专利名称：一种生产4a沸石的方法
一种生产4A沸石的方法技术领域一种生产4A沸石的方法，涉及一种采用氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液 生产4A沸石的方法。
技术背景4A沸石是一种多用途的产品，广泛应用于建筑、化学、化工及日常生活中， 但4A沸石用量最大的是作为洗涤助剂。不同的应用领域对4A沸石的性能要求 也各不相同，比如，用于化工行业的4A沸石吸附容量是最重要的性能指标，而 用做洗涤助剂的4A沸石最重要的两个性能指标是白度和钙交换能力。目前，4A沸石生产方法大多是在碱环境下用水热合成法合成，水热合成通 常都有浆化、晶化(有一段晶化或两段晶化)的过程，即都有提温的过程，晶 化终温一般均在90-100。C左右。国内外有关生产洗涤助剂用4A沸石的专利有许多，其生产工艺大都是以工 业纯氢氧化铝为原料，如美国专利4339418， 4339419所述，其工艺是将工业纯 氢氧化铝与液体氢氧化钠反应制备成铝酸钠溶液，以此作为铝源然后和水玻璃 原料反应生产4A沸石。生产的4A沸石品质高，但相应的成本也很高。直接采 用氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液生产4A沸石是降低其生产成本的有效途径。国内有关4A沸石的生产方法的专利，涉及到了用氧化铝生产中的铝酸钠溶 液为铝源的工艺方法，如专利文献CN86106033A， ZL200410155444.9 ， ZL200410155443.4, 200410155445.3等中公开了采用烧结法氧化铝生产工艺中 的铝酸钠溶液的生产方法。由于"烧结法"烧结法生产氧化铝要经过高温烧结(1000 1250°C)后再溶 出，工艺复杂、能耗高产品成本高，造成4A沸石的生产成本还仍然较高；而相 比之下，拜耳法生产氧化铝不经烧结直接溶出(溶出温度180~240°C)，较烧结 法具有生产工艺简便、能耗低、产品成本低的特点，拜耳法氧化铝生产过程中 的铝酸钠溶液的成本要低于烧结法氧化铝生产过程中是铝酸钠溶液的成本；但是，在拜耳法氧化铝生产溶出过程中，由于有机物在铝土矿中以腐植质及沥青 状态存在，沥青不溶解于碱溶液，全部随同赤泥排出。腐植质则与碱溶液作用 生成腐植酸钠进入溶液。溶液中的有机物，在空气的作用下，处于不断氧化的 过程，逐渐分解转变为草酸钠等一类简单有机物及树脂物质。使拜耳法铝酸钠 溶液呈现出深黑的紫红色。这种溶液分解析出的拜耳法氢氧化铝产品的白度值一般在91%~92%左右。而烧结法生产氧化铝过程中，矿石经高温烧结，使有机 物充分地挥发，经溶出所得铝酸钠溶液几乎是无色透明的，氧化铝生产出的氢 氧化铝产品的白度值一般在97%~98%左右。例如中铝山东分公司为烧结法生产 氧化铝工艺，所生产的白氢氧化铝成为优质玛瑙填料的象征。尽管拜耳法氧化铝生产中的铝酸钠溶液比烧结法氧化铝生产中的铝酸钠溶 液成本低，但通常是不会考虑用其做原料来生产对白度有极高要求(洗涤用4A 沸石的白度》96%，优等品的白度>98%)的洗涤助剂用4A沸石产品(国外专 利中是用氢氧化铝重新溶解制得铝酸钠溶液)。发明内容本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效降低生产 成本、简化生产工艺、提高产出率的采用拜耳法铝酸钠溶液作为铝源生产4A沸 石的方法。本发明的目的是通过以技术方案实现的。一种生产4A沸石的方法，其特征在于是采用拜耳法生产氧化铝过程中的铝 酸钠溶液为铝源生产4A沸石的。发明的一种生产4A沸石的方法，其特征在于作为铝源的拜耳法铝酸钠溶液 中含^203浓度为60~100g/l ;含Na20浓度为130~180g/l;温度为50~70°C。发明的一种生产4A沸石的方法，其特征在于其生产过程是将Si02重量比 浓度为26%~28%、 P为1.38 1.40g/cn^的工业浓水玻璃加入到拜耳法铝酸钠溶 液混合均匀；搅拌1 3小时；其摩尔配料比为Si02/Al203: 1.8 2。本发明的生产4A沸石的方法，是在低温(50 70°C) —步生成4A沸石 文献和专利中报道的4A沸石生产方法大多是在碱环境下用水热合成法合成，水 热合成通常都有浆化、晶化(有一段晶化或两段晶化)的过程，即都有提温的 过程，晶化终温一般均在90 100'C左右。而本发明的方法直接采用拜耳法生产
