專(zhuān)利名稱(chēng)：生產(chǎn)洗滌用4a沸石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)洗滌用4A沸石的新方法，用燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中未經(jīng)脫硅的鋁酸鈉高濃粗液直接生產(chǎn)洗滌用4A沸石結(jié)晶，屬于洗滌用4A沸石的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
4A沸石可以應(yīng)用于洗滌行業(yè)和催化劑行業(yè)，洗滌行業(yè)中，需要的4A沸石要具備較細(xì)的粒度，并且要求粒度均勻集中和盡可能高的鈣交換性能；催化劑行業(yè)中，要求4A沸石高結(jié)晶度和高吸水率。使用要求不同，制備工藝也不同。
一方面，洗滌用4A沸石的生產(chǎn)大多采用化學(xué)合成法，主要是用工業(yè)水玻璃和鋁酸鈉溶液合成，首先用氫氧化鈉配制鋁酸鈉溶液，麻煩，成本高。而燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的工業(yè)過(guò)程中，鋁酸鈉溶液幾乎貫穿整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的始終，從未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液，到Al2O3含量較少的種分母液。如何充分利用燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中各不同階段的鋁酸鈉溶液，既不影響氧化鋁的正常生產(chǎn)，又能充分利用其中的有效成分獲取副產(chǎn)物，是人們一直關(guān)注和渴望解決的問(wèn)題。不同階段的鋁酸鈉溶液，各有效成分的含量是有很大差別的，如Al2O3的含量大小問(wèn)題，SiO2的含量大小問(wèn)題等，含量不同，有效成分的存在環(huán)境不同，直接影響著各成分的利用方式，不同的組成，不同的性能，需要確定不同的工藝路線(xiàn)或/和不同工藝參數(shù)。中國(guó)專(zhuān)利86106033記載了利用種分母液制備洗滌用4A沸石的一種方法，充分利用了種分母液中的殘余Al2O3，減少了生產(chǎn)中的物料循環(huán)，采用的是二段結(jié)晶法；中國(guó)專(zhuān)利02118924.2介紹了一種利用磨細(xì)的成品沸石做晶種，借用鋁酸鈉溶液中的硅源結(jié)晶析出洗滌用4A沸石，首先需要將成品沸石進(jìn)行磨細(xì)處理，工藝復(fù)雜，能耗高，且結(jié)晶產(chǎn)品質(zhì)量不理想。
另一方面，氧化鋁生產(chǎn)中的鋁酸鈉溶液還要進(jìn)行脫硅處理，產(chǎn)生大量的鈉硅渣，作為工業(yè)廢渣，既消耗大量的原料，又造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)洗滌用4A沸石的新方法，充分利用氧化鋁生產(chǎn)中未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液直接結(jié)晶，工藝簡(jiǎn)便，成本低，減輕鈉硅渣工業(yè)廢渣的產(chǎn)出量。
本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，在燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液中加入導(dǎo)向劑進(jìn)行脫硅反應(yīng)，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下將Al2O3濃度為30～120g/l的鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為8～20％重量比的水玻璃和氫氧化鈉混合，控制硅鋁比為5～20、鈉鋁比為10～25而制成。
最好采用Al2O3濃度為50～60g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為10～15％重量比的水玻璃和氫氧化鈉進(jìn)行配料混合，控制硅鋁比為9～10、鈉鋁比為12～16制成。
導(dǎo)向劑所用鋁酸鈉溶液可以是單獨(dú)配制的溶液，也可以是取自燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的鋁酸鈉溶液；氫氧化鈉可以以固體形式加入，也可以以水溶液形式加入，溶液以高濃度更適宜。
較好的工藝過(guò)程控制為首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至30℃～65℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積1％～12％的導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間0min～120min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到65℃～90℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間20min～180min，使溶液中析出4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
其中強(qiáng)力攪拌保證反應(yīng)物充分混合漿化，中速攪拌防止物質(zhì)沉淀。
結(jié)晶晶化完畢，過(guò)濾分離，然后用蒸餾水或軟化水洗滌4A沸石濾餅，洗去所帶的鋁酸鈉附液，洗滌后的濾餅烘干后得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
本發(fā)明針對(duì)化學(xué)合成法生產(chǎn)洗滌用4A沸石需消耗工業(yè)水玻璃的特點(diǎn)，結(jié)合燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝的發(fā)展要求，充分利用氧化鋁生產(chǎn)中未脫硅的高濃鋁酸鈉溶液高含量的亞穩(wěn)態(tài)SiO2生產(chǎn)洗滌用4A沸石。
調(diào)整鋁酸鈉高濃粗液至一定溫度，然后在其中加入非晶態(tài)導(dǎo)向劑作為晶種，使溶液在常壓下發(fā)生脫硅反應(yīng)，在晶種的誘導(dǎo)下，鋁酸鈉高濃粗液中的亞穩(wěn)態(tài)SiO2以4A沸石的形態(tài)從溶液中析出。此方法可直接在氧化鋁生產(chǎn)流程上實(shí)施，在氧化鋁生產(chǎn)用的鋁酸鈉溶液中直接生產(chǎn)，無(wú)需調(diào)整鋁酸鈉溶液的濃度；晶化完畢分離出沸石產(chǎn)品后，其溶液可直接用于正常的氧化鋁生產(chǎn)；充分利用鋁酸鈉溶液中的亞穩(wěn)態(tài)SiO2，生產(chǎn)過(guò)程不需添加水玻璃，減少了原料消耗，降低了4A沸石的生產(chǎn)成本，變廢為寶，減少工業(yè)廢渣的產(chǎn)出；且生產(chǎn)方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程能耗低。
在燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝中，熟料溶出后經(jīng)過(guò)濾分離得到鋁酸鈉高濃粗液，含Al2O3150～300g/l、SiO28～25g/l，Na2O130～310g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用。
