[發明專利]一種制備3A型沸石分子篩的方法

無效

• 申請號: 201110205494.3
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102351213A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王永錢;嚴春杰;孫奇;舒國晶;梁玉軍;周春宇;肖國祺;袁六四;夏云山
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）;云南天鴻高嶺礦業有限公司
• 主分類號: C01B39/18
• 分類號: C01B39/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種制備3A型沸石分子篩的方法，屬分子篩合成領域。

背景技術

分子篩是結晶型的硅鋁酸鹽，具有均勻的孔隙結構，其空間網絡結構由硅氧四面體單元[SiO₄]和鋁氧四面體單元[AlO₄]交錯排列而成。分子篩結構中含有大量的結晶水，在加熱的過程中，由于失去結晶水而形成許多大小不同的空腔，空腔之間又有許多直徑相同的微孔相通，形成均勻的直徑為分子大小的孔道。因此，能將直徑比孔大的分子排斥在外，從而實現篩分分子的作用，分子篩就由此得名。這種構造特點使分子篩具有選擇吸附、催化和離子交換三大特性。因此其廣泛應用于石油、化學、冶金等行業中。

根據使用原料的不同，分子篩的合成方法主要可分為兩種：水熱合成法和堿處理法。目前我國大多數分子篩生產廠家都是利用前一種方法，即用水玻璃、硅膠、白炭黑、氧化鋁、偏鋁酸鈉、氫氧化鈉等進行合成。但是該法需要使用大量的化學藥品，生產成本偏高。因此，許多科研工作者和生產廠家紛紛探索用無機非金屬礦原料(如高嶺土、膨潤土、煤矸石等)合成分子篩。

高嶺土是指多種含水鋁硅酸鹽礦物組成的集合體，主要是高嶺石。高嶺石的化學組成為Al₄(Si₄O₁₀)(OH)₈或者2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O，晶體屬三斜晶系層狀結構的硅酸鹽礦物。高嶺石具有1∶1型層狀硅酸鹽結構。基本結構單元層是由SiO四面體和Al(O，OH)八面體層連接而成。在連接面上，Al(O，OH)八面體層中的3個(OH)中有2個(OH)位置被O代替，使每個Al周圍被4個(OH)和2個O所包圍。八面體空隙中只有2/3位置為Al所占據。在硅氧四面體和鋁氧八面體組成的單元層中，四面體的邊緣是氧原子，而八面體的邊緣是氫氧基團，單元層與單元層之間通過氫鍵相互連接。

高嶺土是一種重要的非金屬礦物，可增大材料的體積、提高塑料的絕緣強度、電阻，增強對紅外線阻隔效果等，并廣泛應用于油漆、涂料、造紙、橡膠、塑料、電纜、陶瓷、搪瓷、耐火材料、紡織、水泥、汽車、化學、環保、農業等領域。我國非煤建造高嶺土，資源儲量居世界第五位。截止2000年底，對21個省市219處產地統計，已探明儲量14.68億t，2001年新增基礎儲量0.03億t。礦點主要集中分布在廣東、陜西、福建、江西、湖南和江蘇，六省儲量為12.41億t，占全國總儲量的84.55％；大型礦山26處，占總探明儲量的80％以上。

目前我國以高嶺土為原料制備A型分子篩的專利文獻共有11項，簡述如下：

專利001192000是一種以高嶺土為原料合成NaY型分子篩的方法。以高嶺土為原料，將一部分高嶺土原粉經高溫焙燒，另一部分高嶺土在較低溫度下焙燒，將兩種焙燒高嶺土按一定比例混合后或在其中的一種焙燒高嶺土存在時，于水熱條件下進行晶化反應，得到一種NaY分子篩。

專利01114194.8是一種高嶺土微球擔載納米沸石分子篩Y的制備方法。調節導向劑檸檬酸鈉的重量比，將一定量的煅燒高嶺土微球加入其中得到凝膠，然后晶化、分離得到高嶺土微球擔載納米沸石分子篩Y產物。

專利200410091494提供了一種高嶺土噴霧微球合成高含量NaY分子篩的方法。在高嶺土中加入功能性組分、去離子水經噴霧干燥得到高嶺土噴霧微球，在經焙燒與導向劑混合晶化，濾餅水洗干燥得到產品。該發明還可將主要粒徑在20～110μm的噴霧微球一部分高溫焙燒，另一部分在較低溫度下焙燒，將兩種焙燒高嶺土混合后于水熱條件下晶化反應，得到一種包含NaY分子篩的晶化產物。

專利91101578.7是用高嶺土直接在水蒸氣中合成洗滌用沸石的方法，其特征在于直接取高嶺土類硅鋁化合物經過堿溶液浸漬，置入蒸汽箱內，直接得到洗滌用沸石。

專利200410155418是一種沸石分子篩的制備方法，其步驟為煅燒高嶺土、陳化、膠化、晶化、水洗、干燥、沸石分子篩。

專利201010241693.5是一種變壓吸附專用高性能5A分子篩的制備方法，其特征在于4A分子篩原粉與高嶺土混合造粒、烘干、煅燒、堿洗轉晶、交換、活化、包裝等步驟組成。采用飽和石灰水進行交換，避免了傳統生產中用氯化鈣交換使廢水氯離子含量高，造成廢水處理難的問題。