一種基於煤系高嶺土合成的x型沸石分子篩的製作方法

2023-05-31 12:58:16 2

專利名稱：一種基於煤系高嶺土合成的x型沸石分子篩的製作方法
技術領域：
本發明屬於礦物加工技術及沸石分子篩製備領域。具體涉及一種基於煤系高嶺土
合成的x型沸石分子篩。
背景技術：
目前人工沸石分子篩的製備方法主要是以化學試劑為原料，通過傳統的水熱法合 成的，儘管其合成技術已相當成熟，但是其成本較高。 高嶺土是常見的一種粘土礦物集合體，主要礦物高嶺石的理想化學式為 Al^i^w(0H)8。經研究發現高嶺土在一定溫度下焙燒可以脫去結構水，轉化為具有很高活 性的偏高嶺土，而且相比化學原料大大降低了成本，從而成為沸石分子篩的理想合成原料， 近些年已經引起了各國研究者的廣泛關注。 X型分子篩已經作為一種高吸附量、高選擇性的吸附劑，廣泛的應用於各種氣體的 分離、淨化和乾燥。隨著工業生產需求的擴大，促進了以成本低廉的高嶺土為原料合成沸石 分子篩的研究。目前關於用低廉的高嶺土為原料合成沸石分子篩的研究和報導雖很多，但 沒有關於用煤系高嶺土合成X型分子篩。 煤系高嶺土為我國資源優勢礦種，總儲量大，價格低廉，內蒙古發現的煤系高嶺土 儲量已達60億噸以上，並且隨著勘探技術的提高，探明的儲量在持續增加。目前絕大部分 內蒙古煤系高嶺土沒有被開發利用，僅被開發利用的那部分煤系高嶺土，主要用於製備附 加值較低的煅燒高嶺土，高嶺土價值沒有完全發揮出來。