晶化液過(guò)濾分離所得到的濾液為含硅量在1～4g/l之間的鋁酸鈉溶液，反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有引入雜質(zhì)，無(wú)需除雜，直接返回氧化鋁生產(chǎn)流程進(jìn)行氧化鋁的生產(chǎn)。
本發(fā)明方法生產(chǎn)出的洗滌用4A沸石，鈣交換在295mg/g以上，粒度(D50)在2～4μm之間，白度大于97％，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到洗滌用4A沸石所用Q/Chalco A021-2004標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明能夠利用氧化鋁生產(chǎn)上鋁酸鈉高濃粗液中的亞穩(wěn)態(tài)SiO2生產(chǎn)出合格的洗滌用4A沸石產(chǎn)品，主要硅源來(lái)自鋁酸鈉溶液，不必大量使用水玻璃原料，原料成本低，晶化溫度較低，晶化時(shí)間較短，能源消耗低，在沸石生產(chǎn)方法中是一個(gè)新的突破；對(duì)氧化鋁生產(chǎn)流程來(lái)講，減輕了脫硅工序的負(fù)擔(dān)，減少了鈉硅渣工業(yè)廢渣的產(chǎn)出，對(duì)氧化鋁生產(chǎn)工藝也是一項(xiàng)較大技術(shù)改進(jìn)。本發(fā)明能夠降低氧化鋁的生產(chǎn)成本，也降低了洗滌用4A沸石的生產(chǎn)成本，而且本發(fā)明的產(chǎn)品4A沸石作為洗滌用添加劑，不含磷，是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。


圖1、本發(fā)明實(shí)施例生產(chǎn)流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，利用下述配制的導(dǎo)向劑，加入到燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液(Al2O3180g/l、SiO218g/l，Na2O250g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用)中，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下導(dǎo)向劑配制采用Al2O3濃度為55g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為10％重量比的水玻璃和氫氧化鈉進(jìn)行配料，控制硅鋁比為9、鈉鋁比為12，混合均勻即可，備用。
具體操作控制如下首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至50±1℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積4％的上述非晶態(tài)導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間25min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到77±1℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間40min，晶化完畢后，過(guò)濾分離獲取4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶濾餅用蒸餾水或軟化水洗滌、烘干后得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例2本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，利用下述配制的導(dǎo)向劑，加入到氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液(Al2O3250g/l、SiO215g/l，Na2O160g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用)中，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下導(dǎo)向劑配制采用Al2O3濃度為60g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為15％重量比的水玻璃和氫氧化鈉進(jìn)行配料，控制硅鋁比為10、鈉鋁比為13，混合均勻即可，備用。
具體操作控制如下首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至58±1℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積9％的上述導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間100min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到70±1℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間120min，晶化完畢后，過(guò)濾分離獲取4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例3本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，利用下述配制的導(dǎo)向劑，加入到氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液(Al2O3200g/l、SiO220g/l，Na2O190g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用)中，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下導(dǎo)向劑配制采用Al2O3濃度為55g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為16％重量比的水玻璃和氫氧化鈉進(jìn)行配料，控制硅鋁比為9、鈉鋁比為15，混合均勻即可，備用。
具體操作控制如下首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至45±1℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積6％的上述導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間80min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到85±1℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間150min，晶化完畢后，過(guò)濾分離獲取4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例4本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，利用下述配制的導(dǎo)向劑，加入到氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液(Al2O3160g/l、SiO218g/l，Na2O230g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