利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法.pdf

本发明涉及一种利用种分浓度为30～涤用4A沸石的新方法，采用Al2浓度为10～28％重量比的水玻璃进行配料，控制硅铝比为1～2.2，进行连续同步浆化；加入4A沸石结晶导向剂后，提温晶化，最后经过滤、洗涤、干燥后处理得洗涤用4A浓度为30～其中导向剂的配制如下：将Al2浓度为8～20％重量比的水玻璃和氢氧化钠混合，控制硅铝比为5～20、钠铝比为10～25。本发明充分利用烧结法氧化铝生产中种分母液直接合成，一段晶化，工艺简便，生产周期短，产品结晶度高，粒度集中，钙交换高，产品质量好，还大大降低了含量，减少了生产中的物料循环，降低了生产成本氧化铝的能耗。

1.  【文件来源】电子申请

2.  【收文日期】2004-11-12

3.  【申请号】

4.  【权利要求项】
【权利要求1】
一种利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于采用Al2O3浓度为30～80g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液和SiO2浓度为10～28％重量比的水玻璃进行配料，控制硅铝比为1～2.2，进行连续同步浆化；加入4A沸石结晶导向剂后，提温晶化，最后经过滤、洗涤、干燥后处理得洗涤用4A沸石产品，其中导向剂的配制如下：
将Al2O3浓度为30～120g/l的铝酸钠溶液、SiO2浓度为8～20％重量比的水玻璃和氢氧化钠混合，控制硅铝比为5～20、钠铝比为10～25。
【权利要求2】
根据权利要求1所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于浆化配料采用Al2O3浓度为为40～60g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液和SiO2浓度为20～28％重量比的水玻璃进行配料，控制硅铝比为1.8～2.0。
【权利要求3】
根据权利要求1所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于导向剂配制采用Al2O3浓度为50～60g/L的工业铝酸钠溶液、SiO2浓度为10～15％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为9～10、钠铝比为12～16。
【权利要求4】
根据权利要求1所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于导向剂的加入量为总溶液体积的1～20‰。
【权利要求5】
根据权利要求4所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于导向剂的加入量为总溶液体积的2～10‰。
【权利要求6】
根据权利要求1、2、3、4或5所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于浆化温度为50～85℃，浆化时间为5～30分钟。
【权利要求7】
根据权利要求6所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于晶化温度为60～100℃，晶化时间为1～4小时。
【权利要求8】
根据权利要求7所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，其特征在于晶化温度为70～95℃，晶化时间为2～2.5小时。