發明內容
本發明目的是以內蒙古煤系高嶺土為原料，提供一種成本低、吸水率高於行業標 準、資源綜合利用的基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩製備技術。 為實現上述目的，本發明採用的技術方案是將高嶺土、水玻璃、水、氫氧化鈉和晶 種按摩爾比為(5. 0 6. 0)Na20 : A1203 : 4Si02 : (160 220)H20 : 0. 02晶種配置合成 液；其合成工藝是按上述摩爾比在反應釜中先將高嶺土和水玻璃充分溶解於水中，在強 力攪拌下緩慢加入氫氧化鈉，再加入晶種，於室溫條件下攪拌陳化4 6小時；再在60 8(TC條件下攪拌晶化2 4小時，然後在90 IO(TC條件下繼續攪拌晶化12 48小時，最 後將晶化後的產物用水洗至PH為ll，烘乾，即得X型沸石分子篩。 所述的高嶺土為內蒙古煤系高嶺土，其主要化學組分是高嶺石^ 96.0wt^，三 氧化二鐵《0. 5wt^，二氧化鈦《1. 5wt^，氧化鎂《0. lwt^，氧化鈣《0. 05wt%。
所述水玻璃的主要化學組分是Si02為25. 8wt % ， Na20為8. 7wt % ， H20為 65. 5wt%。 所述的烘乾是在140 16(TC條件下乾燥8小時。 本發明利用內蒙古煤系高嶺土代替傳統的化工原料，減少化工原料的消耗，成本 低；所合成的X型沸石分子篩吸水率在32. 4wt^以上，高於行業標準；同時提高了內蒙古煤能減排及資源全利用的特點，為地方經濟發展提供新的增長點。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明做進一步的描述，並非對本發明保護範圍的限制 實施例1 —種基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩，將高嶺土、水玻璃、水、氫氧化鈉和晶種按摩爾比為(5. 0 5. 5)Na20 : A1203 : 4Si02 : (160 190)H20 : 0. 02晶種配置合成液。其合成工藝是按上述摩爾比在反應釜中先將高嶺土和水玻璃充分溶解於水中，在強力攪拌下緩慢加入氫氧化鈉，再加入晶種，於室溫條件下攪拌陳化4 6小時；再在60 8(TC條件下攪拌晶化2 4小時，然後在90 IO(TC條件下繼續攪拌晶化12 48小時，最後將晶化後的產物用水洗至PH為ll，烘乾，即得X型沸石分子篩。 所述的高嶺土為內蒙古煤系高嶺土，其主要化學組分是高嶺石^ 96.0wt^，三氧化二鐵《0. 5wt^，二氧化鈦《1. 5wt^，氧化鎂《0. lwt^，氧化鈣《0. 05wt%。
所述水玻璃的主要化學組分是Si02為25. 8wt % ， Na20為8. 7wt % ， H20為65. 5wt%。 所述的烘乾是在140 16(TC條件下乾燥8小時。 本實施例所製備的X型沸石分子篩，吸水率為33. 2wt% ，高於行業標準。
實施例2: —種基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩，將高嶺土、水玻璃、水、氫氧化鈉和晶種按摩爾比為(5. 5 6. 0)Na20 : A1203 : 4Si02 : (190 220)H20 : 0. 02晶種配置合成液。 其合成工藝和原料同實施例1。 本實施例所製備的X型沸石分子篩，吸水率為32. 4wt% ，高於行業標準。 本具體實施方式
利用內蒙古煤系高嶺土代替傳統的化工原料，減少化工原料的消
耗，成本低，所合成的X型沸石分子篩吸水率在32. 4wt %以上，高於行業標準；同時提高了
內蒙古煤系高嶺土的利用率及附加值，具有了節能減排及資源全利用的特點。
權利要求
一種基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩，其特徵在於將高嶺土、水玻璃、水、氫氧化鈉和晶種按摩爾比為(5.0～6.0)Na2O∶Al2O3∶4SiO2∶(160～220)H2O∶0.02晶種配置合成液；其合成工藝是按上述摩爾比在反應釜中先將高嶺土和水玻璃充分溶解於水中，在強力攪拌下緩慢加入氫氧化鈉，再加入晶種，於室溫條件下攪拌陳化4～6小時；再在60～80℃條件下攪拌晶化2～4小時，然後在90～100℃條件下繼續攪拌晶化12～48小時，最後將晶化後的產物用水洗至pH為11，烘乾，即得X型沸石分子篩。
2. 根據權利要求1所述的基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩，其特徵在於所述的高嶺土為內蒙古煤系高嶺土，其主要化學組分是高嶺石^ 96. 0wt^，三氧化二鐵《0. 5wt^，二氧化鈦《1. 5wt^，氧化鎂《0. lwt^，氧化f丐《《0. 05wt%。
3. 根據權利要求1所述的基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩，其特徵在於所述水玻璃的主要化學組分是Si02為25. 8wt%， Na20為8. 7wt%， H20為65. 5wt%。
4. 根據權利要求1所述的基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩，其特徵在於所述的烘乾是在140 16(TC條件下乾燥8小時。
全文摘要
本發明涉及一種基於煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩。其技術方案是按摩爾比為(5.0～6.0)Na2O∶Al2O3∶4SiO2∶(160～220)H2O∶0.02晶種配置合成液。其合成工藝是按上述摩爾比在反應釜中先將高嶺土和水玻璃充分溶解於水，在強力攪拌下緩慢加入氫氧化鈉，再加入品種，於室溫條件下攪拌陳化4～6小時；再在60～80℃條件下攪拌晶化2～4小時，然後在90～100℃條件下繼續攪拌晶化12～48小時，最後將晶化後的產物用水洗至pH為11，烘乾，即得X型沸石分子篩。本發明利用內蒙古煤系高嶺土代替傳統的化工原料，成本低；所合成的X型沸石分子篩吸水率在32.4wt％以上；同時提高了內蒙古煤系高嶺土的利用率及附加值，具有節能減排及資源全利用的特點。
文檔編號C01B39/22GK101704534SQ20091027234
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月29日 優先權日2009年9月29日
發明者劉紅, 呂振華, 周志輝 申請人:武漢科技大學