Factors that influence analcime formation

Abstract

Natural conditions of analcime formation, determined by geochemists (prolonged duration of synthesis, high pressure and temperature) cannot be applied in industry. Usually, analcime is synthesised at high temperatures (over 180 °C) and in a wide range of pressures (0.15...100 MPa), mostly from aluminosilicate gels. Analcime as the dominating phase was found in the surface layers of the stratified synthesis products, though it can be not dominant in the synthesis batch volume. It was concluded that analcime is dominating in the surface layer of the synthesis products due to a high alkali concentration. Analcime with a low quantity of impurities was synthesised in the investigation, as the quantity of the mineral in the synthesis products depends on the nature of the raw materials. The mixture of NaOH solution, active y-Al,O3 and silicic acid with the molar ratio 1-2:1:4-6 is optional for the synthesis conditions applied. y-Al2O3 was preferable to gibbsite in the synthesis conditions. Using gibbsite in analcime synthesis we obtained much more other zeolites and impurities than using y-Al,O3. When the molar ratio SiO2 / A1,O_, increased from 4 to 6 in the mixture of raw materials, the analcime quantity in the synthesis batch increased too. The conclusion was made that the Na^O / AUO, molar ratio in the mixture of raw materials must be higher than 1. y-Al,O3 as one of the raw components is preferable to gibbsite in the selected synthesis conditions, because the output of analcime is much higher in that case.

Geochemikų nustatytos gamtinės analcimo susidarymo sąlygos neracionalios gamyboje - ilga sintezės trukmė, didelis slėgis, aukšta temperatūra. Analcimas dažniausiai sintetinamas aukštoje temperatūroje (per 180°C) ir įvairiame slėgyje (0,15...100 MPa). Šiuose tyrimuose aprašoma analcimo sintezės (180°C temperatūra, sočiųjų vandens garų slėgis, 19,5 valandos sintezės trukmė) rezultatų priklausomybė nuo žaliavų atmainos ir santykio pradiniuose mišiniuose. Sintezės metu žaliava nuolat nepermaišoma, tuo ji panaši į gamtinę. Dažniausiai tokiomis sąlygomis gautų sintezės produktų paviršiuje vyrauja analcimas, nors visoje naujadarų masėje jo gali būti ir nedaug. Padaryta išvada, kad paviršiniame sintezės produktų sluoksnyje analcimas vyrauja dėl didesnės natrio šarmo koncentracijos. Aprašytomis analcimo sintezės sąlygomis y-Al2O3, kaip viena iš žaliavų, yra pranašesnis už gibsitą.