[發明專利]一種基于煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩

無效

• 申請號: 200910272343.2
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101704534A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 周志輝;呂振華;劉紅
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C01B39/22
• 分類號: C01B39/22
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于礦物加工技術及沸石分子篩制備領域。具體涉及一種基于煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩。

背景技術

目前人工沸石分子篩的制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，盡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Al₂Si₄O₁₀(OH)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，廣泛的應用于各種氣體的分離、凈化和干燥。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。目前關于用低廉的高嶺土為原料合成沸石分子篩的研究和報道雖很多，但沒有關于用煤系高嶺土合成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，并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，主要用于制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、吸水率高于行業標準、資源綜合利用的基于煤系高嶺土合成的X型沸石分子篩制備技術。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：將高嶺土、水玻璃、水、氫氧化鈉和晶種按摩爾比為(5.0～6.0)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于水中，在強力攪拌下緩慢加入氫氧化鈉，再加入晶種，于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，然后在90～100℃條件下繼續攪拌晶化12～48小時，最后將晶化后的產物用水洗至pH為11，烘干，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≤0.1wt％，氧化鈣≤0.05wt％。

所述水玻璃的主要化學組分是：SiO₂為25.8wt％，Na₂O為8.7wt％，H₂O為65.5wt％。

所述的烘干是在140～160℃條件下干燥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，高于行業標準；同時提高了內蒙古煤系高嶺土的利用率及附加值，具有節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.

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步的描述，并非對本發明保護范圍的限制：

實施例1

一種基于煤系高嶺土合成的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)Na₂O∶Al₂O₃∶4SiO₂∶(160～190)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于水中，在強力攪拌下緩慢加入氫氧化鈉，再加入晶種，于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，然后在90～100℃條件下繼續攪拌晶化12～48小時，最后將晶化后的產物用水洗至pH為11，烘干，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≤0.1wt％，氧化鈣≤0.05wt％。

所述水玻璃的主要化學組分是：SiO₂為25.8wt％，Na₂O為8.7wt％，H₂O為65.5wt％。

所述的烘干是在140～160℃條件下干燥8小時。