一種用粘土制備NaX型沸石分子篩純相的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于沸石分子篩制備方法，涉及用粘土制備NaX型沸石分子篩純相的方法，是將粘土和碳酸鈉混合煅燒成的熟料與偏鋁酸鈉和水攪拌混合成膠體，再經(jīng)過晶化、過濾、洗滌、干燥得到NaX型沸石分子篩純相。過濾后的母液回收利用，作為原料的一部分。本發(fā)明母液進行循環(huán)利用，一方面降低了合成成本，第一方面無廢料排放，不污染環(huán)境。本發(fā)明在制備成本、產(chǎn)品性能、工藝流程、環(huán)境友好和經(jīng)濟利潤等方面具有顯著優(yōu)勢，原料來源豐富，成本低廉，合成簡便，設(shè)備要求低，產(chǎn)品性能高，具備工業(yè)化生產(chǎn)潛力。
【專利說明】—種用粘土制備NaX型沸石分子篩純相的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)及沸石分子篩制備領(lǐng)域。具體涉及到一種用粘土為原料合成NaX型沸石分子篩的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前人工沸石分子篩的制備方法主要是以化學(xué)試劑為原料，通過傳統(tǒng)水熱法合成的，盡管其合成技術(shù)已經(jīng)相當成熟，但是其成本較高。粘土是常見的一種粘土礦物的集合體，主要成分包括Si02、A1203、K2O, Fe2O3和MgO等，其中Si02、Al2O3占含量的絕大部分，它可以取代化學(xué)原料中的水玻璃和鋁酸鈉，大大降低了成本，從而成為了沸石分子篩的理想合成原料。粘土為我國資源優(yōu)勢礦種，總儲量大，價格低廉，目前絕大部分粘土沒有被開發(fā)利用，僅被開發(fā)利用的那部分主要是用于煅燒制磚，粘土的價值沒有完全發(fā)揮出來。NaX型分子篩已經(jīng)作為一種高吸附量，高選擇性的吸附劑，廣泛的應(yīng)用于各種氣體的分離、凈化和干燥。隨著工業(yè)生產(chǎn)需求的擴大，促進了以成本低廉的粘土為原料合成沸石分子篩的研究。目前關(guān)于用低廉的土為原料合成沸石分子篩的研究和報道雖然比較多，但是沒有關(guān)于用粘土合成NaX型沸石分子篩的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種粘土制備NaX沸石分子篩的方法，其工藝過程簡單，通過該方法可以提升粘土的綜合利用率，增加經(jīng)濟效益。以粘土為原料制備NaX型沸石分子篩，為NaX型沸石分子篩的合成提供了一種價格低廉，來源豐富的新原料。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
用粘土制備NaX型沸石分子篩純相的方法，其特征在于:有粘土、偏鋁酸鈉、碳酸鈉和水，按照 SiO2 / Al203=2~4.5，Na2O / SiO2 = 1.0~4.5，H2O / Na2O =15~60 的成分重量比例關(guān)系，根據(jù)粘土中5102和八1203含量，確定所需偏鋁酸鈉的比例，再確定碳酸鈉的比例；將碳酸鈉和粘土混合并在650 0C ^900 1:溫度條件下煅燒成熟料，在反應(yīng)釜中依次加入水、偏鋁酸鈉和熟料攪拌混合成膠體狀，在溫度為80 0C^llO °C的條件下晶化，再過濾、洗滌、干燥就制備出NaX沸石分子篩純相。最好數(shù)將粘土粉碎，烘干，過篩。將碳酸鈉和粘土按一定比例混合，研磨均勻，于一定溫度下煅燒，冷卻后，將煅燒之后的熟料研磨均勻，在不銹鋼反應(yīng)釜中按一定比例依次加入水、偏鋁酸鈉和煅燒之后的熟料，密封置于電熱恒溫干燥箱中，在一定溫度下晶化一段時間，經(jīng)抽濾、洗滌、干燥，可以制備出NaX沸石分子篩純相。通過改變原料配比、晶化溫度和晶化時間，可以對產(chǎn)物的結(jié)晶度進行調(diào)節(jié)。將第一次合成的NaX沸石固體產(chǎn)物進行過濾分離，然后將母液進行回收，分析母液中的含量，再以后的合成中，堿融時減少一定量的堿，再晶化時用母液補充剩余堿量。
[0005]本發(fā)明的最佳技術(shù)方案為:
步驟1:對粘土原料進行XRF分析，確定原料中SiO2和Al2O3含量，再經(jīng)100目的篩子篩分后，在9(Tl00°C的烘箱中干燥24小時。[0006]步驟2:將反應(yīng)原料按照 SiO2 / Al203=2~4.5，Na2O / SiO2 = 1.0~4.5，H2O / Na2O=15~60進行反應(yīng)。
[0007]步驟3:堿融過程，將所述粘土與碳酸鈉按照上述比例混合均勻，在650 V、00°C溫度條件下進行煅燒，煅燒時間為1~4小時，將煅燒過的熟料進行研磨備用。
[0008]步驟4:水熱合成過程，將偏鋁酸鈉，水和上述熟料按上述比例進行攪拌混合，成膠體狀，在室溫下攪拌老化0.5~2.0小時，之后在溫度為80 Π10 °C的條件下晶化4~20小時。
[0009]步驟5:將產(chǎn)物過濾、洗滌至pH=7~11、干燥后得到NaX沸石分子篩純相。
[0010]步驟6:將第一次合成的NaX沸石分子篩固體產(chǎn)物進行過濾分離，然后將母液進行回收，分析母液中的含量，再以后的合成中，堿融時減少一定量的堿碳酸鈉，再晶化時用母液補充剩余堿量。
[0011]本發(fā)明利用粘土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化工原料，減少化工原料的消耗，成本低，利用堿融粘土，大大提高了粘土的成膠性能，從而提高了粘土的利用率。工藝過程簡單，實用，晶化后堿液可以回收利用，降低了堿的消耗量。本發(fā)明在制備成本、產(chǎn)品性能、工藝流程、環(huán)境友好和經(jīng)濟利潤等方面具有顯著優(yōu)勢，原料來源豐富，成本低廉，合成簡便，設(shè)備要求低，產(chǎn)品性能高，具備工業(yè)化生產(chǎn)潛力。
[0012]【具體實施方式】:
以下結(jié)合技術(shù)方案詳述本發(fā)明的具體實施例。
[0013]實施例1
(1)將粘土粉碎，過100目篩。在90°C的烘箱中干燥24小時。
[0014]其化學(xué)組成經(jīng)XRF元素分析結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種用粘土制備NaX型沸石分子篩純相的方法，其特征在于:有粘土、偏鋁酸鈉、碳酸鈉和水,按照 SiO2 / Al203=2~4.5，Na2O / SiO2 = 1.0~4.5，H2O / Na2O =15~60 的成分重量比例關(guān)系，根據(jù)粘土中SiO2和Al2O3含量，確定所需偏鋁酸鈉的比例，再確定碳酸鈉的比例；將碳酸鈉和粘土混合并在650 0C ^900 1:溫度條件下煅燒成熟料，在反應(yīng)釜中依次加入水、偏鋁酸鈉和熟料攪拌混合成膠體狀，在溫度為80 0C^llO °C的條件下晶化，再過濾、洗漆、干燥就制備出NaX沸石分子篩純相。
2.如權(quán)利要求1所述的用粘土制備NaX型沸石分子篩純相的方法，其特征在于，制備時所用的粘土原料、配方比例和晶化條件如下: 步驟1:對粘土原料進行XRF分析，確定原料中SiO2和Al2O3含量，再經(jīng)100目的篩子篩分后，在9(Tl00°C的烘箱中干燥24小時。
3.步驟2:將反應(yīng)原料按照 SiO2 / Al203=2~4.5，Na2O / SiO2 = 1.0~4.5，H2O / Na2O=15~60進行反應(yīng)。
4.步驟3:堿融過程，將所述粘土與碳酸鈉按照上述比例混合均勻，在650 0C ^900 V溫度條件下進行煅燒，煅燒時間為1~4小時，將煅燒過的熟料進行研磨備用。
5.步驟4:水熱合成過程，將偏鋁酸鈉，水和上述熟料按上述比例進行攪拌混合，成膠體狀，在室溫下攪拌老化0.5~2.0小時，之后在溫度為80 0C^llO °C的條件下晶化4-20小時。
6.步驟5:將產(chǎn)物過濾、洗滌至pH=7~11、干燥后得到NaX沸石分子篩純相。
7.步驟6:將第一次合成的NaX沸石分子篩固體產(chǎn)物進行過濾分離，然后將母液進行回收，分析母液中的含量，再以后的合成中，堿融時減少相應(yīng)量的碳酸鈉，再在晶化時用母液補充。
【文檔編號】C01B39/22GK103738978SQ201410013720
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】張新林 申請人:大連北地科技有限公司