專利名稱：一種高嶺土合成p型沸石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沸石，尤其是涉及一種高嶺土合成P型沸石的方法。
背景技術(shù)：
P型沸石屬鈣十字沸石具有由a、b、c方向上的八元環(huán)孔道組成的孔道體系的四方相沸石。P型沸石以較高的比表面積和良好的離子交換能力可以高效去除水中鈣、鎂硬離子，因此廣泛用于無磷洗滌劑的生產(chǎn)，減少洗滌劑中三聚磷酸鈉對環(huán)境的嚴(yán)重污染。根據(jù)P型沸石合成硅鋁原料的來源不同，P型沸石的合成方法可以分為化學(xué)合成和礦物合成?；瘜W(xué)合成方法是指用硅酸鈉、鋁酸鈉和氯化鋁等化學(xué)試劑為原料進(jìn)行合成。礦物合成方法則主要采用活化的高嶺土(偏高嶺土)、蒙脫土、硅藻土和葉臘石等粘土類硅酸 鹽礦物為合成原料并外加硅酸鈉以水熱法進(jìn)行合成?，F(xiàn)有合成技術(shù)有韓輝等人的中國專利200510044803. 8公開一種在含硅酸鈉的鋁酸鈉溶液中制備P型沸石的方法，該方法是將硅酸鈉和鋁酸鈉溶液混合并加入晶種再加以機(jī)械攪拌合成制得P型沸石；克羅斯菲爾德有限公司的中國專利94192510. 2中公開一種由硅酸鈉、鋁酸鈉和氫氧化鈉為原料合成P型沸石的方法；而在克羅斯菲爾德有限公司的另一項中國專利96197154. I和歐洲專利EP0565364A1中都涉及到以偏高嶺土 (煅燒活化高嶺土)為原料合成P型沸石的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可明顯降低P型沸石的合成成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)不外加硅源僅以高嶺土為原料，克服傳統(tǒng)工藝中能耗高需要外加硅源，且產(chǎn)品中含有石英、云母等礦物雜質(zhì)等缺點(diǎn)，所用原料及合成工藝成本低，所得產(chǎn)品具有良好的鈣離子交換能力的一種高嶺土合成P型沸石的方法。本發(fā)明包括以下步驟I)將高嶺土原料與堿液混合，反應(yīng)后過濾分離出活化高嶺土 ；2)將步驟I)所得的活化高嶺土溶于鹽酸中，攪拌反應(yīng)；3)將步驟2)所得的溶液過濾，得到不含固體礦物雜質(zhì)的高嶺土酸解液；4)將步驟3)所得的高嶺土酸解液，用NaOH調(diào)控至pH值為3 14，過濾得穩(wěn)定絮狀活性硅鋁原料；5)將步驟4)所得穩(wěn)定絮狀活性硅鋁原料與堿液混合，水熱合成反應(yīng)后，洗滌過濾得產(chǎn)物P型沸石。在步驟I)中，所述高嶺土原料與堿液的配比可為高嶺土原料3g 堿液16ml，所述堿液的濃度可為4 6mol/L,所述反應(yīng)的溫度可為160 240°C,反應(yīng)的時間可為3 24h。在步驟2)中，所述鹽酸的濃度可為1.2 4mol/L，所述攪拌反應(yīng)的時間可為O. 5 2h0在步驟5)中，所述堿液的濃度可為O. 67 lmol/L。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于P型沸石的合成原料是由高嶺土酸解液調(diào)節(jié)pH后得到。其優(yōu)點(diǎn)為高嶺土無需經(jīng)700 1000°C的高溫煅燒活化，從而大大較低了工藝能耗。并且在高嶺土活化酸解后過濾去除了云母、石英等高嶺土的伴生礦物雜質(zhì)，酸解液調(diào)節(jié)PH后得到的硅鋁原料較偏高嶺土有更高的反應(yīng)活性。因此，產(chǎn)品質(zhì)量較傳統(tǒng)工藝有較大提高。由該工藝合成的P型沸石分子篩較傳統(tǒng)工藝能耗低，產(chǎn)品質(zhì)量好，對高嶺土原料品質(zhì)要求低，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，可以得到白度超過90的P型沸石。本發(fā)明均與以上專利不同，也未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明類似的文獻(xiàn)、報道或?qū)＠?。傳統(tǒng)方法高嶺土作為礦物合成P型沸石的主要原料須經(jīng)700 1000°C的高溫煅燒活化為偏高嶺土，而且其伴生礦物云母、石英等在合成過程中難以去除。這樣就造成了傳統(tǒng)方法利用礦物合成P型沸石工藝的能耗大，成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差的缺點(diǎn)。本發(fā)明利用水熱法活化高嶺土并將其溶解，再使用高嶺土酸解液析出的活性硅鋁原料合成P型沸石，較傳統(tǒng)方法具有能耗小，成本低的優(yōu)點(diǎn)，此外合成產(chǎn)品不含傳統(tǒng)工藝中難以去除的礦物雜質(zhì)，其離子交換量較傳統(tǒng)工藝有較大提高，突破了傳統(tǒng)方法對所用原料一高嶺土精礦純度的要求，使高嶺土原料可選擇范圍更大。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例合成P型沸石的X-射線衍射譜。在圖I中，橫坐標(biāo)為衍射角2θ/(° )，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度(計數(shù))。圖2為本發(fā)明實(shí)施例合成P型沸石的掃描電鏡圖像。在圖2中，標(biāo)尺為ΙΟμπι。