用)中，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下導(dǎo)向劑配制采用Al2O3濃度為30gL的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為10％重量比的水玻璃和60％的氫氧化鈉溶液進(jìn)行配料，控制硅鋁比為7、鈉鋁比為10，混合均勻即可，備用具體操作控制如下首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至60±1℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積11％的上述導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間60min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到75±1℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間140min，晶化完畢后，過(guò)濾分離獲取4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例5本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，利用下述配制的導(dǎo)向劑，加入到氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液(Al2O3190g/l、SiO220g/l，Na2O260g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用)中，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下導(dǎo)向劑配制采用Al2O3濃度為80g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為18％重量比的水玻璃和氫氧化鈉進(jìn)行配料，控制硅鋁比為9、鈉鋁比為17，混合均勻即可，備用。
具體操作控制如下首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至55±1℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積6％的上述導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到78±1℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間150min，晶化完畢后，過(guò)濾分離獲取4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例6本發(fā)明所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，利用下述配制的導(dǎo)向劑，加入到氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液(Al2O3210g/l、SiO219g/l，Na2O180g/l，把鋁酸鈉高濃粗液精濾后備用)中，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下導(dǎo)向劑配制采用Al2O3濃度為100g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為11％重量比的水玻璃和45％的氫氧化鈉溶液進(jìn)行配料，控制硅鋁比為9、鈉鋁比為15，混合均勻即可，備用具體操作控制如下首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至52±1℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積7％的上述導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間60min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到82±1℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間85min，晶化完畢后，過(guò)濾分離獲取4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.文件來(lái)源電子申請(qǐng)
2.收文日期2004-11-12
3.申請(qǐng)?zhí)?/b>
4.權(quán)利要求項(xiàng)權(quán)利要求1一種生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，其特征在于在燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液中加入導(dǎo)向劑進(jìn)行脫硅反應(yīng)，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下將Al2O3濃度為30～120g/l的鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為8～20％重量比的水玻璃和氫氧化鈉混合，控制硅鋁比為5～20、鈉鋁比為10～25而制成。權(quán)利要求2根據(jù)權(quán)利要求1生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，其特征在于導(dǎo)向劑采用Al2O3濃度為50～60g/L的工業(yè)鋁酸鈉溶液、SiO2濃度為10～15％重量比的水玻璃和氫氧化鈉進(jìn)行配料混合，控制硅鋁比為9～10、鈉鋁比為12～16制成。權(quán)利要求3根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，其特征在于首先將鋁酸鈉高濃粗液升溫至30℃～65℃，在強(qiáng)力攪拌作用下，加入鋁酸鈉高濃粗液體積1％～12％的導(dǎo)向劑進(jìn)行漿化混合，漿化時(shí)間0min～120min；然后放慢攪拌速度，至中速攪拌，再升溫到65℃～90℃進(jìn)行晶化，晶化時(shí)間20min～180min，使溶液中析出4A沸石結(jié)晶，將結(jié)晶經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。權(quán)利要求4
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，其特征在于鋁酸鈉高濃粗液含Al2O3150～300g/l、SiO28～25g/l，Na2O130～310g/l。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)洗滌用4A沸石的新方法，在燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中的未脫硅的鋁酸鈉高濃粗液中加入導(dǎo)向劑進(jìn)行脫硅反應(yīng)，直接獲得洗滌用4A沸石結(jié)晶，其中導(dǎo)向劑的配制如下將Al
文檔編號(hào)C01B39/16GK1613766SQ20041015544
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者鹿中科, 楊會(huì)賓, 韓輝, 胡劍, 鄭秀芳 申請(qǐng)人:山東鋁業(yè)股份有限公司