氧化铝过程中的铝酸钠溶液和常温工业水玻璃做原料，无需提温、 一步生成4A 沸石(将常规的浆化、晶化工序简化为一步)。本发明的方法的最大益处大大提高了4A沸石的产出率，降低生产成本；在生产实践中，A沸石的产出率通常为73~110g/l，(这是因为A型沸石的反应 基数——在1升水中参与反应的氧化铝的摩尔数，常规为0.2 0.3M，提高反应 基数显然有利于增加沸石的产量，但基数太高，不利于成胶和晶化，产品的质 量难以保证。)采用本发明的方法，4A沸石的产出率〉220g/1。(通过计算可得 体系的反应基数是0.63~0.71 。)本发明的方法，省去了常规生产中的原料调配工序，省去了常规生产中的 提温过程和高温晶化过程，4A沸石的产出率从常规的73~110g/l，提高到大于 220g/l，可产出性能优异的洗涤助剂用4A沸石，降低成本约100~200元/吨；同 时降低拜耳法氧化铝生产成本，减少溶液中的铝在生产流程中的无效循环。
具体实施方式
一种生产4A沸石的方法，以配料比(摩尔比)Si0萬0:" 1.8 2的比例， 将工业水玻璃直接加入拜耳法生产氧化铝过程中的铝酸钠溶液(50~70°C)中； 搅拌均匀后，保温1 3小时，过滤、洗涤、烘干得洗涤助剂用4A沸石产品。实施例1在A1203浓度为65g/l， ak在2.90，温度为55。C拜耳法生产氧化铝过程中 的铝酸钠溶液，加入Si02浓度为26.5% (重量比)的水玻璃，搅拌均匀后保温 3小时，过滤、洗涤、烘干得洗涤助剂用4A沸石产品。指标如下-钙交换 粒度〈4um (%) 白度(％) pH310mgCaCO3/g 96.3 97.8 10.97实施例2八1203浓度为70g/1， ak在2.95左右，温度为6(TC拜耳法生产氧化铝过 程中的铝酸钠溶液，加入Si02浓度为26.0% (重量比)的水玻璃，搅拌均匀后 保温2.5小时，过滤、洗涤、烘干得洗涤助剂用4A沸石产品。指标如下 钙交换 粒度〈4um (%) 白度(％) pH312mgCaC03/g 96.1 97,6 10.95实施例3
在八1203浓度为75g/l， a k在2.98左右，温度为65。C拜耳法生产氧化铝过 程中的铝酸钠溶液，加入SiCb浓度为27.1% (重量比)的水玻璃，搅拌均匀后 保温2小时，过滤、洗涤、烘干得洗涤助剂用4A沸石产品。指标如下 钙交换 粒度〈4um (%) 白度(％) pH317mgCaC03/g 96.7 98.0 10.94实施例4在A1203浓度为85g/l, ak在3.0，温度为68'C拜耳法生产氧化铝过程中 的铝酸钠溶液，加入Si02浓度为27.5% (重量比)的水玻璃，搅拌均匀后保温 1.5小时，过滤、洗涤、烘干得洗涤助剂用4A沸石产品。指标如下 钙交换 粒度〈4um (%) 白度(％) pH312mgCaC03/g 95.2 97.9 10,99实施例5在八1203浓度为90g/1， ctk在3.05左右，温度为64。C拜耳法生产氧化铝过 程中的铝酸钠溶液，加入SiCb浓度为26.8% (重量比)的水玻璃，搅拌均匀后 保温2.0小时，过滤、洗涤、烘干得洗涤助剂用4A沸石产品。指标如下 钙交换 粒度〈4um (%) 白度(％) pH319mgCaC03/g 95.9 97.6 10.90
权利要求
1.一种生产4A沸石的方法，其特征在于是采用拜耳法生产氧化铝过程中的铝酸钠溶液为铝源生产4A沸石的。
2. 根据权利要求1所述的一种生产4A沸石的方法，其特征在于作为铝源 的拜耳法铝酸钠溶液中含A1203浓度为60 100g/l ;含Na20浓度为130 180g/l; 温度为50~70°C。
3. 根据权利要求1所述的一种生产4A沸石的方法，其特征在于其生产过 程是将Si02重量比浓度为26% 28%、 P为1.38 1.40g/cm3的工业浓水玻璃加 入到拜耳法铝酸钠溶液混合均匀；搅拌1 3小时；其摩尔配料比为Si02/Al203: 1.8 2。
全文摘要
一种生产4A沸石的方法，涉及一种采用氧化铝生产过程中的铝酸钠溶液生产4A沸石的方法。其特征在于是采用拜耳法生产氧化铝过程中的铝酸钠溶液为铝源生产4A沸石的；其生产过程是将SiO<sub>2</sub>重量比浓度为26％~28％、ρ为1.38~1.40g/cm<sup>3</sup>的工业浓水玻璃加入到拜耳法铝酸钠溶液混合均匀；搅拌1~3小时；其摩尔配料比为SiO<sub>2</sub>/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>1.8~2。本发明的方法直接利用拜耳法生产氧化铝过程中的铝酸钠溶液，和常温的工业浓水玻璃，“低温一步”生成4A沸石，再经过滤、洗涤、烘干得优质洗涤助剂用4A沸石产品。有效降低了拜耳法氧化铝生产成本，减少溶液中的铝在生产流程中的无效循环。
文档编号C01B39/02GK101125661SQ20071011990
公开日2008年2月20日 申请日期2007年8月3日 优先权日2007年8月3日
发明者冯晓明, 文钦果, 王忠慧, 赵善雷, 霍登伟, 辉 韩 申请人:中国铝业股份有限公司