4A沸石的生產(chǎn)及應(yīng)用.ppt

1、4A沸石的生產(chǎn)及應(yīng)用,4A沸石的生產(chǎn),沸石名稱的由來： 1756年瑞典礦物學(xué)家Cronstedt F A F在瑞典Lappmak的Svappavari銅礦發(fā)現(xiàn)一種形態(tài)美麗的晶體，因為它在進(jìn)行吹管分析加熱時具有獨特的發(fā)泡特性，根據(jù)意思為“沸騰的石頭”，所以他把這種新礦物命名為“Zeolite”，即“沸石”。,4A沸石的生產(chǎn),4A沸石的化學(xué)組成 ： 4A合成沸石是一種晶狀硅鋁化合物,分子式為：Na12AlO2(SiO2)1227H2O。是由硅鋁氧四面體單元形成的8個立方八面體和12個正四面體組成的和籠相連接的結(jié)構(gòu),其自由直徑為4.210-12m，所以叫4A沸石，晶胞常數(shù)a為12.3210-12m。

2、,4A沸石的生產(chǎn),國外的生產(chǎn)工藝 ： 1959年美國聯(lián)合碳化物公司首先開始4A沸石的工業(yè)化研制，并進(jìn)行了代替三聚磷酸鈉的應(yīng)用研究。1966年開發(fā)了水熱合成法生產(chǎn)4A沸石產(chǎn)品，1977年美國P&G公司開發(fā)了海潮牌(Tide) 4A沸石助劑。此后，日本的花王牌4A沸石及水澤公司的獅牌4A沸石產(chǎn)品相繼問世，至此形成了世界5大名牌產(chǎn)品的4A沸石生產(chǎn)線。目前，世界上4A沸石工業(yè)化的工藝路線大致有以下幾種：,4A沸石的生產(chǎn),以德國Henkel公司為代表的以氫氧化鋁、硅酸鈉和苛性堿為原料的水熱合成工藝。,4A沸石的生產(chǎn),此后日本的東洋曹達(dá)公司、美國的P&G公司以及荷蘭的阿克蘇公司等均用該工藝生產(chǎn)4A沸石，世

3、界上用該工藝生產(chǎn)的4A沸石占全世界產(chǎn)量的90 %以上。該工藝流程簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，再加之德國的Y型管合成專利技術(shù)以及日本的高速混合器專利技術(shù)，形成了各自獨特的水熱合成工藝。該工藝的缺點原料成本高，由于國際上二次能源危機(jī)而使原料價一再上漲，所以4A沸石的生產(chǎn)成本昂貴。,4A沸石的生產(chǎn),以美國聯(lián)合碳化物公司為代表的高嶺土轉(zhuǎn)化合成路線 該工藝以高嶺土為原料，在600800下進(jìn)行氯化焙燒后進(jìn)行補(bǔ)堿溶出、成膠和結(jié)晶后得4A沸石。該工藝的特點是：原料來源廣，藝簡簡單，生產(chǎn)成本較低。存在的問題是：對高嶺土要求苛刻，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，往往是密度高、粒度、白度不合格，且氯化技術(shù)難度大，易造成環(huán)境污，產(chǎn)品的市場競

4、爭力不強(qiáng)。同時由于密度高不適用通洗衣粉使用，故多不被世界各國采用。,4A沸石的生產(chǎn),以日本水澤公司為代表的膨潤土酸處理工藝技術(shù) 該工藝的實質(zhì)還是水熱合成法，其不同僅是日本是出于資源和能源的考慮，而用膨潤土為硅源進(jìn)行酸處理除鐵后生產(chǎn)硅酸鈉，再加鋁酸鈉和氫氧化鈉進(jìn)行水熱合成。因此，該工藝多弊無利，除原成本高外，還增加了酸處理過濾洗滌困難和環(huán)境污染等問題。,4A沸石的生產(chǎn),國內(nèi)的生產(chǎn)工藝 國內(nèi)從1979年開始以寧夏輕工研究所為代表的，以膨潤土為原料的水熱合成研究。其工藝流程與日本水澤公司的方法相同，即用膨潤土為原料，經(jīng)H2SO4處理，加NaOH溶出制取硅酸鈉后，補(bǔ)加Al(OH)3和NaOH進(jìn)行水熱合

