[發明專利]一種利用天然礦土合成雜原子磷酸鋁分子篩的方法

有效

• 申請號: 201410291270.2
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104030315A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 韶暉;陳晶晶;冷一欣;鐘璟
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華;任曉嵐

技術領域

本發明屬于雜原子磷酸鋁分子篩的制備技術領域，具體涉及到一種利用天然礦土合成雜原子磷酸鋁分子篩的方法。

背景技術

現代工業常用沸石分子篩的合成主要以傳統化工產品為原料，雖然工藝成熟，產品質量高，但隨其它行業對高活性原料的需求增加，制備分子篩所需的含硅、含鋁原料和堿的供應日趨緊張，價格不斷上漲，導致生產成本高，分子篩的制備技術已遠遠不能適應其日益廣闊應用領域的要求，這些問題制約了分子篩的發展。為了解決這一問題，人們開始關注富含硅鋁的天然礦土原料。以天然礦土合成沸石，原料來源豐富，價格低廉，大幅度降低了生產成本。充分利用天然礦土資源，為分子篩的合成開辟了一條新道路，具有廣闊的發展前景。

目前，以天然礦土為原料合成的分子篩主要類型有硅鋁分子篩、硅磷鋁分子篩和介孔分子篩。而目前大多數專利和文獻中提到的天然礦土是市售的天然礦土，已經過除鐵和其他金屬元素等的處理。

在專利或文獻利用天然礦土合成分子篩時，天然礦物中存在的金屬礦物質大多作為雜質除去而不被利用。近年來，隨著綠色化工過程浪潮的興起，化工過程中使用無毒無害原料，合理利用原材料、采用低能耗、低污染的化學反應過程生產目標產品已是大勢所趨。充分利用天然礦土資源，可作為應用天然礦土合成分子篩這一領域的新方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種生產成本較低的，通過天然礦土來制備雜原子磷酸鋁分子篩(MeSAPO分子篩)的工藝，雜原子磷酸鋁分子篩是指：金屬礦物質(Me)摻雜的磷酸鋁分子篩，

工藝為：利用天然礦土提供分子篩所需的硅源、鋁源和摻雜型金屬礦物質源，經水熱晶化制備MeSAPO分子篩。

具體操作為：

(1)對粉碎后的天然礦土，進行酸化提純或煅燒活化處理，

天然礦土為高嶺土、硅藻土、膨潤土、鋁土和凹凸棒土中的一種或兩種以上的混合物，

上述粉碎后的天然礦土是指天然礦物的粉末，粒徑小于100μm，優選在1～50μm，粒徑太大不利于晶化反應，

上述酸化提純的操作為：將天然礦土于25℃—60℃的、溶質質量分數為8—10％的硫酸溶液中(硫酸溶液與天然礦土的質量比為8:1)靜置或磁力攪拌4h后，使用蒸餾水對天然礦土洗滌至中性(pH值為6.0～7.0)后，于105℃下烘干天然礦土，

上述的煅燒活化處理是指：將天然礦土于700℃—750℃下煅燒2h，自然冷卻；

(2)將步驟(1)中酸化或活化過的天然礦土與輔助鋁源(添加或不添加)、磷源、氟離子(添加或不添加)、水和結構導向劑(以下用SDA表示)配制成料漿；料漿中各成分和水的摩爾配比為n_Si:n_Al:n_P:n_F:n_Me:n_H2O＝0.05～0.5:0.5～1.5:0.5～1.5:0～0.5:0.003～0.2:25～100，結構導向劑和硅、磷、鋁元素之和的摩爾比為n_SDA:(n_Si+n_Al+n_P)＝0.2～1.0，

在制備合成料漿的過程中，將酸化或活化過的天然礦土先與磷源混合，對體系的晶化具有一定的幫助，

其中，Me代表天然礦物中的摻雜型金屬礦物質，如鎂、鐵等金屬，且摻雜在的天然礦物中的金屬礦物質由天然礦土本身提供，具體配比根據天然礦土中所含的金屬含量而定，

本發明中分子篩結構單元中硅源由天然礦土提供，鋁源由天然礦土提供部分的鋁源或全部鋁源，剩余部分由輔助鋁源提供，因此步驟(2)中，需要根據天然礦土中硅鋁的摩爾比值選擇添加或不添加輔助鋁源，天然礦土中硅鋁的摩爾比n_Si:n_Al＝0～1，不添加輔助鋁源；n_Si:n_Al＝1～5，添加輔助鋁源，

輔助鋁源為擬薄水鋁、氫氧化鋁、活性氧化鋁、異丙醇鋁或鋁礬土，且保證料漿中的活性硅鋁摩爾數之比(Si/Al)在0.1～1.0之間，優選在0.2～0.5之間；

步驟(2)中，磷源為磷酸、磷酸鋁或者磷酸三乙酯，且保證料漿中的磷鋁摩爾數之比(P/Al)在0.5～1.5之間，優選在0.8～1.2之間；