CN101264899B - 利用经济性铝源合成洗涤剂用4a沸石工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，利用铝源和硅源反应成凝胶，经晶化后制得4A沸石产品，其特征在于采用氧化铝生产流程中未脱除硅的铝酸钠溶液与工业水玻璃合成洗涤剂用4A沸石。本发明利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，方便简单，成本低，且获得的产品质量好，可以满足大规模连续生产的运行。在目前的4A沸石生产线上即可实现，无须增加任何设备；本发明利用晶化母液回头调配水玻璃和调配液，最大限度地减少了废液外排，所得产品既可以满足洗涤剂用户的要求，也可以满足高档分子筛用户的需求，与4A沸石现有工艺相比，产品成本能够降低约200元/吨左右，经济效益和社会效益显著，现实意义重大。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺。
背景技术
4A沸石因其具有较高的离子交换能力、助洗综合性能、安全性和经济性及其他各种优良的特性而被广泛地应用于无磷洗涤剂等方面。其主要是采用氧化铝生产流程中的精制铝酸钠溶液与工业水玻璃水热合成4A沸石，脱硅精滤后的铝酸钠溶液成本较高，降低了4A沸石的盈利空间，很难满足4A沸石的进一步生产需求。
中国专利号为200410155443.4的专利中采用了未脱除硅的铝酸钠溶液中加入非晶态导向剂直接合成4A沸石的方法，利用未脱除硅的铝酸钠溶液中未脱除的硅直接生产4A沸石。但由于未脱除硅的铝酸钠溶液中含硅量较低，4A沸石的生产能力低，造成4A沸石生产后续工序的极大浪费。并且未脱除硅的铝酸钠溶液中有很大一部分铝源没有得到利用，造成原材料的浪费。
未脱除硅的铝酸钠溶液中含有较高的有机络合铁含量，由于4A沸石具有很强的吸附性，使得有机络合铁在4A沸石结晶过程中，有机络合铁被紧密地吸附在其表面，而且难以除去。这直接导致沸石产品的b值升高，严重影响4A沸石产品的色度，以致影响下游用户对4A沸石产品的使用。中国专利号为200410155443.4的专利中采用了未脱除硅的铝酸钠溶液中加入非晶态导向剂直接合成4A沸石的方法，不能有效解决沸石产品的b值升高问题。这将使该方法在实际生产应用中受到限制。
现有的文献及专利中非晶态导向剂一般都是在凝胶晶化前一次性加入，由于凝胶所特有的性质，这种加入方式使得非晶态导向剂很难均匀地分散于凝胶中，对4A沸石晶化过程的一致性产生很大影响，造成产品钙交换能力指标的波动。并且由于晶化过程存在着不一致性，导致4A沸石产品存在着产品粒度分布不均匀，粉体易沉降等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，方便简单，成本低，且获得的产品质量好。
本发明所述的利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，利用铝源和硅源反应成凝胶，经晶化后制得4A沸石产品，其技术要点是采用氧化铝生产流程中未脱除硅的铝酸钠溶液与工业水玻璃(M＝2.0-3.1)合成洗涤剂用4A沸石。
本发明中以工业原水玻璃作为合成4A沸石的主要硅源，未脱除硅的铝酸钠溶液中含有的SiO2作为合成4A沸石的补充硅源，有效降低工业原水玻璃的用量，使合成原料得到充分利用，简化了工艺过程，大大降低了生产成本。
可以用沸石生产中产生的母液对未脱除硅的铝酸钠溶液进行调配使用，使其调配后溶液的Al2O3含量为30-120g/L，50-80g/L更好，65-70g/L最好。
在凝胶晶化前采用连续加入方式加入非晶态导向剂，能够提高4A沸石晶化过程的一致性，并且减少了4A沸石粉体的附聚现象，可使4A沸石结晶更加完美，能够进一步改善4A沸石产品微观质量，显著改善4A沸石的粒度分布，提高成品质量。利用本公司的非晶态导向剂，加入量为理论干基沸石重量的2-3‰。晶态导向剂通过计量泵加入，流量控制在0.10-2.00m3/h，更好为0.40-0.80m3/h，最好为0.50-0.60m3/h。
在调配后铝酸钠溶液中添加铝酸钠溶液体积的1-10‰的石灰乳，固含为200g/L，对调配后铝酸钠溶液进行脱色，使溶液b值从2.00左右降低到0.60以下，解决了未脱除硅的铝酸钠溶液中有机络合铁含量较高影响沸石产品重要指标b值的问题，即有机络合铁的存在影响4A沸石色度的问题。根据溶液b值确定所加入的石灰乳的总量。石灰乳添加量太少，无法保证未脱除硅的铝酸钠溶液脱色效果，石灰乳添加量太多，又会损失调配后铝酸钠溶液中的AL2O3含量，造成原料浪费。石灰乳的加入量为铝酸钠溶液体积的1-10‰，更好为1-5‰，最好为1-2‰。
石灰乳最好分两次加入，第一次是在用沸石母液调配合格后的溶液中加入石灰乳体积总量的50％，过滤后溶液的b值从2.00左右降低到1.00左右。然后再将剩余的50％石灰乳加到滤液中，再进行过滤。滤液b值降低到0.40左右。这样能够充分利用石灰乳对铁的吸附和络合能力，更好地利用石灰乳对铁进行脱除，进一步保证4A沸石产品色度，并最大限度降低石灰乳的用量，达到优化产品指标的目的。
