[發明專利]固相法由鉀長石制備W分子篩的方法

有效

• 申請號: 201611132887.5
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號: CN106745028B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 郭菊花;夏崢;陳華丹;陳佳偉;蘭加健;王世銘;童躍進;關懷民
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

本發明公開了一種固相法由鉀長石制備W分子篩的方法，將鉀長石、K₂CO₃、Al(OH)₃和SiO₂混合均勻后于一定溫度下焙燒一段時間，冷卻后取出，研磨后加入極少量的H₂O，在一定溫度下晶化一段時間，合成W分子篩。此方法能直接利用鉀長石，具有原料利用率高、產品收率高、工藝簡單、易放大、無廢液廢渣產生的特點，具有良好的潛在經濟效益。

技術領域

本發明屬于礦產資源加工及硅鋁酸鹽化合物制備工藝技術領域，具體涉及鉀長石的利用和W分子篩的制備。

背景技術

W分子篩屬四方晶系，是一種具有八元環主孔道結構的硅鋁酸鹽沸石。可應用于石油烴類的提純，以除去H₂S或者用于富集氧氣，以分離氮氣。另一方面，由于W分子篩鉀含量高，對鉀離子有較好的選擇性，除可用作緩釋鉀肥外，在海水提鉀方面也有一定的應用。同時，在催化裂化催化劑中添加W分子篩能提高其活性和穩定性，提高汽油的辛烷值。此外，由于W分子篩有輕微的酸性，在甲醇催化脫水生成二甲醚的反應過程中具有100%的選擇性和較高的穩定性，而被用作甲醇脫水生成二甲醚的催化劑。

鉀長石礦是一種非水溶性鉀資源，我國鉀長石礦廣泛分布于23個省區，已探明儲量達上百億噸。鉀長石（KAlSi₃O₈）理論上含K₂O 16.9 %，SiO₂ 64.7 %，Al₂O₃ 18.4 %，與 W分子篩組成（ Si/Al = 1.5-2.4， K/Al = 1）非常接近，若能由鉀長石直接制備W分子篩，既可得到高附加值的分子篩產品，又可避免傳統工藝在提取鉀資源后制造大量含硅鋁的廢液和廢渣，進而有助于實現資源的全面節約和高效利用。

W分子篩的傳統制備方法為水熱晶化法，其反應混合物為液態，由于液相混合物反應時存在熱力學極限，原料不能全部轉化，因此產率較低。傳統工藝中，將分子篩母液循環利用，不僅工藝復雜，且難以保證產品質量，在合成過程中產生的大量污水也將造成環境污染。

為了更高效的利用鉀長石資源，本發明公開了一種由鉀長石制備W分子篩的新方法，將鉀長石、K₂CO₃、Al(OH)₃和SiO₂混合均勻后于一定溫度下焙燒一段時間，冷卻后取出，研磨后加入極少量的H₂O，在一定溫度下晶化一段時間，合成W分子篩。此方法能直接利用鉀長石，具有原料利用率高、產品收率高、工藝簡單、易放大、無廢液廢渣產生的特點，具有良好的潛在經濟效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用鉀長石中所含的鉀、硅、鋁源并以固相轉化法制備W分子篩的方法，實現鉀長石資源的高效利用，提高W分子篩的產品收率。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的一種固相法由鉀長石制備W分子篩的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將鉀長石礦粉與K₂CO₃、Al(OH)₃和SiO₂按配比混合均勻后，放入瓷坩堝中，一定溫度下焙燒一段時間；待冷卻后將反應后的熟料取出磨細；

（2）往步驟（1）中所得的熟料加入一定量的水攪拌均勻呈膏體狀態后，置于反應釜內，然后在反應釜底部加入一定量的水，在一定溫度下晶化一段時間，將產物洗滌、干燥即得到W分子篩。

所述鉀長石：K₂CO₃：Al(OH)₃：SiO₂的質量配比為10：（10~20）：（5~10）：（8~14）。

攪拌時加入的水量與鉀長石的質量配比為（2~6）:1。