專利名稱：一種固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩及加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種分子篩技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩及加工方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是契合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策導向，對天然沸石礦產(chǎn)資源進行“綠色、低碳、節(jié)能、資源節(jié)約、環(huán)境友好型”開發(fā)與應用。天然沸石是具有納米孔徑，高效吸附、離子交換和催化性能的優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源，絲光沸石則是沸石中的優(yōu)品，具有優(yōu)于其他沸石的陽離子交換容量和吸附量。沸石硅(鋁)氧格架中的孔道是由不同數(shù)量的四面體環(huán)組成的。四面體彼此通過氧橋(即其共用角頂)相互連接，形成環(huán)。由四個四面體組成的環(huán)稱四元環(huán)，由五個五面體組成的稱五元環(huán)，依次類推。絲光沸石的結(jié)構(gòu)特點是含有大量的五元環(huán)。在絲光沸石晶體的單位晶胞中，四、五、六和八元環(huán)的數(shù)目分別為4、48、16和16，可見五元環(huán)之多，這是絲光沸石與其他沸石的不同之處。絲光沸石其硅鋁比高，所以具有熱穩(wěn)定性好、耐酸性強的特點，因而在工業(yè)上得到廣泛應用，近幾年來將其特性應用在環(huán)境材料中已成為亟待研究的課題。由于自然天成，絲光沸石的單位晶胞中的主孔道由于雙晶等原因有時容易堵塞，對其吸附性有很大的影響，因此，在開發(fā)天然沸石的工業(yè)應用時，我們面臨的首要問題就是擴充孔容， 提高其吸附和催化能力。常規(guī)的擴孔采用溶液交換法，雖然此方法可有效地將金屬離子引入沸石晶包中， 但常規(guī)溶液交換方法不僅交換時間長，而且，交換后需處理大量的鹽類溶液，其工藝既不環(huán)保也不節(jié)約。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種固體離子交換的天然絲光沸石分子篩及加工方法，簡化工藝，在環(huán)境友好狀態(tài)下擴充孔容，以提高其吸附性能和催化能力，且節(jié)約資源。本發(fā)明提供的一種固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩，其特征是原料成分重量比例如下
500目天然絲光沸石微粉75-80，
羧甲基纖維素或木質(zhì)素1-1.5，
325目凹凸棒粉18-22。加工方法是先將原料重量比例75-80的500目硅藻土、原料重量比例18_22的 325目凹凸棒粉和原料重量比例1-1. 5的羧甲基纖維素或木質(zhì)素進行攪拌混合，然后在造粒機中噴霧造粒成型，噴霧為含10%氯化鈣的水溶液，然后通過干燥設(shè)備進行干燥，最后通過焙燒設(shè)備進行焙燒。上述干燥溫度為300°C，時間濁；焙燒溫度550°C，時間濁。上述在造粒機中噴霧造粒成型，每次噴霧時間為0. 6—1. 5min。
本發(fā)明的優(yōu)點是工藝簡單，一次成型過程中完成固態(tài)離子交換反應和低溫干燥， 高溫焙燒三種工藝，且工藝完成過程沒有污染物排放，環(huán)境友好；節(jié)能、節(jié)水等資源。


圖1是本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程示意圖。
具體實施例方式原料成分如下
500目天然絲光沸石微粉75-80公斤，
羧甲基纖維素或木質(zhì)素(造孔劑)1-1. 5公斤， 凹凸棒粉(礦物粘合劑)18-22公斤。加工方法
先將75-80公斤的500目天然絲光沸石微粉、18-22公斤的325目凹凸棒粉和1-1.5公斤的羧甲基纖維素(CMC)或木質(zhì)素進行攪拌混合，然后在造粒機中噴霧造粒成型(球型)，噴霧為含10%氯化鈣的水溶液(交換介質(zhì)和液體粘合劑)，每次噴霧時間為0. 6—1. 5min ；然后通過干燥設(shè)備進行300°C干燥，最后用焙燒設(shè)備進行550°C焙燒即成。分子篩成型時用氯化鈣溶液作為交換介質(zhì)和液體粘合劑使其浸泡達到飽和吸附， 在干燥過程中釋放水蒸氣和易揮發(fā)的氯化氫氣體，促進了交換反應的進行。然后進行高溫焙燒以進一步提純和增加分子篩的機械強度。原理天然沸石中為了平衡負電荷而進入沸石晶體中的金屬離子(一般為鉀和鈉) 占據(jù)了一部分晶格孔道，影響了吸附能力。天然絲光沸石的主要孔道直徑約為6. 6埃特，因此，凡直徑小于6. 6埃特的陽離子都可以取代鈉離子(特性不穩(wěn)定)。固態(tài)離子交換反應法， 即把小于6. 6埃特的鈣離子(特性穩(wěn)定)引入沸石晶包中，鈣離子會占據(jù)鈉離子的位置。絲光沸石單位晶胞中有8個鈉離子，其中4個位于主孔道周圍的八元環(huán)內(nèi)，另外4個鈉離子的位置不固定。在每個晶胞內(nèi)平均用兩個鈣離子代替四個鈉離子，這時，晶包中的八元環(huán)就有空位出現(xiàn)，孔徑因此增大，達到了擴孔的目的。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩，其特征是原料成分重量比例如下500目天然絲光沸石微粉75-80，羧甲基纖維素或木質(zhì)素1-1.5，325目凹凸棒粉18-22。
2.一種如權(quán)利要求1所述的固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩的加工方法，其特征是先將原料重量比例75-80的500目天然絲光沸石微粉、原料重量比例18-22的325目凹凸棒粉和原料重量比例1-1. 5的羧甲基纖維素或木質(zhì)素進行攪拌混合，然后在造粒機中噴霧造粒成型，噴霧為含10%氯化鈣的水溶液，然后通過干燥設(shè)備進行干燥，最后通過焙燒設(shè)備進行焙燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩的加工方法，其特征是干燥溫度為300°C，時間濁；焙燒溫度550°C，時間濁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩的加工方法，其特征是造粒機中噴霧造粒成型，每次噴霧時間為0. 6—1. 5min。
全文摘要
一種固態(tài)離子交換的天然絲光沸石分子篩及加工方法，先將原料重量比例75-80的500目天然絲光沸石微粉、原料重量比例18-22的325目凹凸棒粉和原料重量比例1-1.5的羧甲基纖維素或木質(zhì)素進行攪拌混合，然后在造粒機中噴霧造粒成型，噴霧為含10%氯化鈣的水溶液，然后通過干燥設(shè)備進行干燥，最后通過焙燒設(shè)備進行焙燒。本發(fā)明的優(yōu)點是工藝簡單，一次成型過程中完成固態(tài)離子交換反應和低溫干燥，高溫焙燒三種工藝，且工藝完成過程為環(huán)境友好、資源節(jié)約型。
文檔編號C01B39/02GK102515192SQ20111032429
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者張彩云, 陳浩 申請人:張彩云