5、成，因此它除了存在上述成本高、酸處理過濾洗滌困難和環(huán)境污染外，在國又增加了Al(OH)3和NaOH原料供應(yīng)及價格昂貴等問題。,4A沸石的生產(chǎn),高嶺土直接轉(zhuǎn)化法。研制生產(chǎn)單位有幾十家，采用的工藝大致為高嶺土經(jīng)600800焙燒，加NaOH溶出后，膠化轉(zhuǎn)型得到4A沸石。出現(xiàn)的問題是：高嶺土原料未按美國碳化物公司的方法氯除雜；國內(nèi)難以制造一個溫度場均勻和連續(xù)性的熱型窯爐；高嶺土含鐵量決定了產(chǎn)品的白度，因此對原料要求十分刻??；產(chǎn)品粒度要達(dá)到要求，必增加超細(xì)粉碎，致使成本加大；產(chǎn)品堆密度大。由于種種原因，高嶺土轉(zhuǎn)化法在國內(nèi)沒有工業(yè)化。,4A沸石的生產(chǎn),國內(nèi)采用Al(OH)3、硅酸鈉和NaOH的水熱合法工藝

6、流程。目前由中國鋁業(yè)山東分公司經(jīng)10余年研究后與輕工部合建了年產(chǎn)2萬t的生產(chǎn)線,利用本廠Al2O3生產(chǎn)過程中的鋁酸鈉溶液，和外購硅酸鈉進(jìn)行水熱法合成。,4A沸石的生產(chǎn),山西榆次昶力高科有限股份公司采用鋁礬土為原料，制取鋁酸鈉溶液，以低速紊流混合攪拌器進(jìn)行水熱合成法生產(chǎn)4A沸石。,4A沸石的應(yīng)用,4A沸石在洗滌劑中的應(yīng)用 4A沸石作為洗滌劑助劑的作用，主要是交換水中鈣離子產(chǎn)生軟化水，去除污垢和防止污垢再沉積。4A沸石替代三聚磷酸鈉作洗滌劑助劑，對解決環(huán)境污染有著重大作用。,4A沸石的應(yīng)用,4A沸石在洗滌劑中的應(yīng)用 4A沸石作為洗滌劑助劑應(yīng)具備以下特點：白度高，配入洗滌劑不影響商品外觀；在硬水中的

7、鈣離了交換速度快交換容量大，可以迅速降低洗滌水硬度，充分發(fā)揮活性物的去污作用；顆粒度小，在水中分散及懸浮性能良好，這樣不僅可以減少沸石在被洗滌織物上的附著量，并且可減少對洗衣機(jī)筒內(nèi)壁的磨損。,4A沸石的應(yīng)用,4A沸石在污水處理中的應(yīng)用 4A沸石可以去除污水中的NH3-N及Pb2+ ,Cu2+、Zn2+及Cd2+等。工農(nóng)業(yè)、民用及水產(chǎn)畜牧業(yè)排出的污水中含有氨態(tài)氮，不僅危害魚類等的生存、污染養(yǎng)殖環(huán)境，而且促進(jìn)藻類生長，導(dǎo)致江河湖泊的阻塞。由于4A沸石對NH4+的高選擇性交換，已成功應(yīng)用于該領(lǐng)域。來源于金屬礦山、冶煉廠、金屬表面處理和化學(xué)工業(yè)等部門排放的污水，其中所含重金屬離了對人體危害極大。用4A沸石處理這些污水除了能保證水質(zhì)合格外，還能回收重金屬離了。,4A沸石的應(yīng)用,4A沸石的其他用途： 硬水軟化劑：可以代替目前我國廣泛使用的磺化煤，從而降低成本。 分離劑：分離、提取鹵水中的鉀、艷等。 4A沸石在農(nóng)業(yè)上用來改良土壤，在工業(yè)上用于富集、分離和提取等工藝過程，在環(huán)境保護(hù)中用于處理工業(yè)和城市污水等，在石化工業(yè)上具有廣泛的用途，作為催化劑、干燥劑、吸附劑及苯烴分離觸媒等用途也愈來愈廣泛。,4