Periode des

So Austauschs und 0,066 kg SECl₃ · 6H₂O je Kilogramm trockenem Natriumaluminosilicat in jeder der sechs nachfolgenden 45-Minuten-Perioden des Austauschs zu ergeben. Während des gesamten Austauschkreislaufs wurden 0,66 kg SECl₃ ♦ 6H₂O je Kilogramm trockenem Natriumaluminosilicat angewendet.

Nach Abschluß des Austauschkreislaufs wurde die Wärme entfernt, und es wurde Wasser zugegeben, um restliche Salze auszuwaschen. Das ausgetauschte Produkt aus diesem Betriebslauf enthielt 1,9 Ge wichtsprozent Natrium und 24,4 Gewichtsprozent Seltene-Erdoxyde (SE₂O₃).

Bei einem Vergleich der Beispiele 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Verwendung eines Dispergiermittels bei dieser Basenaustauschbehandlung die Wirksamkeit dieser Behandlung stark erhöht, indem die erforderliche Zeit für den Basenaustausch verkürzt wird, die Menge an Seltene-Erdionen in dem Aluminosilicat erhöht wird und die Menge der darin anwesenden

Natriumionen verringert wird. Demgemäß können also die Verringerung der wäßrigen Viskosität des wäßrigen Natriumaluminosilicatschlammes und die Vermeidung einer Agglomeration der Aluminosilicatteilchen diese Basenaustauschbehandlung bedeutend verbessern. Um diese Verbesserung weiter darzulegen, wurden Anteile der gemäß den Beispielen 1 und 2 hergestellten Aluminosilicate als Krackkatalysatoren für η-Hexan bei einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 10, einem Katalysator-Öl-Verhältnis von 4 und einer Temperatur von 371⁰C verwendet. Die Reaktionsgeschwindigkeiten wurden mit den Ergebnissen eines technischen amorphen frischen Siliciumdioxyd-Aluminiumoxyd-Katalysators mit einem Gehalt von 10 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd, bestimmt bei einer stündlichen Raumströmungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 1, einem Katalysator-Öl-Verhältnis von 4 und einer Temperatur von 538°C, verglichen. Es wurden die nachstehend angegebenen relativen Reaktionsgeschwindigkeiten erhalten:

Relative Reaktionsgeschwindigkeiten für die Krackung von n-Hexan

5 Amorphes Silici- umdioxyd—Alu miniumoxyd	Seltene-Erden- Aluminocilicat gemäß Beispiel 2; Verwendung eines Dispergiermittels	Seltene-Erden- Aluminosilicat gemäß Beispiel 1; kein Dispergier mittel
1	300	130

Beispiel 3

Es wurde die Wirkung der Zugabe eines wassei löslichen Dispergiermittels, das sich aus einet Ligninsulfonsäuresalz mit einem Gehalt von 3,8 G< wichtsprozent CaO, 4,9 Gewichtsprozent Na₂O un Gewichtsprozent MgO zusammensetzte, zu vei schiedenen wasserhaltigen Schlämmen von kristallinei Aluminosilicat unter Verwendung verschiedener Kor

so zentrationen an Dispergiermittel bestimmt. Es wurde die nachstehend angegebenen Ergebnisse erhalten:

Wäßriger Schlamm Viskosität, Centipoise bei 20 see-· Scherung, 38°C 0,2* I 0,3* I 0,5* I 0,1*

2,0«

Natriumaluminosilicat wie im Beispiel 1,
35 Gewichtsprozent

dicke Paste

25 Gewichtsprozent

* Gewichtsprozent Dispergiermittel, bezogen auf trockene Feststoffe.

