CN1480518A - 高温高压碱溶液活化膨润土生产p型洗涤用沸石的工艺方法 - Google Patents

高温高压碱溶液活化膨润土生产p型洗涤用沸石的工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法步骤如下：将膨润土矿粉提纯并粉碎，(b)将提纯后的膨润土矿粉与氢氧化钠及水按物质的量比1∶1∶150～1∶3∶200配料，混合均匀后，在100℃～300℃的高压釜中反应1～6小时，即得到活化料液；(c)在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O：的摩尔比，在40℃～100℃的温度下老化2～8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；(d)向原始料液中投入0.5％～7％的晶种，在60℃～120℃的温度下晶化5～24小时，即得产品料液；(e)将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序，固相经处理后，即得P型洗涤用沸石产品。该方法可以提高膨润土资源的利用率，降低耗能，降低生产成本，实现无污染连续生产。

Description

高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法
技术领域
本发明属于一种P型洗涤用沸石的生产方法，特别涉及一种高温高压碱溶液活化生产P型洗涤用沸石的工艺方法。
背景技术
膨润土是一种丰富的非金属矿产资源。仅1888年作为产品投放市场以来，已有105年的历史。在这期间，膨润土的开采、加工、应用有了很大的发展。1988年世界产量已达600万，应用领城已扩大到24个部门。用途有1000多种，其中申请过专利的就有几百种。目前，膨润土产品需求量以年均3.1％的速度递增。膨润土的主要化学成分为SiO2和Al2O3，此外含有少量钙、镁、铁等的氧化物。由于它具有特殊的层状结构及物理化学性质，所以广泛的应用于冶金、精密铸造、石油开采、日用化工、化学建材、油漆等各个部门。然而，我国目前开采的膨润土绝大部分制成钙基膨润土、钠基膨润土和活性白土三种初级产品，这种传统行业经济效益低下，没有充分挖掘出膨润土的价值。因此当前对膨润土加工业的改造升级已成为人们的共识。
目前有关膨润土深加工研究，普遍采用酸活化的方法来破坏其层状结构，使膨润土中的硅转变成活性二氧化硅，铝转变成可溶性铝盐，然后再通过与其他物质反应或控制工艺条件得到想要的深加工产品。该方法存在着硅铝的浸出速率和浸出率低，活化时间长，废酸液不好处理，工艺流程较复杂等缺点。在CN1415721A专利文件中公开了一种用高温焙烧碱熔活化的方法，该方法存在能耗较高的缺点。因此，研究一种对膨润土资源利用率高、生产工艺简单、产品种类灵活、能耗低、不造成二次污染的工艺方法是紧迫而必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足之处，提供一种高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法。该方法可以改进膨润土深加工工艺，使资源利用率提高，生产成本降低，产品种类灵活，实现生产无污染。
本发明的技术解决方案如下：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石工艺步骤如下：
(a)提纯：将粉碎粒度小于180目的膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
(b)活化：采用高温高压碱溶液活化法，即将经提纯后的膨润土矿粉与氢氧化钠及水按物质的量比1∶1∶150～1∶3∶200配料，混合均匀后，在100℃～300℃的高压釜中反应1～6小时，即得到活化料液将提纯后的膨润土矿粉反应活化；
(c)调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶(1.8～2.3)∶(2.9～3.2)∶(170～220)，在40℃～100℃的温度下老化2～8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
(d)晶化：向原始料液中投入0.5％～7％的晶种，在60℃～120℃的温度下晶化5～24小时，即得产品料液；
(e)固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序，固相经去离子水洗涤至PH＝7～8，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
本发明与现有技术方案相比具有如下优点：
本发明提供了一种高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法。该方法可以改进膨润土深加工工艺，使资源利用率提高，降低耗能，降低生产成本，实现生产无污染。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程示意图；
图2为用本发明方法合成的产品P型分子筛x衍射图。
具体实施方式
膨润土原矿粉采用以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，其中二氧化硅质量含量约占50％~75％，三氧化二铝质量含量约占8％~17％，经机械粉碎制得小于180目的膨润土矿粉。以下实施例均采用此种膨润土矿粉。
实施例1
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将40g的经提纯后的膨润土矿粉与40g的烧碱(氢氧化钠)及180ml的水混合均匀后，在100℃的高压釜中反应1小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2∶3∶180，在45℃的温度下老化8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入0.5％的晶种，在60℃的温度下晶化24小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水也送回到液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample1)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例2：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
l、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度为小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将40g的经提纯后的膨润土矿粉与44g的烧碱(氢氧化钠)及185ml的水混合均匀后，在120℃的高压釜中反应6小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2.1∶3∶200，在40℃的温度下老化5小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入6％的晶种，在90℃的温度下晶化12小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample2)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例3：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将40g的经提纯后的膨润土矿粉与50g的烧碱(氢氧化钠)及170ml的水混合均匀后，在180℃的高压釜中反应3小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2.3∶3.2∶220，在40℃的温度下老化8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入0.6％的晶种，在l20℃的温度下晶化24小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample3)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例4：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将40g的经提纯后的膨润土矿粉与64g的烧碱(氢氧化钠)及160ml的水混合均匀后，在150℃的高压釜中反应6小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2.3∶3∶190，在75℃的温度下老化5小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入5％的晶种，在75℃的温度下晶化8小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample4)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例5：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将40g的经提纯后的膨润土矿粉与48g的烧碱(氢氧化钠)及190ml的水混合均匀后，在125℃的高压釜中反应4小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2.3∶3∶190，在75℃的温度下老化5小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入1％的晶种，在110℃的温度下晶化24小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample5)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例6：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将40g的经提纯后的膨润土矿粉与50g的烧碱(氢氧化钠)及200ml的水混合均匀后，在150℃的高压釜中反应3小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2∶3.2∶180，在75℃的温度下老化8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入5％的晶种，在120℃的温度下晶化5小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample6)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例7：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将50g的经提纯后的膨润土矿粉与65g的烧碱(氢氧化钠)及190ml的水混合均匀后，在140℃的高压釜中反应2小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2.1∶3.1∶180，在100℃的温度下老化2小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化；向原始料液中投入0.6％的晶种，在110℃的温度下晶化24小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample7)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例8：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将60g的经提纯后的膨润土矿粉与75g的烧碱(氢氧化钠)及190ml的水混合均匀后，在145℃的高压釜中反应1小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2∶3.2∶210，在100℃的温度下老化2小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入0.5％的晶种，在120℃的温度下晶化5小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
所得的产品样品(Sample7)，其钙离子交换性能列于表1中。
实施例9：
高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺步骤如下：
1、提纯：将上述膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
2、活化：将100g的经提纯后的膨润土矿粉与100g的烧碱(氢氧化钠)及230ml的水混合均匀后，在180℃的高压釜中反应2小时，即得到活化后料液；
3、调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶2.0∶3.2∶220，在100℃的温度下老化8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
4、晶化：向原始料液中投入2.7％的晶种，在120℃的温度下晶化12小时，即得产品料液；
5、固液分离：将产品料液进行固液分离，液相再送回到活化工序；固相经去离子水洗涤至PH＝7，洗水送至液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
用本发明方法合成的P性洗涤用沸石的综合性能测定如表2。
表1    各实施例得到P型洗涤用沸石的钙离子交换能力一览
实施例   1   2    3    4    5     6     7    8     9
钙的交换能力(mgCaCO3/g无水P型沸石) 320 325 310 302 312 300 310 317 332
表2    本发明合成的P型洗涤用沸石综合性能测定结果
性能 钙离子交换(mgCaCO3/g无水P型沸石)          粒度  (％) 白度(W＝Y) PH值(1％溶液，25℃) 灼烧失量(800±10℃，3h)％
≤10μm ≤4μm
P型分子筛产品 320 ≥99 ≥94 95 10.35 16.42

