专利名称：一种制备p型沸石的方法
技术领域：
本发明涉及沸石领域，尤其涉及一种制备P型沸石的方法。
背景技术：
P型沸石的晶胞组成为Na8+(H2O)16Al8Si8O32,P型沸石的晶形结构不是单一的，它可 以是立方晶系，如Pl型、Bl型或P。型，也可以是四方晶系，如P2或Pt型。目前对P型沸石 的应用研究主要在洗涤行业，作为洗涤助剂，P型沸石具有比4A型沸石更加优良的钙镁离 子交换性能，其钙离子交换容量与4A沸石相当，而镁离子的交换容量是4A沸石的两倍；离 子交换速度也更快，避免了洗涤过程中活性物质与金属离子的迅速结合，使得去污能力持 久；同时具有很高的非离子型表面活性剂吸附容量，而且能提高洗涤剂配方中某些昂贵组 分的稳定性；4A沸石无分散能力，作为洗涤助剂使用必须与抗沉淀剂配合使用，而P型沸石 无需加入抗沉淀剂。因此，P型沸石被认为是理想的三聚磷酸钠替代产品。目前合成P型沸石的方法基本上都是水热法。而根据原料来源，又分为两类化学 原料和天然矿物原料。采用纯化学原料法的技术成熟，得到的产品质量好，但成本高，不利 于工业大规模生产。采用天然矿物为原料，尤其是采用高岭土原料，具有显著的经济效益。 因为高岭土的主要成分为高岭石，化学组成为Al4(Si4Oltl) (OH)8,硅铝摩尔比与P型沸石的 一致，通常可以不补加硅或者铝就可以直接合成P型沸石，也可以通过补加一定量的硅源 使得合成更加容易，而且高岭土在我国的储量很大、分布广泛。但是由于天然矿物中的杂质 高，水热法得到产品的质量较差。
发明内容
为了解决现有的制备P型沸石方法的缺点，本发明提供一种以高岭土为原料制备 高质量的P型沸石的方法。本发明的制备P型沸石的方法，包括以下步骤1)将高岭土与氢氧化钠溶液混合，置于高压反应釜中密封，加热至100 300°C在 自压条件下活化处理1 48小时，得到含活性氧化硅和活性氧化铝的混合物；2)在所得混合物中加入硅酸钠或水玻璃或者其组合，调节混合物中各成分的摩尔 比为A1203 SiO2 Na2O H2O = 1 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180 ；3)向步骤2~)所得混合物中加入P型沸石晶种；4)将步骤3)所得的混合物在20 80°C条件下静置陈化2 M小时；5)将陈化后的混合物在80 120°C条件下晶化1 12小时；6)对晶化产物进行过滤，然后用去离子水洗涤至pH值小于11，在60 150°C条件 下干燥，即得到P型沸石。在本发明的优选方案中步骤3)中加入的P型沸石晶种的质量占高岭土质量的比例小于20%。所述高岭土为粒径在300目以下的水洗高岭土。
所述氢氧化钠溶液的浓度为3 6mol/L。步骤1)中进行活化处理的温度为250 300°C，时间为1 15小时。步骤4)中进行晶化的温度为90 100°C，时间为3 6小时。与现有技术相比，本发明的制备P型沸石的方法的有益效果为1、工艺简单，原料易得；2、与现有技术的方法相比，不需高温煅烧或者酸洗活化高岭土步骤，极大的节省 成本，降低能耗，环境友好。3、由于活化处理过程是在密封的反应釜中在自压条件下进行的，与在开放容器中 进行活化处理相比，化学反应进行的更加彻底，有利于缩短反应时间，提高成品率。4、由于活化处理后所得混合物中各成分的摩尔比控制在 Al2O3 SiO2 Na2O H2O = 1 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180，使得制备成的 P 型沸石具有结晶度高，白度高的优点。
具体实施例方式本发明的制备P型沸石的方法，包括以下步骤(1)将水洗高岭土粉碎加工至300目以下；(2)将粉碎后的的高岭土与氢氧化钠溶液混合后置于高压反应釜中密封，加热至 100 300°C在自压条件下活化处理1 48小时，得到含活性氧化硅和氧化铝的碱液，其中 进行活化处理的温度优选为250 300°C，时间优选为1 15小时；(3)将一定量的硅酸钠或水玻璃或者其组合加入步骤( 所得碱液中，调节其中 各成分的摩尔比为Al2O3 SiO2 NaO2 H2O=I 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180 ；(4)在步骤C3)所得混合物中加入一定质量的P型沸石作为晶种，该P型沸石晶种 质量为高岭土质量的0 20%。(5)将步骤(4)得到的混合物在20 80°C条件下静置陈化2 M小时；(6)将陈化后的混合物在80 120°C条件下晶化1 12小时，优选在90 100°C 条件下晶化3 6小时，得到晶化产物；(7)对晶化产物进行过滤，然后用去离子水洗涤至PH值小于11，在60 150°C条 件下干燥，即得到P型沸石。下面通过具体的实施例对本发明进行进一步详细的说明实施例1以茂名片状高岭土为原料(SiO2 < 47%, Al2O3 彡 38%, Fe2O3 < 0. 5，TiO2 < 0. 2 =，将268克高岭土加入1600毫升浓度为％iol/L的氢氧化钠溶液中，置于高压反应釜中， 150°C条件下搅拌5小时，然后降温至60°C，加入212克五水硅酸钠固体，将碱液中各物料的 摩尔比调节为Νει20 Al2O3 SiO2 H2O = 4. 2 1 3. 1 94，以满足制备具有高结晶 度、高白度的P型沸石所要求的条件；搅拌30分钟后加入36克P型沸石晶种，继续搅拌30 分钟，静置陈化6小时，然后升温至95°C，搅拌晶化4小时，过滤，洗涤，然后在100°C条件下 干燥2小时，即得P型沸石成品。该产品经“X射线衍射分析”检测，结晶度为81%，白度为 93。