利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法
技术领域
本发明涉及一种利用种分母液生产洗涤用4A沸石的新方法，用烧结法氧化铝生产中的种分母液直接生产洗涤用4A沸石结晶，属于洗涤用4A沸石的工业生产技术。
背景技术
4A沸石可以应用于洗涤行业和催化剂行业，洗涤行业中，需要的4A沸石要具备较细的粒度，并且要求粒度均匀集中和尽可能高的钙交换性能；催化剂行业中，要求4A沸石高结晶度和高吸水率。使用要求不同，制备工艺也不同。
洗涤用4A沸石的生产大多采用化学合成法，主要是用工业水玻璃和铝酸钠溶液合成，首先用氢氧化钠配制铝酸钠溶液，麻烦，成本高。而烧结法生产氧化铝的工业过程中，铝酸钠溶液几乎贯穿整个生产过程的始终，从未脱硅的高浓度铝酸钠粗液，到Al₂O₃含量较少的种分母液。如何充分利用烧结法氧化铝生产中各不同阶段的铝酸钠溶液，既不影响氧化铝的正常生产，又能充分利用其中的有效成分获取副产物，是人们一直关注和渴望解决的问题。不同阶段的铝酸钠溶液，各有效成分的含量是有很大差别的，如Al₂O₃的含量高低问题，SiO₂的含量高低问题等，含量不同，有效成分的存在环境不同，直接影响着各成分的利用方式，不同的组成，不同的性能，需要确定不同的工艺路线或/和不同工艺参数。中国专利86106033记载了利用种分母液制备洗涤用4A沸石的一种方法，充分利用种分母液中的残余Al₂O₃，减少生产中的物料循环，采用的是二段结晶法，浆化过程中容易产生大块，而且生产周期长，一般为8～12小时，产出的4A沸石结晶度较低，只有70～75％，粒度分散，在1～10μm，钙交换偏低，为280～295mg/g，母液中Al₂O₃残留为16～18g/L，仍然较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用种分母液生产洗涤用4A沸石的新方法，充分利用烧结法氧化铝生产中种分母液直接合成，工艺简便，生产周期短，产品结晶度高，粒度集中，钙交换高，产品质量好，还大大降低了返回母液中的Al₂O₃含量，减少生产中的物料循环，降低能耗和生产成本。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，采用Al₂O₃浓度为为30～80g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液和SiO₂浓度为10～28％重量比的水玻璃进行配料，控制硅铝比为1～2.2，进行连续同步浆化；加入4A沸石结晶导向剂后，提温晶化，最后经过滤、洗涤、干燥后处理得洗涤用4A沸石产品，其中导向剂的配制如下：
将Al₂O₃浓度为30～120g/l的铝酸钠溶液、SiO₂浓度为8～20％重量比的水玻璃和氢氧化钠混合，控制硅铝比为5～20、钠铝比为10～25。导向剂所用铝酸钠溶液可以是单独配制的溶液，也可以是取自烧结法氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液；氢氧化钠可以以固体形式加入，也可以以水溶液形式加入，溶液以高浓度更适宜。
本发明中：
浆化配料最好采用Al₂O₃浓度为40～60g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液和SiO₂浓度为10～28％重量比的水玻璃进行配料，控制硅铝比为1.8～2.0。
导向剂配制最好采用Al₂O₃浓度为50～60g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为10～15％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为9～10、钠铝比为12～16。
导向剂的加入量为总溶液体积的1～20‰，最佳为2～10‰。
浆化温度为50～85℃，浆化时间为5～30分钟。
晶化温度为60～100℃，最好为70～95℃，晶化时间为1～4小时，最好为2～2.5小时。
本发明生产方法充分利用烧结法氧化铝生产中种分母液直接合成，一段晶化，工艺简便，生产周期短，在制备4A沸石过程中加入了4A沸石导向剂，把晶化时间由过去的8～12小时降低到1～3小时，大幅度的提高了产能，返回母液中的氧化铝由过去的16～18g/L降低到0.5～3g/L。通过采用添加导相剂和连续成胶方法，产品质量大幅度提高，结晶度由过去的70～75％提高到80～85％，粒度由分散的1～10μm变为均匀集中的1～4μm，钙交换由过去的280～295mg/g提高到300mg/g以上，产品(NaO₂·Al₂O₃·2SiO₂·4.5H₂O)晶相纯度高，质量好。提高了铝酸钠溶液中残留氧化铝的利用率，减少了生产中的物料循环，提高了产能，降低了能耗。该发明应用于工业生产后，避免了氧化铝在流程中的低效循环，提高了氧化铝生产的设备的利用率，优化了沸石的生产流程，同时，降低了沸石和氧化铝的生产成本。
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的说明。
实施例1
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为55g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为10％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为9、钠铝比为12，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为30g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为27％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到51±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝1分别加入到浆化槽中，浆化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌5min后加入导向剂，加入量为总溶液体积的1‰，然后提温至93±1℃，晶化1小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换         粒度＜4um(％)     白度(％)       PH
301aco₃/g     96.2              98.1           10.96
实施例2
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为40g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为12％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为10、钠铝比为13，混合均匀即可，备用。
本发明所述地利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为40g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为25％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到53±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝1.9在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中，晶化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌10min加入导向剂，加入量为总溶液体积的1‰，再提温至85±1℃，晶化1.5小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换          粒度＜4um(％)      白度(％)      PH
303mgcaco₃/g   96.1               98.3          10.82
实施例3
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为50g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为20％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为9、钠铝比为12，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为50g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为209％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到55±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝1在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中，晶化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌30min加入导向剂，加入量为总溶液体积的5‰，再提温至90±1℃，晶化2.2小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换          粒度＜4um(％)      白度(％)      PH
302mgcaco₃/g   96.8               98.2          10.84
实施例4
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为60g/L的工业铝酸钠溶液SiO₂浓度为15％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为12、钠铝比为20，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为60g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为15％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到56±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝2在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中浆化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌30min加入导向剂，加入量为总溶液体积的5‰，再提温至83±1℃，晶化2小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换           粒度＜4um(％)      白度(％)      PH
302mgcaco₃/g    95.0               98.3          10.85
实施例5
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为100g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为20重量比％的水玻璃和40％的氢氧化钠溶液进行配料，控制硅铝比为7、钠铝比为10，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为78g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为10％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到65±1℃，然后两种溶液分别通过流量计进入浆化槽，浆化槽的搅拌转速为50转/分，两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝2在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中，晶化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌30min加入导向剂，加入量为总溶液体积的10‰，再提温至96±1℃，晶化2.5小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换           粒度＜4um(％)      白度(％)      PH
301mgcaco₃/g    95.4               98.0          10.89
实施例6
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为45g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为15％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为10、钠铝比为14，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为45g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为25％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到52±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝1.8在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中，晶化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌20min加入导向剂，加入量为总溶液体积的8‰，再提温至90±1℃以上，晶化1.5小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换           粒度＜4um(％)      白度(％)       PH
302mgcaco₃/g     96.2         98.3        10.84
实施例7
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为40g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为12％重量比的水玻璃和55％的氢氧化钠溶液进行配料，控制硅铝比为14、钠铝比为15，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为55g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为24％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到70±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝1.3在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中，晶化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌15min加入导向剂，加入量为总溶液体积的8‰，再提温至88±1℃，晶化2.5小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换           粒度＜4um(％)      白度(％)      PH
303mgcaco₃/g    96.3               98.1          10.80
实施例8
导向剂配制采用Al₂O₃浓度为35g/L的工业铝酸钠溶液、SiO₂浓度为14％重量比的水玻璃和氢氧化钠进行配料，控制硅铝比为10、钠铝比为16，混合均匀即可，备用。
本发明所述的利用种分母液生产洗涤用4A沸石的方法，在Al₂O₃浓度为65g/L烧结法氧化铝生产中的种分母液中，加入SiO₂浓度为23％重量比的水玻璃，把两种溶液分别加热到53±1℃，然后将两溶液按[SiO₂]/[Al₂O₃]＝1.7在同步连续浆化下成胶进入浆化槽，然后一边浆化一边将浆化好的浆液通过泵打入空的晶化槽中，晶化槽的搅拌转速为40转/分，搅拌13min加入导向剂，加入量为总溶液体积的11‰，再提温至75±1℃，晶化3.0小时，经过滤、洗涤、烘干常规后处理，得4A沸石产品。指标如下：
钙交换           粒度＜4um(％)      白度(％)      PH
301mgcaco₃/g    96.2               98.3          10.81