本发明利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，方便简单，成本低，且获得的产品质量好，可以满足大规模连续生产的运行。在目前的4A沸石生产线上即可实现，无须增加任何设备；本发明利用晶化母液回头调配水玻璃和调配液，最大限度地减少了废液外排，所得产品既可以满足洗涤剂用户的要求，也可以满足高档分子筛用户的需求，与4A沸石现有工艺相比，产品成本能够降低约200元/吨左右，经济效益和社会效益显著，现实意义重大。
附图说明
图1、本发明工艺流程框图。
图2、4A沸石产品的SME图片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
溶液A：
取氧化铝生产流程中的未脱除硅的铝酸钠溶液，用4A沸石母液将其调配成Al2O3含量为65g/L。在调配合格后的溶液中分别分两次加入总量为1.0‰、3.0‰(均为调配后未脱除硅的铝酸钠溶液体积百分数，以下与此相同)的石灰乳，每次加入量为总体积的50％，即在调配后铝酸钠溶液合格后先加入50％的石灰乳，过滤，在滤液中再加入剩余的50％的石灰乳，再过滤。滤液温度控制在65℃，待用。
溶液B：
准备工业原水玻璃(M＝2.0-3.1)，温度控制在45℃，待用。
通过两台计量泵将上述两种溶液同步打入合成反应器中，合成完毕后一次性加入干基沸石重量的2‰的非晶态导向剂，搅拌15min后提温至75±5℃，晶化两小时后出料，经过常规的分离、洗涤、干燥后续处理，得产品。实验结果列于下表中。
石灰乳加入总量 钙交换 D50 b值 结晶度(％)
(‰) (mgCaCO3/g-Z) (um)
1.0 306 2.87 0.50 85.0
3.0 300 2.64 0.40 85.3
实施例2
除了非晶态导向剂的加入方式与实施例1中不同以外，其余步骤及实验条件均与实施例1相同。非晶态导向剂的加入量为干基沸石重量的3‰，并以0.56m3/h的流速与合成的凝胶同步打入到晶化反应器中，再进行提温晶化。
实验结果列于下表中。
石灰乳加入总量 钙交换 D50
样品号 b值 结晶度(％)
(‰) (mgCaCO3/g-Z) (μm)
样品1 1.0 310 2.43 0.51 86.5
样品2 3.0 311 2.40 0.42 87.2
获得的4A沸石产品的SME图片见图2。
实施例3
本发明所述的利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，采用氧化铝生产流程中未脱除硅的铝酸钠溶液与工业水玻璃合成洗涤剂用4A沸石，其中：
对未脱除硅的铝酸钠溶液用沸石生产中产生的母液进行调配，使其调配后Al2O3含量为80g/L，在调配后铝酸钠溶液中添加铝酸钠溶液体积的4‰的石灰乳，固含为200g/L，石灰乳分两次加入，第一次是在用沸石母液调配合格后的溶液中加入，为石灰乳体积总量的50％，第二次是在过滤后加入到滤液中，再进行过滤。
采用连续加入方式加入非晶态导向剂，加入量为干基沸石重量的2.5‰，凝胶晶化后，经过常规的分离、洗涤、干燥后续处理得产品。
实施例4
本发明所述的利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，采用氧化铝生产流程中未脱除硅的铝酸钠溶液与工业水玻璃合成洗涤剂用4A沸石，其中：
对未脱除硅的铝酸钠溶液用沸石生产中产生的母液进行调配，使其调配后Al2O3含量为100g/L，在调配后铝酸钠溶液中添加铝酸钠溶液体积的2.5‰的石灰乳，固含为200g/L，石灰乳分两次加入，第一次是在用沸石母液调配合格后的溶液中加入，为石灰乳体积总量的50％，第二次是在过滤后加入到滤液中，再进行过滤。
采用连续加入方式加入非晶态导向剂，加入量为干基沸石重量的2.7‰，凝胶晶化后，经过常规的分离、洗涤、干燥后续处理得产品。
实施例5
本发明所述的利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，采用氧化铝生产流程中未脱除硅的铝酸钠溶液与工业水玻璃合成洗涤剂用4A沸石，其中：
对未脱除硅的铝酸钠溶液用沸石生产中产生的母液进行调配，使其调配后Al2O3含量为68g/L，在调配后铝酸钠溶液中添加铝酸钠溶液体积的6‰的石灰乳，固含为200g/L，石灰乳分两次加入，第一次是在用沸石母液调配合格后的溶液中加入，为石灰乳体积总量的50％，第二次是在过滤后加入到滤液中，再进行过滤。
采用连续加入方式加入非晶态导向剂，加入量为干基沸石重量的3‰，凝胶晶化后，经过常规的分离、洗涤、干燥后续处理得产品。
Claims (1)
1.一种利用经济性铝源合成洗涤剂用4A沸石工艺，利用铝源和硅源反应成凝胶，经晶化后制得4A沸石产品，其特征在于采用氧化铝生产流程中未脱除硅的铝酸钠溶液与工业水玻璃合成洗涤剂用4A沸石，用沸石生产中产生的母液对未脱除硅的铝酸钠溶液进行调配，使其调配后Al2O3含量为50-80g/L；
在凝胶晶化前采用连续加入方式加入非晶态导向剂；
在调配后铝酸钠溶液中添加铝酸钠溶液体积的1-10‰的石灰乳，固含为200g/L，石灰乳分两次加入，第一次是在用沸石母液调配合格后的溶液中加入，为石灰乳体积总量的50％，第二次是在过滤后加入到滤液中，再进行过滤。
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