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I取3g高嶺土并與16ml4mol/L氫氧化鈉溶液混合后放入高壓反應(yīng)釜中。將高壓反應(yīng)釜在240°C保溫3h后自然冷卻得到活化高嶺土。再將活化高嶺土溶于濃度為I. 2mol/L的IOOml鹽酸中，攪拌反應(yīng)O. 5h后過濾，得到高嶺土酸解液。用NaOH調(diào)節(jié)高嶺土酸解液pH至10得活性硅鋁原料，并與50mL濃度為lmol/L的NaOH溶液混合后放入高壓反應(yīng)釜。將 高壓反應(yīng)釜在90°C保溫48h后，洗滌過濾得到P型沸石。其鈣離子交換量為211mg CaCO3/g，白度為91。實(shí)施例2取3g高嶺土并與16ml5mol/L氫氧化鈉溶液混合后放入高壓反應(yīng)釜中。將高壓反應(yīng)釜在190°C保溫9h后自然冷卻得到活化高嶺土。再將活化高嶺土溶于濃度為3mol/L的40ml鹽酸中，攪拌反應(yīng)O. 5h后過濾，得到高嶺土酸解液。用NaOH調(diào)節(jié)高嶺土酸解液pH至3得活性硅鋁原料，并與50mL濃度為lmol/L的NaOH溶液混合后放入高壓反應(yīng)釜。將高壓反應(yīng)釜在90°C保溫48h后，洗滌過濾得到P型沸石。其鈣離子交換量為280mg CaC03/g,白度為69。實(shí)施例3取3g高嶺土并與16ml6mol/L氫氧化鈉溶液混合后放入高壓反應(yīng)釜中。將高壓反應(yīng)釜在160°C保溫24h后自然冷卻得到活化高嶺土。再將活化高嶺土溶于濃度為4mol/L的30ml鹽酸中，攪拌反應(yīng)O. 5h后過濾，得到高嶺土酸解液。用NaOH調(diào)節(jié)高嶺土酸解液pH至14得活性硅鋁原料，并與80mL濃度為O. 67mol/L的NaOH溶液混合后放入高壓反應(yīng)釜。將高壓反應(yīng)釜在90°C保溫72h后，洗滌過濾得到P型沸石。其鈣離子交換量為261mg CaCO3/g，白度為90。本發(fā)明實(shí)施例合成P型沸石的X-射線 衍射譜參見圖I，本發(fā)明實(shí)施例合成P型沸石的掃描電鏡圖像參見圖2。
權(quán)利要求
1.一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于包括以下步驟 1)將高嶺土原料與堿液混合，反應(yīng)后過濾分離出活化高嶺土； 2)將步驟I)所得的活化高嶺土溶于鹽酸中，攪拌反應(yīng)； 3)將步驟2)所得的溶液過濾，得到不含固體礦物雜質(zhì)的高嶺土酸解液； 4)將步驟3)所得的高嶺土酸解液，用NaOH調(diào)控至pH值為3 14，過濾得穩(wěn)定絮狀活性硅鋁原料； 5)將步驟4)所得穩(wěn)定絮狀活性硅鋁原料與堿液混合，水熱合成反應(yīng)后，洗滌過濾得產(chǎn)物P型沸石。
2.如權(quán)利要求I所述的一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于在步驟I)中，所述高嶺土原料與堿液的配比為高嶺土原料3g 堿液16ml。
3.如權(quán)利要求I所述的一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于在步驟I)中，所述堿液的濃度為4 6mol/L。
4.如權(quán)利要求I所述的一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于在步驟I)中，所述反應(yīng)的溫度為160 240°C，反應(yīng)的時間為3 24h。
5.如權(quán)利要求I所述的一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于在步驟2)中，所述鹽酸的濃度為I. 2 4mol/L。
6.如權(quán)利要求I所述的一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于在步驟2)中，所述攪拌反應(yīng)的時間為O. 5 2h。
7.如權(quán)利要求I所述的一種高嶺土合成P型沸石的方法，其特征在于在步驟5)中，所述堿液的濃度為O. 67 lmol/L。
全文摘要
一種高嶺土合成P型沸石的方法，涉及一種沸石。將高嶺土原料與堿液混合，反應(yīng)后過濾分離出活化高嶺土；將所得的活化高嶺土溶于鹽酸中，攪拌反應(yīng)；將所得的溶液過濾，得到不含固體礦物雜質(zhì)的高嶺土酸解液；將所得的高嶺土酸解液，用NaOH調(diào)控至pH值為3～14，過濾得穩(wěn)定絮狀活性硅鋁原料；將所得穩(wěn)定絮狀活性硅鋁原料與堿液混合，水熱合成反應(yīng)后，洗滌過濾得產(chǎn)物P型沸石?？擅黠@降低P型沸石的合成成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)不外加硅源僅以高嶺土為原料，克服傳統(tǒng)工藝中能耗高需要外加硅源，且產(chǎn)品中含有石英、云母等礦物雜質(zhì)等缺點(diǎn)，所用原料及合成工藝成本低，所得產(chǎn)品具有良好的鈣離子交換能力。
文檔編號C01B39/02GK102963904SQ20121056871
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者宓錦校, 王景泉 申請人:廈門大學(xué)