CN1051056C - 用钾长石制取沸石分子筛的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用富钾岩石制取沸石分于筛的方法。该方法是将含钾岩石经破碎，选矿、得到含钾长石的精矿粉，用精矿粉与碳酸钠或氢氧化钠混合后在500℃-850℃下焙烧，将焙烧过的熟料与氢氧化钠和水搅拌混合成胶体状，通过静置、老化、晶化、过滤，得到的固体在105℃下干燥即得到沸石分子筛粉料。经过滤后得到副产品一含K₂O的母液。该母液可经酸化分离后制得钾肥。本发明工艺设计合理、工艺简单、不污染环境、无废料排放、产品成本低。原料来源广泛、便于实施推广。

Description

用钾长石制取沸石分子筛的工艺

本发明涉及一种用富钾岩石制取沸石分子筛的方法，更详细讲，是涉及利用钾长石制取13X型沸石分子筛的方法。

我国的不溶性钾矿资源丰富，种类繁多，主要有钾长石、白榴石、明矾石、伊利石、含钾页岩及各类钾质火山岩等。这些钾矿资源几乎遍布全国各个省、市自治区。据不完全统计，全国不溶性钾资源约有近百亿吨。根据检索，在JP昭59-69418公开特许公报中已报导过关于采用钾长石、钾石英粗面岩、白榴石等矿石，在苛性钾溶液中进行加压、加热处理、生成钾沸石的技术。该技术成本高，工艺复杂，不易在我国推广、实施。国内文献中，有“综合利用钾长石发展我国硫酸钾工业”一文。该文发表在1995年中国化工第10期上，介绍了钾长石制备化工产品硫酸钾工艺，但未涉及碳酸钾及合成沸石等内容。因此，面对丰富的不溶性钾矿资源，急需广大科技人员进行开发、研究、合理的利用。

本发明的目的是提供一种用钾长石制取沸石分子筛的工艺，是利用含钾岩石制成沸石分子筛，合理利用我国的资源。该沸石分子筛可做化肥载体及其它化工原料用，该工艺简单、无废料排放、易于推广、实施。

本发明是通过下述方式实现的。

这种用钾长石制取沸石分子筛的工艺是以含钾长石的精矿粉为原料，该工艺采用下述步骤进行的：

(1)焙烧步骤：将所述含钾长石的精矿粉与碳酸钠或氢氧化钠按1∶1.1-1.7的重量份数混合，在500℃-850℃温度条件下进行焙烧，焙烧的时间为1.5-3小时。

(2)水热合成步骤：将焙烧过的熟料与氢氧化钠和水按1∶0.3-0.6∶10-20的重量份数进行搅拌混合，成胶体状，然后在室温条件下静置、老化3-5小时，之后在温度为90℃-110℃的条件下晶化4-11小时，再加水进行洗涤，至溶液中的PH为7-11为止，然后进行过滤，过滤后的固体在105℃温度条件下干燥即得到沸石分子筛粉料。

在本发明的方法中，在所述焙烧步骤中，含钾长石的精矿粉与碳酸钠在750℃-850℃温度条件下进行焙烧。

在本发明的方法中，在所述焙烧步骤中，含钾长石的精矿粉与氢氧化钠在500℃-600℃温度条件下进行焙烧。

本发明所使用的原料——含钾长石的精矿粉，是从含钾岩石中制得的。含钾岩石是指富含钾长石的各种岩石，主要包括钾长岩、富钾火山岩、正长岩、伟晶岩等。含钾岩石经破碎，采用常规方法如重选、浮选、磁选等选矿，得到含钾长石＞95％精矿粉，要求T FeO＜1％。精矿粉的粉粒为180目-220目。

