CN1562748A - 用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4a沸石的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，首先将钠硅渣进行净化预处理，然后经过配料、烧结、溶出、晶化等工序制得洗涤用4A沸石产品。本发明能够利用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产出合格的洗涤用4A沸石产品，充分利用钠硅渣，变废为宝，应用于工业生产后，可避免钠硅渣在流程中的低效循环，提高氧化铝生产的设备利用率，优化氧化铝生产流程，进而降低氧化铝的生产成本，也降低了洗涤用4A沸石的生产成本，而且本发明的产品4A沸石作为洗涤用添加剂，不含磷，是一种绿色环保产品。
Description
技术领域
本发明是用钠硅渣生产洗涤用4A沸石，为硅酸盐类的废渣处理技术，也属于洗涤用4A沸石的生产技术。
背景技术
根据4A沸石质量的不同，它可以在化工行业用来做分子筛，也可以应用于洗涤行业，用做洗涤产品的添加剂。
美国专利3310373、BE840315和IT19617/79是介绍用富含氧化铝的原矿来制备洗涤助剂用4A沸石(Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O)的，用铝土矿制备的沸石在结晶及最后产品的颜色和纯度，还有污染物残留等几个方面存在不足，直接影响了使用。中国的专利86106033介绍的是用铝酸钠溶液和水玻璃合成法生产洗涤用4A沸石，此种方法生成的沸石性能比较好，但是，它要消耗生产氧化铝的原料——铝酸钠溶液，成本高。另一方面，在烧结法生产氧化铝的生产工艺中，粗液含有一定量的硅，这部分硅对氧化铝生产是有害的，需要以钠硅渣的形式除去，这样得到了一种副产品钠硅渣(Na2O·Al2O3·1.7～1.8SiO2·2.4H2O)。由于钠硅渣也同时含有铝和钠，所以现在生产上是把钠硅渣作为低品位的矿石返回配料。在烧结法中所用的矿石品位一般为铝硅比大于5.0，而钠硅渣的铝硅比只有1.0，所以它的返回相对于使用高品位的矿石来说降低了设备的利用率，当钠硅渣的量很大时这个问题尤为突出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，充分利用钠硅渣，变废为宝，又降低了洗涤用4A沸石的生产成本。
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，首先将钠硅渣进行净化预处理，按照常规净化处理方式处理即可，一般包括过滤、洗涤和烘干等，准备导向剂备用，导向剂的配制：
配制氧化铝含量为30～60g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为160～200g/l、氧化钠含量为50～80g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩尔比(10～18)∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为(8～14)∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为(280～350)∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为40～60℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌10～60分钟后静置45～100小时，即得导向剂；
然后依次按照以下步骤进行：
(1)配料：在钠硅渣中配入碳酸钠或氢氧化钠，按碱量与钠硅渣配比分别以其中的Na2O和SiO2+Al2O3的摩尔比为(0.9～1.30)∶1的比例配料混匀。
(2)烧结：将混合好的配料在800℃～1050℃的温度下焙烧烧结得熟料。烧结温度不易太高，以免在后面熟料磨细时吸湿现象严重。烧结时间不易太短，应使其充分反应完全，视物料量而定，一般不易低于1个小时，1.5～3小时为宜。
(3)溶出：将烧结后的熟料粉碎，置于氢氧化钠溶液中，并加入导向剂，进行加热溶出处理。
(4)晶化：将溶出液进行提温晶化完善4A氟石的结晶度，把结晶经后处理得洗涤用4A沸石产品。
本发明中：
溶出处理中，烧结后的熟料粉碎至少过120目筛为宜，自然是越细越好，利于溶出。
溶出处理中，导向剂的加入量为溶出液体积的1～6％。
控制加热温度为60～80℃，在搅拌下进行，溶出时间为1～3小时。搅拌以搅动起物料为原则，使物料不能沉淀在容器底部为最低搅拌强度，最高搅拌强度不易大于300转/分钟。
溶出熟料的添加量以固含量表示为50～150g/l合适。
溶出用氢氧化钠溶液的氧化钠当量浓度以23～40g/l适宜。
晶化温度控制为85～98℃，晶化时间为1～3小时。
本发明导向剂中使用的铝酸钠溶液可以是Al(OH)3在NaOH溶液中的溶出产物，也可以是碱—石灰烧结法生产氧化铝过程中的中间产物，最好要经过净化精制处理，能够完全符合使用要求，便于利用，又进一步降低了生产成本。
本发明结晶经过过滤、烘干后得产品，如果粒度达不到质量要求，可用机械粉碎的方式进行进一步的细化处理即可。本发明制得的洗涤用4A沸石产品达到轻工业部QB—1768-93标准，钙交换在285mg/g以上。
本发明能够利用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产出合格的洗涤用4A沸石产品，充分利用钠硅渣，变废为宝，应用于工业生产后，可避免钠硅渣在流程中的低效循环，提高氧化铝生产的设备利用率，优化氧化铝生产流程，进而降低氧化铝的生产成本，也降低了洗涤用4A沸石的生产成本，而且本发明的产品4A沸石作为洗涤用添加剂，不含磷，是一种绿色环保产品。
附图说明
图1、本发明实施例生产流程框图。
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
