[发明专利]以粘土矿物合成吸附用沸石的方法

说明书

本发明以粘土矿物合成吸附用沸石的方法，属于精细化工工艺的范畴，具体而言是一种以高岭土为主要原料合成吸附用沸石的方法。

目前，国内外已公开的合成吸附用沸石的方法，基本上可分为两种，其一是以化工原料即水玻璃、氢氧化铝和氢氧化钠等为原料合成粉剂沸石后，再加入粘合剂成型为产品的方法。其二是以高岭土为主要原料以下述工艺路线完成的方法，即高岭土经高温焙烧、晶化、固液分离和洗涤、交换、固液分离和洗涤、烘干、成型、活化后得产品。上述两种方法由于在成型阶段加入粘合剂，使得型体内沸石含量降低，吸附性能下降，产品抗压碎强度和耐磨性能差、工艺过程复杂、流程长、操作复杂。

本发明的目的在于提供一种以粘土矿物直接合成吸附用沸石的方法，即提供一种以高岭土为主要原料，掺以碳酸钠、造孔剂、氧化剂、表面活性剂和粘合剂混合均匀，在成型、焙烧后直接于水热体系中合成吸附用沸石的方法。

本发明以粘土矿物合成吸附用沸石的方法其特征在于其工艺路线为：高岭土、碳酸钠、造孔剂、氧化剂、表面活性剂、粘合剂、混合均匀、成型、高温焙烧，在含有表面活性剂的水热体系中直接合成吸附用沸石。其物料组成为：Na₂O／SiO₂(0．3～3．0)，SiO₂／Al₂O₃(1．8～3．5)，H₂O／Na₂O(30～200)；造孔剂可以是淀粉、碳粉、谷物，其用量控制在10～30％；氧化剂可以是碱金属硝酸盐、铵盐、锰酸盐、铬酸盐、稀土元素硝酸盐，用量控制在1～5％；表面活性剂可以是聚乙烯、聚丙烯、聚乙二醇、甲基纤维素，用量控制在1～5％；粘合剂选择羊甘土、膨润土、铝钒土，用最为2～5％；其碳酸钠亦可用碳酸氢钠；成型焙烧温度为650～950℃，焙烧时间为2～20小时；在水热体系中化学反应分为两步，即陈化和晶化。陈化温度为20～75℃，陈化时间为6～24小时，晶化温度为90～100℃，晶化时间为2～30小时。离子交换用氯化物溶液的浓度控制在0．5～1．5摩尔，温度控制在90～100℃，时间为8～10小时。其活化温度为550～600℃，活化时间为1～2小时，冷却后即得到最终产品。

上述工艺方法当物料组成为(摩尔比)Na₂O／SiO₂(0．5～3．0)，SiO₂／Al₂O₃(1．8～2．2)，H₂O／Na₂O(30～150)时合成A型沸石。

上述工艺，当物料组成为(摩尔比)Na₂O／SiO₂(0．3～2．5)，SiO₂／Al₂O₃(2．5～3．5)，H₂O／Na₂O(40～200)合成X型沸石。

上述工艺方法中的高岭土为软质、硬质高岭土、煤系高岭岩、多水高岭土，它们均可合成A、X型沸石，成分SiO₂／Al₂O₃=2，Fe₂O₃小于0．5％，粒度为325目。

上述工艺方法中碳酸钠、碳酸氢钠的配料量一般在30～40％(干基)。在合成X型沸石时可引入导向剂，导向剂配比为：(16～19)Na₂O∶Al₂O₃∶(15～22)SiO₂∶(320～400)H₂O。

上述工艺方法中离子交换用的氯化物溶液可循环使用，每次回收70％的母液，循环使用时补充一定量新鲜氯化物溶液，氯化物溶液为氯化钾和氯化钙溶液。

本发明的优点和用途：

1、以天然粘土、高岭土为原料，来源广泛价格低廉，产品成本低。

2、碳酸钠固体配料、易操作。

3、工艺简单、流程短、投资少。

4、产品性能优良，主要用作气体的净制、吸附分离、石油化工中的正异构烷烃的分离。