CN1769171A - 一种沸石分子筛的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沸石分子筛的制备方法，本发明通过对高岭土或高岭岩粉末进行配料，并调整其内二氧化硅和三氧化二铝的含量，并使两者的摩尔比为1∶1.7－2.2，然后在温度为800℃－840℃范围内持续1－2小时对其煅烧，再经陈化、胶化和晶化步骤制成沸石分子筛成品。用该方法制成的沸石分子筛其白度可达到95％以上，且有很大的钙交换率，适用于洗涤剂助剂和橡胶、塑料、电缆和造纸等领域。
Description
技术领域：
本发明涉及一种制备A型分子筛的方法，特别是涉及一种4A型沸石分子筛的制备方法。
背景技术：
A型特别是4A型沸石分子筛被广泛地应用于洗涤剂助剂、橡胶添加剂、塑料添加剂、电缆充添剂和造纸涂料等诸多领域。特别是在洗涤剂领域中，由于传统洗涤剂需用三聚磷酸钠，而三聚磷酸钠易造成所排放的水域富养性污染，可导致藻类水生植物大量繁殖，使水体缺氧，严重地破坏了水域的生态平衡，进而造成其它类的水生物死亡。由于4A沸石分子筛是一种均匀微孔的NaA型石，具有吸附、催化和离子交换等多种功能，能完成对混合物中各组分的分离，其结构中所含的Na+离子可与水中的Ca2+、Mg2+离子进行交换，当气体或液体混合物分子通过这种沸石后，会按照不同的分子特性(大小、形状、极性等)彼此分离开来，且可防止不溶性污垢再沉积，故4A型沸石分子筛是一种无污染的可替代三聚磷酸钠的洗涤剂助剂。
在现有技术中，制备沸石分子筛主要有两种方法，即化工原料合成法和高岭士(或岩)加工法。中国专利86100413A描述的生产沸石洗涤剂助剂制备方法采用的就是化工原料合成法。其工艺是由破碎的沸石用大量的无机酸且在120℃以下的温度制成氢型沸石，再经氢氧化钠和偏铝酸钠的混合液处理8-20小时制成沸石。该专利申请的一个实施中给出，SiO2/Al2O3＝4-6，Na2O/SiO2＝0.4-0.6，H2O/Na2O＝50-60。由于无定型的SiO2和Al2O3的物理混合体在结晶过程中，彼此之间相互渗透，相互贯穿，所以，反应物的组成对合成过程和产品质量有相当大的影响，即无论是二氧化硅还是三氧化二铝哪一种物料过多或者是两者的摩尔比大于2.3均会影响产品质量且造成资源的浪费；此外，碱度也是影响产品质量重要因素，一般提高碱度可促进偏高岭土中的二氧化硅和三氧化二铝的溶解，提高凝胶单位生成量，加快晶化速度。在通常情况下，合成沸石过程中碱如氧化钠与二氧化硅的摩尔比不小于1；此外，该方法虽然质量较稳定，但因其需用铝原料，致使其成本提高。
就采用高岭土或高岭岩制备沸石，特别是A型沸石而言，通常需要考虑原料的化学组份和合成条件两个方面的问题。由于高岭土(或岩)的矿物组份常含有铁、钛矿物和有机炭等影响白度的有害杂质。要想获得理想的洗涤剂助剂，应尽可能地去除杂质。而去除杂质就涉及到合成条件问题，对于大多数高岭土(或岩)，其结晶程度通常较高，不经煅烧活化是不可能在常压下合成分子筛的，所以，煅烧对于大多数高岭土(或岩)是不可缺少的程序，高岭土(或岩)在高温条件下可脱去羟基失去结构水，二氧化硅和三氧化二铝的结合鍵被破坏，具有较高的化学活性，同时还可去除杂质，使分子筛的增白，但严格控制煅烧温度和时间也是提高白度至关重要的因素。
发明内容：
本发明的任务是提供一种利用高岭土(或岩)为原料并通过激发其活性和去除杂质等方式增白的制备沸石分子筛的方法。
本发明所提出的沸石分子筛的制备方法，包括以下步骤：
配料工序：将高岭土或高岭岩制成粉末状，调整其内二氧化硅和三氧化二铝的含量，并使两者的摩尔比为1∶1.7-2.2。组份配比决定所生成沸石的种类和质量，如二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比超过2.2生成的是X型或其它种类型的沸石，而摩尔比小于1.7其白度会大大降低。
煅烧工序：将上述配制好的物料放入炉中煅烧，其煅烧操作条件为：在温度为800℃-840℃范围内持续1-2小时。如煅烧温度小于800℃时，不易去除铁、钛矿物和有机炭等杂质，致使生成物的白度降低，而煅烧温度大于840℃时，虽然白度有所增加，但生成物类似于方解石，只能用作造纸涂料。
陈化工序：向经煅烧后的物料中填加氧化钠水溶液，并使氧化钠与物料中的二氧化硅的摩尔比为：1∶1-1.2，陈化时间在1-3小时之间。
胶化工序：将陈化后的物料在温度为55℃-62℃范围内持续1-3小时；如果胶化温度大于62℃，其生成物就趋向于末来石。
晶化工序：对胶化后的物料升温，使其温度达到85℃-91℃后持续2-4小时，再用水冲洗去碱及残留胶体，最后经脱水、烘干制成沸石分子筛成品。晶化温度大于91℃，其生成物接近于方解石。
所述配料工序中还可向物料中填加其总重量0.5％-2％的锯末和/或0.5％-2％的氯化胺，以去除杂质。
所述配料和煅烧工序中，其二氧化硅和三氧化二铝的最佳摩尔比为1∶1.8-2.1，其煅烧的最佳温度在810℃-830℃之间。
所述陈化步骤中，水与氧化钠之间的摩尔比为：10∶1-1.2。
所述煅烧步骤中，其煅烧操作最佳温度是810℃-820℃。
用上述方法制备的A型或4A型沸石，经检测，其成品中的钙交换量大于300mgCaCO3/1g，白度在95以上，灼烧失重小于21％，PH值小于11％，这些质量指标超过QB176893所规定的质量标准。
具体实施方式：
实施例1