导向剂的配制：配制氧化铝含量为45g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为180g/l、氧化钠含量为65g/l的水玻璃(普通水玻璃即可，一般模数为3.0～3.3)，按Na2O和Al2O3的摩尔比15∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为10∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为300∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为45℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌30分钟后静置48小时后即得导向剂。
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，依次按下列步骤进行：
把钠硅渣(Na2O·Al2O3·1.7～1.8SiO2·2.4H2O)过滤、洗涤、烘干后进行配料，即配碱，所配碱以碳酸钠为好，把碳酸钠和钠硅渣按碱比为1.2进行配料。因为是固体反应，配料后应充分的混合均匀。
把混好的物料在1000℃～1030℃的温度下充分烧结，使其反应完全，烧结时间1.5小时。
把烧结过的熟料磨细后溶出，所磨熟料的粒度应充分细，过120目筛。溶出熟料的添加量以固含量表示为100g/l，溶出所用的氢氧化钠溶液中Na2O的当量浓度为NK＝30g/l，溶出温度为65℃，在搅拌条件下进行，溶出时间1.5小时。溶出时加入溶出液体积4％的导向剂来引导沸石的结晶过程。
溶出过后，不进行液固分离，直接把溶出液提温晶化，晶化温度95℃，晶化时间2小时。
晶化完毕，将结晶过滤、烘干得洗涤用4A沸石产品。
实施例2
导向剂的配制：配制氧化铝含量为48g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为178g/l、氧化钠含量为66g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩尔比16∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为9∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为280∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为47℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌25分钟后静置49小时，即得导向剂。
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，依次按下列步骤进行：
把钠硅渣过滤、洗涤、烘干后进行配料，即配加碳酸钠，把碳酸钠和钠硅渣按碱比为1.15进行配料。
把混好的物料在960℃～1000℃的温度下充分烧结，烧结2.5小时。
把烧结过的熟料磨细过150目筛后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示为105g/l，溶出所用的氢氧化钠溶液中Na2O的当量浓度为NK＝28g/l，溶出温度为60℃，在搅拌下进行，溶出时间2.2小时，溶出时加入溶出液体积5％的导向剂来引导沸石的结晶过程。
溶出过后，不进行液固分离，直接把溶出液提温晶化，晶化温度93℃，晶化时间1.2小时。
晶化完毕，将结晶过滤、烘干得洗涤用4A沸石产品。
实施例3
导向剂的配制：配制氧化铝含量为43g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为185g/l、氧化钠含量为63g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩尔比11∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为12∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为330∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为44℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌27分钟后静置50小时，即得导向剂；
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，依次按下列步骤进行：
把钠硅渣过滤、洗涤、烘干后进行配料，即配加氢氧化钠，把氢氧化钠和钠硅渣按碱比为1.22进行配料。
把混好的物料在980℃～1020℃的温度下充分烧结，烧结2小时。
把烧结过的熟料磨细过180目筛后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示为98g/l，溶出所用的氢氧化钠溶液中Na2O的当量浓度为NK＝32g/l，溶出温度为65℃，在搅拌下进行，溶出时间1.8小时，溶出时加入溶出液体积3％的导向剂来引导沸石的结晶过程。
溶出过后，不进行液固分离，直接把溶出液提温晶化，晶化温度96℃，晶化时间2小时。
晶化完毕，将结晶过滤、烘干得洗涤用4A沸石产品。
实施例4
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，依次按下列步骤进行：
把钠硅渣过滤、洗涤、烘干后进行配料，即配加碳酸钠，把碳酸钠和钠硅渣按碱比为1.13进行配料。
把混好的物料在1010℃～1040℃的温度下充分烧结，烧结1.8小时。
把烧结过的熟料磨细过130目筛后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示为104g/l，溶出所用的氢氧化钠溶液中Na2O的当量浓度为NK＝36g/l，溶出温度为65℃，在搅拌下进行，溶出时间2小时，溶出时加入溶出液体积2％的导向剂来引导沸石的结晶过程。溶出过后，不进行液固分离，直接把溶出液提温晶化，晶化温度92℃，晶化时间2小时。
晶化完毕，将结晶过滤、烘干得洗涤用4A沸石产品。
其它同实施例1。
实施例5
