CN101746777A - 利用花岗岩粉与碱性铝渣生产4a型沸石分子筛、石英砂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用花岗岩粉与碱性铝渣生产4A型沸石分子筛、石英砂的方法，其步骤为首先将碱性铝渣加入到氢氧化钠溶液中，过滤，留取清液备用；另外将花岗岩粉与碳酸钠混合均匀，经煅烧后，煅烧产物与固体氢氧化钠、上步制备的清液按比例混合；所得产物经陈化、分离后，得到渣料、凝胶与清液，渣料经磁选、酸洗后得到石英砂；凝胶与清液加入晶种，经晶化后过滤，所得凝胶水洗、干燥，得到分子筛粉料；本发明利用工业废弃物花岗岩粉和碱性铝渣制备的分子筛等产品与传统工艺比较，具有成本低廉等优点；同时具有工艺简单，原料价格低，来源广泛等特点；由于直接使用现有设备，适宜工业推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用花岗岩粉与碱性铝渣生产4A型沸石分子筛、石英砂的方法。
背景技术
伴随着建筑行业的发展，人民生活水平的提高，铝合金门窗在新型建筑中有了广泛的应用。截至2006年我国铝型材的产量为300万吨。资料表明，一条年产2400吨的着色生产线，年产生碱性铝渣2000吨。那么我国每年铝型材行业产生的碱性铝渣约为300万吨，预计这个数字会随着我国建筑业产业的快速发展而持续增大。
中国是世界重要的花岗岩产销国和进出口国。花岗岩的产量过15亿平方米，出口总额达2.87亿美元。中国花岗岩不管是国内消费量，还是国际贸易每年都以两位数字增长。经测算每生产50立方米的花岗岩板材，就会产生1立方米的花岗岩粉。按我国目前15亿立方米板材的产量，每年产生花岗岩粉3000万立方米。加之近20年的积累，花岗岩粉的存量非常惊人。
目前对这两种废渣缺乏有效的处理手段，基本上采用填埋、堆积的处理方式，既浪费有限的土地资源，又造成环境污染。
4A沸石分子筛是一种优良的洗涤剂助剂，可以交换水中的钙离子产生软化水，去除污垢和防止污垢再沉积，是目前代磷助洗剂中应用最多和最成熟的产品。同时还可广泛用于污水处理方面，4A型沸石分子筛可以去除污水中的重金属离子。可吸附工农业、民用及水产畜牧业排出污水中含有的氨态氮，防止生物过度生长造成的江河湖泊的阻塞。但是长久以来，由于直接以偏铝酸钠、硅酸钠为原料，致使其价格高昂，严重限制了其使用范围。
石英砂广泛应用于制造玻璃，耐火材料，冶炼硅铁，冶金熔剂，陶瓷，研磨材料等方面的同时，还作为硅原料的核心原料在硅原料的生产与供应中起着不可替代的重要基础作用。它所具有的独特的物理、化学、光学特性，使得其在许多高科技产品中发挥着越来越重要的作用，是IT行业的核心技术产品--计算机芯片，光导纤维，电子产业的谐振器，新型电光源，高绝缘的封接材料，航空航天仪器，军工技术产品，特种光学玻璃，化学分析仪器等都离不开的基础原料。
发明内容
本发明的目的是为解决花岗岩行业和铝型材行业中长期以来难以解决的废渣问题，提供一种利用花岗岩粉与碱性铝渣生产4A型沸石分子筛、石英砂的方法。
该方法有如下步骤：
1)将铝型材行业表面处理产生的碱性铝渣取出后，干燥至完全脱水；按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.02～1.2∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为6～8mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用；
2)将花岗岩粉与碳酸钠按1∶0.7～1.0的质量比混合均匀，在780～860℃的温度下煅烧80～160分钟；将煅烧产物按原始花岗岩粉与固体氢氧化钠、上步制备的清液、水质量之比为1∶0～0.7∶0.669～2.36∶7.52～71.11混合搅拌，将上层清液和凝胶与下层固体颗粒分离；所得固体颗粒经磁选、酸洗之后得石英砂；将凝胶在98～102℃下晶化5小时左右，过滤，将所得凝胶加水洗至pH＝9～10，然后在110℃下干燥得到4A型沸石分子筛粉料。
上述步骤2)中煅烧温度优选温度为830℃。
上述步骤2)中煅烧时间优选时间为100分钟。
上述步骤2)中花岗岩粉与碳酸钠的优选质量比为1∶0.8。
上述步骤2)中煅烧产物按原始花岗岩粉与固体氢氧化钠、上步制备的清液、水质量之比优选为1∶0∶0.734∶41。
本发明的有益效果是：
本发明在采用石材行业花岗岩粉和铝型材行业碱性铝渣为原材料，制备石油工业所需的4A沸石分子筛，具有比原有工艺成本低廉的优点，同时所有材料为工业废弃物达到了变废为宝的目的，具有良好的社会、经济、环境效益。
附图说明
图1是本发明的生产流程示意图。
具体实施方式
实施例1
按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.02∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为6mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用。
将花岗岩粉与碳酸钠按质量比1∶0.9混和均匀，在780℃的温度下煅烧150分钟。然后将煅烧产物按原始花岗岩粉与上步制备的清液、水质量之比1∶0.895∶41的比例混合搅拌，分离凝胶与颗粒。凝胶在100℃下晶化5小时，过滤，所得凝胶加水洗涤至pH＝9～10，然后在110℃下干燥得到4A型沸石分子筛粉料。所得颗粒分离后经磁选、酸洗后得到石英砂。