取预定量的高岭土或高岭岩(石)，将其制成320目以上的粉末后，分析其内的二氧化硅和三氧化二铝，以及铁、钛矿物和有机炭等杂质的摩尔含量，并使二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比为1∶1.7至2.2之间。如果两者的摩尔比小于1∶1.7，可向其内添加含三氧化二铝较高的高岭土或高岭岩粉末，反之，向其内添加含二氧化硅较高的高岭土或高岭岩粉末，直至两者的摩尔比在1∶1.7至2.2之间为止；然后根据杂质中铁、钛矿物和有机炭等具体含量向其内添加锯末和氯化胺以去除上述杂质，在通常情况下，可添稍微过量的锯末和氯化胺，一般在0.5％至2％之间，但，如果原料中杂质较少，可少加或不加上述的锯末和/或氯化胺。
然后对上述配制好的物料放入煅烧炉中对其进行煅烧，其煅烧温度为800℃时，持续时间为2小时。再向经煅烧后的物料中填加氧化钠水溶液使其陈化，并使氧化钠与物料中的二氧化硅的摩尔比为：1∶1，陈化时间为3小时。所述氧化钠水溶液中，氧化钠的含量为10％。
将陈化后的物料升温至62℃进行胶化，并持续1小时。最后对胶化后的物料升温至85℃后持续4小时进行晶化，然后再用水冲洗去碱及残留胶体，最后经脱水、烘干制成沸石分子筛成品。
实施例2
按实施例1的方法制取高岭土或高岭岩(石)粉末，并使二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比或者经配制后的摩尔比为1∶1.7，再向其内分别添加锯末0.5％和氯化胺0.5％以去除杂质，然后对上述配制好的物料放入煅烧炉中对其进行煅烧，其煅烧温度为840℃时，持续时间为1小时，再向经煅烧后的物料中填加含量为12％的氧化钠水溶液对其进行陈化，并使氧化钠与物料中的二氧化硅的摩尔比为：1∶1.2，陈化时间为1小时，将陈化后的物料升温至55℃进行胶化，并持续3小时。最后对胶化后的物料升温至91℃后持续3小时，然后再用水冲洗去碱及残留胶体，最后经脱水、烘干制成沸石分子筛成品。
实施例3
按实施例1的方法制取高岭土或高岭岩(石)粉末，并使二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比或者经配制后的摩尔比为1∶2.2，再向其内分别添加锯末2％和氯化胺2％以去除杂质，然后对上述配制好的物料放入煅烧炉中对其进行煅烧，其煅烧温度为810℃时，持续时间为1.8小时，再向经煅烧后的物料中填加含量为11％的氧化钠水溶液对其进行陈化，并使氧化钠与物料中的二氧化硅的摩尔比为：1∶1.1，陈化时间为2小时，将陈化后的物料升温至60℃进行胶化，并持续2小时。最后对胶化后的物料升温至90℃后持续2小时，然后再用水冲洗去碱及残留胶体，最后经脱水、烘干制成沸石分子筛成品。
实施例4
按实施例1的方法制取高岭土或高岭岩(石)粉末，并使二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比或者经配制后的摩尔比为1∶2，再向其内分别添加锯末1％和氯化胺1.5％以去除杂质，然后对上述配制好的物料放入煅烧炉中对其进行煅烧，其煅烧温度为820℃时，持续时间为1.5小时，再向经煅烧后的物料中填加含量为10％的氧化钠水溶液对其进行陈化，并使氧化钠与物料中的二氧化硅的摩尔比为：1∶1，陈化时间为3小时，将陈化后的物料升温至58℃进行胶化，并持续2.5小时。最后对胶化后的物料升温至88℃后持续3.5小时，然后再用水冲洗去碱及残留胶体，最后经脱水、烘干制成沸石分子筛成品。
Claims (5)
1.一种沸石分子筛的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
配料：将高岭土或高岭岩制成粉末状，调整其内二氧化硅和三氧化二铝的含量，并使两者的摩尔比为1∶1.7-2.2；
煅烧：将上述配制好的物料放入炉中煅烧，其煅烧操作条件为：在温度为800℃-840℃范围内持续1-2小时；
陈化：向经煅烧后的物料中填加氧化钠水溶液，并使氧化钠与物料中的二氧化硅的摩尔比为：1∶1-1.2，陈化时间在1-3小时之间；
胶化：将陈化后的物料在温度为55℃-62℃范围内持续1-3小时；
晶化：然后对胶化后的物料升温，使其温度达到85℃-91℃后持续3-4小时，再用水冲洗去碱及残留胶体，最后经脱水、烘干制成沸石分子筛成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述配料工序中还可向物料中填加其总重量0.5％-2％的锯末和/或0.5％-2％的氯化胺。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述配料和煅烧工序中，其二氧化硅和三氧化二铝的最佳摩尔比为1∶1.8-2.1，其煅烧的最佳温度在810℃-830℃之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述陈化步骤中，水与氧化钠之间的摩尔比为：10∶1-1.2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述煅烧步骤中，其煅烧操作最佳温度是810℃-820℃。
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| CN108190909A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-06-22 | 淮阴工学院 | 以高岭土为原料微溶剂制备4a沸石的方法 |
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| CN115057645A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-09-16 | 苏州中晟环境修复有限公司 | 一种复合型生态填料生产工艺及装置 |
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