实施例2高岭土同实例1。将268克高岭土加入1600毫升浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液 中，置于高压反应釜中，200°C条件下搅拌5小时，然后降温至60°C，加入212克五水硅酸钠 固体，将碱液中各物料的摩尔比调节为=Nei2O Al2O3 SiO2 H2O = 4. 2 1 3. 1 94， 以满足制备具有高结晶度、高白度的P型沸石所要求的条件；搅拌30分钟后加入36克P型 沸石晶种，继续搅拌30分钟，静置陈化6小时，然后升温至95°C，搅拌晶化4小时，过滤，洗 涤，然后在100°C条件下干燥2小时，即得P型沸石成品。该产品经“X射线衍射分析”检测， 样品的结晶度为88%，白度为93。实施例3高岭土同实例1。将268克高岭土加入1600毫升浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液 中，置于高压反应釜中，250°C条件下搅拌5小时，然后降温至60°C，加入212克五水硅酸钠 固体，将碱液中各物料的摩尔比调节为Nei2O Al2O3 SiO2 H2O = 4. 2 1 3. 1 94， 以满足制备具有高结晶度、高白度的P型沸石所要求的条件；搅拌30分钟后加入36克P型 沸石晶种，继续搅拌30分钟，静置陈化6小时，然后升温至95°C，搅拌晶化4小时，过滤，洗 涤，然后在100°C条件下干燥2小时，即得P型沸石成品。该产品经“X射线衍射分析”检测， 样品的结晶度为93%，白度为93。实施例4高岭土同实例1。将沈8克高岭土加入1600毫升浓度为4mol/L的氢氧化钠溶 液中，置于高压反应釜中，200°C条件下搅拌5小时，然后降温至60°C，加入212克五水硅 酸钠固体和470毫升水，将碱液中各物料的摩尔比调节为妝20 Al2O3 SiO2 H2O = 4.2 1 3. 1 120，以满足制备具有高结晶度、高白度的P型沸石所要求的条件；搅拌30 分钟后加入M克P型沸石晶种，继续搅拌30分钟，静置陈化12小时，然后升温至100°C，搅 拌晶化4小时，过滤，洗涤，然后在100°C条件下干燥2小时，即得P型沸石成品。该产品经 “X射线衍射分析”检测，样品的结晶度为85%，白度为93。实施例5高岭土同实例1。将沈8克高岭土加入1350毫升浓度为4mol/L的氢氧化钠溶 液中，置于高压反应釜中，200°C条件下搅拌5小时，然后降温至60°C，加入170克五水硅 酸钠固体和1000毫升水，将碱液中各物料的摩尔比调节为Νει20 Al2O3 SiO2 H2O = 4 1 2.9 150，以满足制备具有高结晶度、高白度的P型沸石所要求的条件；搅拌30 分钟后加入M克P型沸石晶种，继续搅拌30分钟，静置陈化12小时，然后升温至100°C，搅 拌晶化4小时，过滤，洗涤，然后在100°C条件下干燥2小时，即得P型沸石成品。该产品经 “X射线衍射分析”检测，样品的结晶度为88%，白度为93。以上所述只是本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原 则内所作的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种制备P型沸石的方法，其特征在于，包括以下步骤1)将高岭土与氢氧化钠溶液混合，置于高压反应釜中密封，加热至100 300°C在自压 条件下活化处理1 48小时，得到含活性氧化硅和活性氧化铝的混合物；2)在步骤1)所得的混合物中加入硅酸钠或水玻璃或者其组合，调节所述混合物中各 成分的摩尔比为Al2O3 SiO2 Na2O H2O=I 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180 ；3)向步骤幻所得混合物中加入P型沸石晶种；4)将步骤3)所得的混合物在20 80°C条件下静置陈化2 M小时；5)将陈化后的混合物在80 120°C条件下晶化1 12小时；6)对晶化产物进行过滤，然后用水洗涤至pH值小于11，在60 150°C条件下干燥，即 得到P型沸石。
2.根据权利要求1所述的制备P型沸石的方法，其特征在于，步骤幻中加入的P型沸 石晶种的质量占高岭土质量的比例小于20%。
3.根据权利要求2所述的制备P型沸石的方法，其特征在于，所述高岭土为粒径在300 目以下的水洗高岭土。
4.根据权利要求2所述的制备P型沸石的方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度 为 3 6mol/L。
5.根据权利要求1至4任一所述的制备P型沸石的方法，其特征在于，步骤1)中进行 活化处理的温度为250 300°C，时间为1 15小时。
6.根据权利要求1至4任一所述的制备P型沸石的方法，其特征在于，步骤4)中进行 晶化的温度为90 100°C，时间为3 6小时。
全文摘要
本发明属于沸石领域，公开了一种制备P型沸石的方法，包括以下步骤将高岭土与氢氧化钠溶液混合后置于高压反应釜中进行活化处理，得到含活性氧化硅和活性氧化铝的混合物，加入硅酸钠或水玻璃调节所得混合物中各成分的摩尔比，将所得混合物静置陈化，晶化，对晶化产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到P型沸石。该方法具有工艺简单，能耗低，生产周期短，易于操作，得到的产品质量高，成本低等优点。
文档编号C01B39/52GK102107884SQ20091018941
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者何唯平, 宋科 申请人:深圳市海川实业股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司