实施例2
按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.2∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为8mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用。
将花岗岩粉与碳酸钠按质量比1∶0.8混合均匀，在830℃的温度下煅烧100分钟。然后将煅烧产物按原始花岗岩粉与上步制备的清液、水质量之比1∶0.734∶41的比例混合搅拌，分离凝胶与颗粒。凝胶在100℃下晶化5小时，过滤，所得凝胶加水洗涤至pH＝9～10，然后在110℃下干燥得到4A型沸石分子筛粉料。所得颗粒分离后经磁选、酸洗后得到产品石英砂。
实施例3
按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.1∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为7mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用。
将花岗岩粉与碳酸钠按质量比1∶0.7混和均匀，在810℃的温度下煅烧130分钟。然后将煅烧产物按原始花岗岩粉与上步制备的清液、水质量之比1∶0.985∶63的比例混合搅拌，分离凝胶与颗粒。凝胶在98℃下晶化5小时，过滤，所得凝胶加水洗涤至pH＝9～10，然后在110℃下干燥得4A型沸石分子筛粉料。所得颗粒分离后经磁选、酸洗后得到产品石英砂。
实施例4
按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.2∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为6mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用。
将花岗岩粉与碳酸钠按质量比1∶1.0混和均匀，在830℃的温度下煅烧80分钟。然后将煅烧产物按原始花岗岩粉与固体氢氧化钠、上步制备的清液、水质量之比1∶0.13∶2.36∶71.11的比例混合搅拌，放入容器分离凝胶与颗粒。凝胶在102℃下晶化5小时，过滤，所得凝胶加水洗涤至pH＝9～10，然后在110℃下干燥得4A型沸石分子筛粉料。所得颗粒分离后经磁选、酸洗后得到石英砂。
实施例5
按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.2∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为8mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用。
将花岗岩粉与碳酸钠按质量比1∶0.7混和均匀，在860℃的温度下煅烧160分钟。然后将煅烧产物按原始花岗岩粉与固体氢氧化钠、上步制备的清液、水质量之比1∶0.7∶0.374∶7.52的比例混合搅拌，放入容器分离凝胶与颗粒。凝胶在100℃下晶化5小时，过滤，所得凝胶加水洗涤至pH＝9-10，然后在110℃下干燥得到4A型沸石分子筛粉料。所得颗粒分离后经磁选、酸洗后得到石英砂。
Claims (5)
1.一种利用花岗岩粉与碱性铝渣生产4A型沸石分子筛、石英砂的方法，其特征在于该方法有如下步骤：
1)将铝型材行业表面处理产生的碱性铝渣取出后，干燥至完全脱水；按干燥碱性铝渣与氢氧化钠固体质量比1.02～1.2∶1将二者称好，先将氢氧化钠配成浓度为6～8mol/L溶液并煮沸，再将干燥碱性铝渣分多次加入，继续煮沸至残余渣量不再减少，过滤，所得清液备用；
2)将花岗岩粉与碳酸钠按1∶0.7～1.0的质量比混合均匀，在780～860℃的温度下煅烧80～160分钟；将煅烧产物按原始花岗岩粉与固体氢氧化钠、上步制备的清液、水质量之比为1∶0～0.7∶0.669～2.36∶7.52～71.11混合搅拌，将上层清液和凝胶与下层固体颗粒分离；所得固体颗粒经磁选、酸洗之后得石英砂；将凝胶在98～102℃下晶化5小时，过滤，将所得凝胶加水洗至pH＝9～10，然后在110℃下干燥得到4A型沸石分子筛粉料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤2)中煅烧温度为830℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤2)中煅烧时间为100分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤2)中花岗岩粉与碳酸钠的质量比为1∶0.8。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤2)中煅烧产物按原始花岗岩粉与固体氢氧化钠、上步制备的清液、水质量之比为1∶0∶0.734∶41。
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