本发明中所使用的碳酸钠(Na₂CO₃)和氢氧化物(NaOH)都为工业级。使用的水为普通自来水即可。

在本发明的水热合成步骤中，成胶反应物配比即熟料∶氢氧化钠∶水＝1∶0.3-0.6∶10-20，所得到胶体中的碱度为1.1-2.5N。

本发明中的水热合成步骤中，可在成胶后的胶体中加入少量的晶种，晶种为沸石(普通化工产品)，主要作用是加快胶体凝聚、老化及沸石的结晶。

本发明中的水热合成步骤中，经过滤所得到的含K₂O的母液可采用普通的方法和通用的设备制取钾肥。即该母液经酸化处理、结晶分离后得到K₂CO₃。

下面用实施例结合附图进行详细说明

图1为用含钾岩石制取沸石分子筛及副产品—含钾母液的工艺流程图。

如图1所示，原料为含钾岩石，经破碎提纯后得到含钾长石的精矿粉。配料为氢氧化钠或碳酸钠。精矿粉与配料混合后进行焙烧。焙烧后的熟料与水、氢氧化钠混合进行水热合成步骤。水热合成步骤包括成胶、结晶、过滤。成胶后的胶体中可加入晶种，加快胶体凝聚、老化及沸石的结晶。过滤后得到的固体进行干燥制成分子筛粉。过滤后得到的母液经酸化分离制成钾肥。当使用碳酸钠为配料进行焙烧时，所产生的含有CO₂的尾气可进行回收利用。而使用氢氧化钠为配料进行焙烧时，所产生的尾气排空。

实施例1

如图1所示，将含钾长石＞95％精矿粉(TFeO＜1％)要求破碎至200目，与氢氧化钠按1∶1.5的重量份数比混合，在焙烧炉中进行焙烧，焙烧的温度为550℃-600℃，焙烧2小时，得到白色半烧结熟料。并使该熟料破碎，破碎后的熟料与氢氧化钠和水按1∶0.3∶13的重量份数比在反应釜中混合，搅拌均匀，并在反应釜内在室温条件下静置、老化4小时，然后在100℃条件下晶化8小时，再将料放置水槽中加水洗涤，并调PH为7-11为止。然后进行过滤。再将过滤后的固体放在干燥器上，在105℃下充分干燥，即得到13X型沸石分子筛粉料。经过滤后得到副产品-含K₂O的母液。该母液可经酸化分离后制得钾肥。

实施例2

如图1所示，将含钾长石＞95％精矿粉(TFeO＜1％)要求破碎至200目，与碳酸钠按1∶4的重量份数比混合，在焙烧炉中进行焙烧，焙烧的温度为750℃-820℃，焙烧2小时，得到白色半烧结熟料。与此同时，设在焙烧炉上方的气体回收装置，将焙烧过程中产生的含CO₂的尾气回收，并通过洗涤塔除尘净化后回收利用。上述熟料经破碎后再与氢氧化钠和水按1∶0.4∶11的重量份数比在反应釜中混合，搅拌均匀，并在反应釜内在室温条件下静置、老化4小时，然后在100℃条件下晶化8小时，再将料放置水槽中加水洗涤，并调PH为7-11为止，然后进行过滤。再将过滤后的固体放在干燥器上，在105℃下充分干燥，即得到13X型沸石分子筛粉料。经过滤后得到副产品-含K₂O的母液。该母液可经酸化分离后制得钾肥。

本发明是利用含钾长石的精矿粉与配料进行焙烧，并通过水热合成步骤制得沸石分子筛粉料及副产品-含K₂O的母液。本发明工艺设计合理、工艺简单、不污染环境、无废料排放。本发明的产品—沸石分子筛粉料可做化肥载体及其它化工原料用，副产品-含K₂O的母液可经酸化处理、结晶分离后得到K₂CO₃钾肥，本发明的原料来源广泛、工艺流程短、投资小、产品成本低、经济效益高、便于实施推广。

Claims (3)

1、一种用钾长石制取沸石分子筛的工艺，是以含钾长石的精矿粉为原料，其特征在于：该工艺采用下述步骤进行的：

(1)焙烧步骤：将所述含钾长石的精矿粉与碳酸钠或氢氧化钠按1∶1.1-1.7的重量份数混合，在500℃-850℃温度条件下进行焙烧，焙烧的时间为1.5-3小时，

(2)水热合成步骤：将焙烧过的热料与氢氧化钠和水按1∶0.3-0.6∶10-20的重量份数进行搅拌混合，成胶体状，然后在室温条件下静置、老化3-5小时、之后在温度为90℃-110℃的条件下晶化4-11小时，再加水进行洗涤，至溶液中的PH为7-11为止，然后进行过滤，过滤后的固体在105℃温度条件下干燥即得到沸石分子筛粉料。

2、根据权利要求1所述的用钾长石制取沸石分子筛的工艺，其特征在于：在所述焙烧步骤中，含钾长石的精矿粉与碳酸钠在750℃-850℃温度条件下进行焙烧。

3、根据权利要求1所述的用钾长石制取沸石分子筛的工艺，其特征在于：在所述焙烧步骤中，含钾长石的精矿粉与氢氧化钠在500℃-600℃温度条件下进行焙烧。

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