Claims (2)

1、一种高温高压碱溶液活化膨润土生产P型洗涤用沸石的工艺方法，其工艺步骤如下：
(a)提纯：将膨润土矿粉配制成稀浆液，经自然沉降，除去下层杂质后，烘干，再粉碎至粒度小于180目，即得到提纯后的膨润土矿粉；
(b)活化：将提纯后的膨润土矿粉反应活化；
(c)调模—反应老化：在活化后的料液中加入氢氧化铝，调整Al2O3∶SiO2∶Na2O∶H2O∶的摩尔比为1∶(1.8～2.3)∶(2.9～3.2)∶(170～220)，在40℃～100℃的温度下老化2～8小时，即得到P型洗涤用沸石的原始料液；
(d)晶化：向原始料液中投入0.5％～7％的晶种，在60℃～120℃的温度下晶化5～24小时，即得产品料液；
(e)固液分离：将产品料液进行固液分离，烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
其特征在于：活化工序采用高温高压碱溶液活化法，即将经提纯后的膨润土矿粉与氢氧化钠及水按物质的量比1∶1∶150～1∶3∶200配料，混合均匀后，在100℃～300℃的高压釜中反应1～6小时，即得到活化料液；
固液分离工序是将产品料液进行固液分离后，液相再送回到活化工序，固相经去离子水洗涤至PH＝7～8，洗水也送回到液相用于活化反应，滤饼经烘干、粉碎后，即得P型洗涤用沸石产品；
2、根据权利要求1所说的高温高压碱溶液活化膨润土制备P型洗涤用沸石的工艺方法，其特征在于：所述膨润土矿粉在水洗前的粉碎粒度为小于180目。
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