导向剂的配制：配制氧化铝含量为55g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为200g/l、氧化钠含量为65g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩尔比13∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为13∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为310∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为52℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌25分钟后静置60小时，即得导向剂。
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，依次按下列步骤进行：
把钠硅渣过滤、洗涤、烘干后进行配料，即配加碳酸钠，把碳酸钠和钠硅渣按碱比为0.9进行配料。
把混好的物料在860℃～900℃的温度下充分烧结，烧结2.5小时。
把烧结过的熟料磨细过130目筛后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示为75g/l，溶出所用的氢氧化钠溶液中Na2O的当量浓度为NK＝32g/l，溶出温度为75℃，在搅拌下进行，溶出时间2小时，溶出时加入溶出液体积4.5％的导向剂来引导沸石的结晶过程。
溶出过后，不进行液固分离，直接把溶出液提温晶化，晶化温度88℃，晶化时间1.5小时。
晶化完毕，将结晶过滤、烘干得洗涤用4A沸石产品。
实施例6
导向剂的配制：配制氧化铝含量为43g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为190g/l、氧化钠含量为76g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩尔比12∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为12∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为310∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为48℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌50分钟后静置80小时，即得导向剂；
本发明所述的用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，依次按下列步骤进行：
把钠硅渣过滤、洗涤、烘干后进行配料，即配加氢氧化钠，把氢氧化钠和钠硅渣按碱比为1.12进行配料。
把混好的物料在990℃～1020℃的温度下充分烧结，烧结2小时。
把烧结过的熟料磨细过160目筛后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示为95g/l，溶出所用的氢氧化钠溶液中Na2O的当量浓度为NK＝30g/l，溶出温度为65℃，在搅拌下进行，溶出时间1.8小时，溶出时加入溶出液体积3.5％的导向剂来引导沸石的结晶过程。
溶出过后，不进行液固分离，直接把溶出液提温晶化，晶化温度96℃，晶化时间2小时。
晶化完毕，将结晶过滤、烘干得洗涤用4A沸石产品。
Claims (8)
1、一种用氧化铝生产中的副产品钠硅渣生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于首先将钠硅渣进行净化预处理，准备导向剂备用，导向剂的配制：
配制氧化铝含量为30～60g/l的铝酸钠溶液和氧化硅含量为160～200g/l、氧化钠含量为50～80g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩尔比(10～18)∶1，SiO2和Al2O3的摩尔比为(8～14)∶1，H2O和Al2O3的摩尔比为(280～350)∶1的比例计算好铝酸钠溶液、水玻璃、氢氧化钠和水的用量，调节温度为40～60℃，在强力搅拌下将四种原料混合，继续搅拌10～60分钟后静置45～100小时，即得导向剂；
然后依次按照以下步骤进行：
(1)配料：在钠硅渣中配入碳酸钠或氢氧化钠，按碱量与钠硅渣配比分别以其中的Na2O和Si2O+Al2O3的摩尔比为(0.9～1.30)∶1的比例配料混匀；
(2)烧结：将混合好的配料在800℃～1050℃的温度下焙烧烧结得熟料；
(3)溶出：将烧结后的熟料粉碎，置于氢氧化钠溶液中，并加入导向剂，进行加热溶出处理；
(4)晶化：将溶出液进行提温晶化完善4A氟石的结晶度，把结晶经后处理得洗涤用4A沸石产品。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于溶出处理中，烧结后的熟料粉碎至少过120目筛。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于溶出处理中，导向剂的加入量为溶出液体积的1～6％。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于溶出处理中加热温度为60～80℃，在搅拌下进行，溶出时间1～3小时。
5根据权利要求4所述的方法，其特征在于溶出熟料的添加量以固含量表示为50～150g/l。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于溶出用氢氧化钠溶液的氧化钠当量浓度为23～40g/l。
7、根据权利要求1-6任一权利要求所述的方法，其特征在于晶化温度为85～98℃，晶化时间为1～3小时。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于导向剂中使用的铝酸钠溶液是碱-石灰烧结法生产氧化铝过程中的中间产物。
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