[發明專利]生產沸石的方法與裝置

無效

• 申請號: 00811861.2
• 申請日: 2000-07-26
• 公開（公告）號: CN1370132A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 蓮山伸子;仁田隆;北條純一
• 申請（專利權）人: 蓮山伸子;仁田隆;北條純一;有限會社伸東產業
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;B09B3/00;B01J19/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 徐迅

技術領域

本發明涉及以焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物為原料生產沸石的方法。

背景技術

以前，采用煤燃燒副生的飛灰和含硅鋁酸鹽的組合物作人造沸石原料。用熱堿溶液使其沸石化的方法和裝置，已在日本待審專利出版物平6-321525號公報、日本待審專利出版物平6-321526號公報中公開。

在日本待審專利出版物平10-324518號公報中，還公開了用循環流動床連續生產人造沸石的方法和連續生產人造沸石的裝置。

在現有生產人造沸石的方法中，飛灰和含硅鋁酸鹽的組合物和堿的混合物是用輻射熱、傳導熱來加熱的，但提高熱能密度很有限，所以有加熱時間長的傾向。另外，因為在熱堿溶液進行沸石化反應的速度慢，所以生產人造沸石需要的時間很長。也就是說，因是從粒子外部加熱，所以熱量進入粒子內部以及和堿的擴散都需要很長時間，其結果導致總反應時間變長。

另外，由于熱堿反應生成的沸石，往往在粒子表面形成一層殼，使粒子內部反應延遲，阻礙沸石的生成，所以沸石轉化率不高。

另外，在以往方法中，不參與反應的氫氧化鈉量多，所以堿的回收和再利用既費工又費時，很難生產高性能、低價格的人造沸石。

另外，還有把人造沸石從堿溶液分離、洗滌、干燥的工序。這些分離、干燥工序需要耗費大量能量，所以生產成本高，從節能觀點看也有問題。

本發明要解決的課題就是，提供一種與現有技術相比工藝簡單、堿耗低、排堿量少、能耗低、耗時少的人造沸石生產方法。

發明公開

為了解決上述課題，本發明的人造沸石生產方法其特點在于：在焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物中，添加堿性水溶液制成漿狀或泥狀物料，在連續輸送加溫過的捏和物的同時，以頻率為300MHz至30GHz的電磁波直接照射上述捏和物，使之沸石化。按此工藝，用反應必須的最小量堿浸透到焚燒灰等粒子的固相內，這些堿受電磁波照射后，在粒子內部發熱，瞬時沸石化，所以在降低堿耗和排堿量的同時，在很短時間內就可生產出人造沸石。另外，因為不需要以往的固液分離、精制工藝，所以可以簡化工藝。

在此，所謂焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物，就是含有天然沸石或用其他生產方法生產的尚未鈣十字沸石化的沸石。也就是說，本發明還可用于提高天然沸石的性能。

在電磁波照射下，只是焚燒灰等捏和物發熱，周邊裝置和氣氛氣體等都幾乎不升溫，所以熱效率高，可降低能耗。另外，捏和物先預熱再照射電磁波，可把熱轉換率提高到70％。在這種情況下，捏和物的預熱溫度以80～150℃為佳。

按本發明生成的沸石主要成分是鈣十字沸石，還可有八面沸石(ホ-ジヤサイト)、沸石A、羥基方鈉石或沸石以外的非沸石成分，如未燃燒碳和鐵等。

另外，本發明中所謂的焚燒灰，是指含有硅鋁酸鹽的組合物的焚燒灰，還有煤灰、造紙污泥的焚燒灰，排水處理副生的活性污泥的焚燒灰、城市垃圾焚燒灰、垃圾等固化燃料的焚燒灰等。另外，所謂含硅鋁酸鹽的組合物，是指含硅酸鹽或二氧化硅中的一部分被鋁置換后生成的鹽的礦物而言，例如正長石、鈣長石、方沸石、菱沸石、云母等礦物。

通過把照射用電磁波的頻率設為300MHz至30GHz，焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物和堿性水溶液的捏和物中所含水分子的偶極矩劇烈振動(數億～數十億次/秒)，焚燒灰等粒子內部在高溫下發熱，瞬時進行熱堿反應，所以過去需要數小時至數十小時的沸石化反應可在幾分鐘內完成。

焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物和堿性水溶液的捏和物制成漿狀或泥狀物料，可提高生產工藝中的操作性、輸送性，用電磁波照射發熱效率可以很高。另外，由于反應所須堿量可以調到最低限度，故可大大減少廢堿排出量。

通過在焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物中預先添加成核用粒子，可以促進決定整個沸石化反應速度的沸石成核反應，所以沸石化反應速度增至3～5倍，而且在短時間內生產出人造沸石。作為成核用粒子，宜用沸石粒子、玻璃粉末等。

通過在連續輸送焚燒灰或含硅鋁酸鹽的組合物和堿性水溶液的捏和物的過程中用電磁波進行照射，照射條件的管理、調整變得很容易，整個沸石生產工藝可連續化處理，故可實現工藝的高效化。如焚燒灰等的捏和物上有端面、突起部等存在，則此部分會有電場集中的趨勢，可能形成升溫不均。為了防止這一點，希望采用圓筒形回轉加熱裝置或能使加熱面上下移動的傳送帶式加熱裝置。