Seltene-Erden-Aluminosilicat wie im Beispiel 1,
36 Gewichtsprozent

480	15,5	8,0	8,0
780	—	750	—
470		410

220

In einer ähnlichen Weise wurde ein wasserlösliches Dispergiermittel, das sich aus einem Ligninsulfonsäuresalz mit einem Gehalt von 11 Gewichtsprozent Na₂O, 0,4 Gewichtsprozent CaO und 0,5 Gewichtsprozent MgO zusammensetzte, zu einem 20gewichtsprozentigen wäßrigen Schlamm von Seltenen-Erden-Aluminosilicat (gemäß Beispiel 1) zugesetzt, wobei verschiedene Konzentrationin an Dispergiermittel benutzt wurden. Es wurden die nachstehenden Ergebnisse erhalten:

Viskosität, Centipoise bei 20sec"¹ Scherung, 38° C (100⁰F)
0,4* I 0,6* I 1,0*

Es wurden die nachstehenden Ergebnisse erhalten:

23,9

16,2

8,1

55

* Gewichtsprozent Dispergiermittel, bezogen auf trockene Feststoffe.

6o

Beispiel 4

Es wurde die Wirkung einer Zugabe von verschiedenen wasserlöslichen Dispergiermitteln zu einem 35gewichtsprozentigen wäßrigen Schlamm von Natriumaluminosilicat (gemäß Beispiel 1) bei 38° C bestimmt, wobei 2 Gewichtsprozent Dispergiermittel, bezogen auf trockene Feststoffe, Anwendung fanden.

20 see*¹ Scherung,

Kein 3 600

Tanninsäure 10

Natriumsalze von polymerisierten substituierten benzoiden Alkylsulfonsäuren (Daxad 23 Dewey and Almy

Chemical Co.) 9

Ammoniumsalz von Ligninsulfonsäure 11

Lecithin 12

Äthylenoxyd-Alkylphenol-Polymerisat

(Hercules Powder Co. G-1690) 52

Natriumstearat 67

Natriumhexametaphosphat 940

Natriumcarboxymethylcellulose 470

Natriumalginat 6 000

Gummiarabikum 2 400

Carboxyvinylpolymerisat

(hohes Molekulargewicht)

[Carbopol — B. F. Goodrich] > 10 000

Beispiel 5

Es wurde sine halbtechnische Kugelmühle für satzweise Verarbeitung benutzt, um folgende Schlämme zu mahlen: (1) einen Schlamm mit 36 Gewichtsprozent Seltene-Erden-Aluminosilicat, der in der Arbeitsweise gemäß Beispiel 1 ohne Zugabe eines Dispergiermittels hergestellt war; (2) den gleichen Schlamm mit 0,065 Gewichtsprozent, bezogen auf die Feststoffe, eines zugesetzten wasserlöslichen Dispergiermittels, das sich aus einem Ligninsulfonsäuresalz mit einem Gehalt von 3,8 Gewichtsprozent CaO, 4,9 Gewichtsprozent Na₂O und 1 Gewichtsprozent MgO zusammensetzte. Die Viskosität des Schlammes, der das Dispermittel enthielt, betrug etwa 800 cP bei 20 see"¹ Scher-

10

geschwindigkeit bei 38°C, während die des Schlammes ohne Dispergiermittel mehr als 300OcP betrug. Die Kugelmühle, die mit 42 Umdrehungen je Minute gedreht wurde, hatte einen Innendurchmesser von etwa 40,6 cm und eine Länge von etwa 40,6 cm, so daß das Volumen etwa 52,71 betrug. Das scheinbare Volumen des Mahlmediums (12,7 bis 15,9 mm Flintkügelchen) betrug 40% des Mühlenvolumens, und das von dem Mahlmedium und dem Schlamm

ίο zusammen eingenommene Volumen betrug 50°/₀ des Mühlenvolumens. Nach einer derartigen Mahlung über 2 Stunden wurde die Teilchengrößencharakteristik bestimmt. Die Untersuchungsergebnisse bei der Beschickung und dem Produkt waren wie folgt:

Teilchengrößenwerte Kein Dispergiermittel

zugesetzt Beschickung I Produkt

Dispergiermittel

zugesetzt Beschickung I Produkt

Durch Wägung bestimmter mittlerer Teilchendurchmesser, Mikron

Aus der Oberfläche bestimmter mittlerer Teilchendurchmesser, Mikron

> 10 Mikron, °/₀

< 2 Mikron, °/_c

7,0

2,9
11
16

4,1

2,3
6
21

7,0

2,9
11
16

3,4

2,4

2 28

Die vorstehenden Werte zeigen, daß eine geringere Viskosität und feinteiligere Teilchen bei der Kugelvermahlung des Schlammes erhalten werden, der das Dispergiermittel enthält, als bei dem Schlamm, der kein Dispergiermittel enthält. Weiter ist zu beachten, daß bei dem Schlammprodukt, das das Dispergiermittel enthält, die Teilchen mit einer Größe von über 10 Mikron um einen Faktor von 3 verringert worden sind, verglichen mit dem kein Dispergiermittel enthaltenden Schlammprodukt. Da es wünschenswert ist, bei Wirbelschichtkatalysatoren und insbesondere bei der Herstellung von Perlenkatalysator ein Material mit einer Teilchengröße von unter 10 Mikron zu benutzen, schafft die Verwendung des Dispergiermittels in dem der Kugelvermahlung unterworfenen

30 Schlamm wesentliche Verbesserungen bezüglich der Teilchengrößenverteilung, indem die Menge an Feinteilen größer als 10 Mikron wesentlich verringert wird.

Beispiel 6

Ein wäßriger Brei, der 25 Gewichtsprozent Seltene-Erden-Aluminosilicat, wie im Beispiel 1 beschrieben, und 0,4 Gewichtsprozent, bezogen auf die Feststoffe, eines Dispergiermittels enthielt, das sich aus einem Ligninsulfonsäuresalz mit einem Gehalt von 11 Gewichtsprozent Na₂O, 0,4 Gewichtsprozent CaO und 0,5 Gewichtsprozent MgO zusammensetzte, wurde 1 ¹I₄ Stunden gemäß der im Beispiel 5 beschriebenen Arbeitsweise in einer Kugelmühle gemahlen.

Untersuchungsergebnisse der Beschickung und des Produktes waren wie folgt:

Teilchengrößenwerte	Beschickung	Produkt
Durch Wägung bestimmter
mittlerer Teilchen
durchmesser, Mikron	4,8	4,1
Aus der Oberfläche bestimmter
mittlerer Teilchendurch
messer, Mikron	3,3	2,7
>10 Mikron, %	4	2
< 2 Mikron, %	8	14

Claims

Patentansprüche: 60

1. Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Schlammes eines wenigstens teilweise kristallinen Aluminosilicats mit angenäherter, gleichförmiger Teilchengröße, wobei der Schlamm eine niedrige Viskosität aufweist und im wesentlichen agglomeratfrei ist, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlamm in Gegenwart eines Dispergiermittels aus Tanninsäure, Lecithin, Äthylenoxyd-Alkylphenol-Polymerisaten, den wasserlöslichen Salzen einer substituierten, polymerisierten benzoiden Alkylsulfonsäure, einem Alkalisalz, einer gesättigten Fettsäure mit etwa 12 bis 20 Kohlenstoffatomen oder wasserlöslichen Salzen von Ligninsulfonsäure bildet oder ihn mit dem Dispergiermittel versetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalisalz der gesättigten Fettsäure Natriumstearat verwendet.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wasserlösliches Salz von Ligninsulfonsäure ein Ammoniumsalz oder solche mit einem Gehalt von etwa 4 bis 12 Gewichtsprozent Natriumoxyd, etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Calciumoxyd und etwa 0,01 bis 1,5 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wäßrigen Aluminosilicatschlamm mit einem Feststoffgehalt im Bereich von etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf den Schlamm, bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den wasser-

haltigen Aluminosilicatschlamm bei einer Temperatur im Bereich von etwa 10 bis 93 ⁰C hält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den wäßrigen Aluminosilicatschlamm bei einem pH-Wert im Bereich von 8 bis 12 hält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens 0,03 Gewichtsprozent des Dispergiermittels, bezogen auf den Trockenfeststoffgehalt des Schlammes, verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Uli mann, Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, Bd. 1, S. 724 und 725.