專利名稱：高嶺土低溫堿熔法合成4a沸石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備4A沸石的方法，特別是一種以高嶺土為原料合成4A沸石的方法。
背景技術(shù)：
4A沸石的組成為Na12Al12Si12O48·27H2O，屬立方晶系，其八圓環(huán)結(jié)構(gòu)形成的空穴自由直徑為4.12_，特點(diǎn)是對(duì)Ca2+、H2O等小分子物質(zhì)吸附、交換能力較強(qiáng)，是對(duì)水體有重大污染的三聚磷酸鈉的最佳替代品。以4A沸石為助劑的洗滌用品具有無(wú)磷、無(wú)污染、無(wú)殘留、去污能力強(qiáng)，在洗滌劑行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，其也被廣泛用于石油裂解和吸附劑等行業(yè)。目前生產(chǎn)4A沸石的方法有三種，化學(xué)合成法，酸化膨潤(rùn)土法和高嶺土高溫煅燒法。
1.化學(xué)合成法該方法主要以硅酸鈉和鋁酸鈉溶液(用氫氧化鈉配制鋁酸鈉溶液)為原料合成，由于硅酸鈉和鋁酸鈉等原料的價(jià)格較高，且需對(duì)制得的4A沸石多次洗滌以便將產(chǎn)品的pH值降至11以下，故該方法生產(chǎn)的4A沸石成本較高。
2.酸化膨潤(rùn)土法該方法是以膨潤(rùn)土為原料，加入一定量的硫酸并加熱處理，洗滌后得酸性白土，再加氫氧化鈉與活性SiO2反應(yīng)生成多硅酸鈉，最后進(jìn)行水熱晶化制得4A沸石。該方法工藝煩瑣，而且副產(chǎn)物回收工藝復(fù)雜。如日本水澤公司即采用該工藝生產(chǎn)4A沸石。
3.高嶺土高溫煅燒法該方法以高嶺土為原料，將其在700℃～950℃等高溫下煅燒，將其活化后用堿進(jìn)行溶出，經(jīng)成膠、晶化制備4A沸石；或者將高嶺土與氫氧化鈉混合后在550℃～800℃等高溫下煅燒，將煅燒后的產(chǎn)物用水抽提后，經(jīng)膠化、晶化制備4A沸石。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是原料來(lái)源廣，工藝簡(jiǎn)單，但工藝要求在高溫下煅燒，工藝成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)在現(xiàn)有的生產(chǎn)4A沸石的化學(xué)合成法、酸化膨潤(rùn)土法和高嶺土高溫煅燒法所存在的成本高、工藝煩瑣的不足之處，提供一種以資源豐富易得的高嶺土為原料，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的合成4A沸石的制備方法。
本發(fā)明高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石的步驟是將高嶺土(100目)和氫氧化鈉按1∶6.0～6.5的摩爾比混勻，混勻后在200～250℃下加熱1～3h，在活化后的產(chǎn)物中按Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O＝1∶0.9～1.1∶1.9～2.2∶25～35的摩爾比分別加入一定量的活性三氧化二鋁、活性二氧化硅和水，并在80～95℃下水熱晶化0.5～4h，并將晶化產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、干燥得4A沸石產(chǎn)品。
本發(fā)明的原理如下
2NaOH+Al2O3→2NaAlO2+H2O2NaOH+SiO2→Na2SiO3+H2O本發(fā)明與現(xiàn)有的生產(chǎn)4A沸石的化學(xué)合成法，酸化膨潤(rùn)土法和高嶺土高溫煅燒法相比，具有以下特點(diǎn)1、高嶺土和氫氧化鈉的混和物的反應(yīng)溫度較低，僅200~250℃，省去了高嶺土高溫活化所需的高溫煅燒設(shè)備，大大降低了能耗和設(shè)備投資；2、將活化后的高嶺土與一定比率的活性二氧化硅和活性三氧化二鋁混勻后共同晶化，制備出的4A沸石懸浮液的pH值較低，無(wú)需洗滌，工藝流程大大簡(jiǎn)化；3、以高嶺土為原料，成本較低；4、合成的4A沸石具有粒度細(xì)、分散性好、交換容量大、交換速度快、吸附性能好的優(yōu)點(diǎn)，且產(chǎn)品價(jià)格便宜。


圖1為本發(fā)明高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1將25.8高嶺土和24.0g混合均勻，并加入30ml水將混合物調(diào)成稠狀，在200℃焙燒2小時(shí)，冷卻后倒入燒瓶，加熱1小時(shí)，20.4g活性三氧化二鋁、24g活性二氧化硅混合均勻，1小時(shí)內(nèi)均勻加入，加162ml水?dāng)嚢杈Щ?小時(shí)。在水浴鍋上95℃恒溫加熱3小時(shí)，抽濾，然后在110℃干燥2小時(shí)，即得4A沸石產(chǎn)品。該產(chǎn)品經(jīng)“X射線衍射分析”檢測(cè)，其中含量在96％以上，其鈣交換率約為310mg CaCO3/g，各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2將25.8高嶺土和25.6g混合均勻，并加入50ml水將混合物調(diào)成稠狀，在250℃焙燒2小時(shí)，冷卻后倒入燒瓶，20.4g活性三氧化二鋁、24g活性二氧化硅混合均勻，1小時(shí)內(nèi)均勻加入，加162ml水?dāng)嚢杈Щ?小時(shí)。在水浴鍋上90℃恒溫加熱4小時(shí)，抽濾，然后在105℃干燥2小時(shí)，即得4A沸石產(chǎn)品。該產(chǎn)品經(jīng)“X射線衍射分析”檢測(cè)，其中含量在98％以上，其鈣交換率約為327mg CaCO3/g，各項(xiàng)理化指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石，其特征在于將高嶺土和氫氧化鈉按一定的配比混勻，混勻后加熱1～3h，在活化后的產(chǎn)物中按Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O＝1∶0.9～1.1∶1.9～2.2∶25～35的摩爾比分別加入一定量的活性三氧化二鋁、活性二氧化硅和水，并在80～95℃下水熱晶化0.5～4h，并將晶化產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、干燥得4A沸石產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石，其特征在于高嶺土選用100目的高嶺土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石，其特征在于高嶺土和氫氧化鈉按1∶6.0～6.5的摩爾比混勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石，其特征在于高嶺土和氫氧化鈉混勻后在200～250℃下加熱1～3h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備4A沸石的方法，特別是一種以高嶺土為原料合成4A沸石的方法。本發(fā)明的目的是針對(duì)在現(xiàn)有的生產(chǎn)4A沸石的化學(xué)合成法、酸化膨潤(rùn)土法和高嶺土高溫煅燒法所存在的成本高、工藝煩瑣的不足之處，提供一種以資源豐富易得的高嶺土為原料，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的合成4A沸石的制備方法。本發(fā)明高嶺土低溫堿熔法合成4A沸石的步驟是將高嶺土和氫氧化鈉按一定的配比混勻，混勻后加熱1～3h，在活化后的產(chǎn)物中加入一定量的活性三氧化二鋁、活性二氧化硅和水，并在80～95℃下水熱晶化0.5～4h，并將晶化產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、干燥得4A沸石產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C01B39/14GK101033070SQ20061004976
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者李小忠, 陸國(guó)華, 韓偉琴, 陳愛(ài)貞 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)