利用轻石合成沸石的制备方法技术

本发明专利技术涉及利用轻石合成沸石的制备方法，更详细地涉及如下合成沸石的制备方法：以粉末状混合粉碎的轻石和碱性物质之后，进行加热来均匀地融合，使已融合的粉末状的融合物与含铝物质及沸石晶种一同在水中进行混合，并通过熟成、结晶化及干燥过程来生产沸石，作为上述粉碎的轻石，将作为结晶化妨碍物质的CaO含量减少到规定水平以下后，与碱性物质进行混合，从而进行结晶化，由此提高结晶化度来可进行批量生产，并且能够以规定的水平维持沸石的品质。

The preparation method of the synthetic zeolite pumice

The invention relates to a preparation method using pumice synthetic zeolite, more detail relates to the preparation method is as follows: the synthesis of zeolite after mixing crushed pumice and alkaline substances in powder, heating to make powder evenly fusion, the fusion and integration of aluminum material and zeolite seed were mixed together in the water and, through aging, crystallization and drying process to produce zeolite as the crushed pumice, as the crystallization of CaO content hinder material reduced to a predetermined level or below, was mixed with alkaline substances, which are crystallized, thereby increasing the degree of crystallization can be carried out to mass production, and to maintain the required level the quality of zeolite.

【技术实现步骤摘要】
利用轻石合成沸石的制备方法
本专利技术涉及利用轻石合成沸石的制备方法，更详细地涉及如下合成沸石的制备方法：以粉末状混合粉碎的轻石和碱性物质之后，进行加热来均匀地融合，使已融合的粉末状的融合物与含铝物质及沸石晶种一同在水中进行混合，并通过熟成、结晶化及干燥过程来生产沸石，作为上述粉碎的轻石，将作为结晶化妨碍物质的CaO含量减少到规定水平以下后，与碱性物质进行混合，从而进行结晶化，由此提高结晶化度来可进行批量生产，并且能够以规定的水平维持沸石的品质。
技术介绍
煤炭是从前开始在火电厂、家用燃料、炼铁厂高炉等各种产业中利用的有用的资源。在上述煤炭中，除了进行采掘后经过选煤过程利用于产业的煤炭之外，剩余的废弃物被称为矿尾，其中，因几乎无煤炭成分而进行废弃的岩石被称为轻石(脉石),包括除了煤矿之外在其他矿物矿产中废弃的岩石。在韩国无烟煤煤矿的情况下，以与在选煤过程中筛选的煤炭量几乎相同的量生成进行废弃的轻石。当前这种轻石作为难以进行处理的煤矿的副产物，处理成简单的废弃物。但是，由于环境污染的限制，在采矿过程中产生的轻石难以进行废弃处理，从而处于按原样放置于煤矿的状态，其量还达到数亿吨。观察轻石的成分虽然具有略微的差异，但是大致除了碳之外由40～50％的SiO2、15～25％的Al2O3、2～10％的Fe2O3及其他TiO2、CaO、MgO等形成。在这种成分中，SiO2和Al2O3是在沸石合成中需要的有用的原料，因此可回收煤矿废弃物，尤其进行废弃的轻石作为沸石。作为这种沸石的生产方法提出多种方法，但是大部分涉及利用在火电厂中产生的飞灰的沸石的制备方法。并且，在利用现有的飞灰的沸石的制备方法中，因在脱硫工序中所投入的石灰石的影响，在飞灰中CaO含量以20重量百分比以上比较高，并由CaO的影响沸石的合成、纯度、收取量、结晶度等变低，从而存在难以制备所需的形状的沸石的缺点。并且，由于在现有沸石的制备方法中，在制备过程适用水热合成或碱溶液，因而难以进行批量生产，并且内在装备腐蚀的问题。并且，根据不同的地区轻石的成分不同，因此当前由难以批量生产具有规定的品质的沸石，需要对新方式的制备方法的研究。在韩国授权专利第10-0656177号(2006年12月05日授权；以下被称为：“现有文献1”)中提出了利用火电厂的底灰的NaP1型沸石合成方法。现有文献1包括：在90～110℃温度下，将堆积在锅炉底部的底灰干燥22～26小时后，以100μm以下的粒度粉碎经干燥的上述底灰的预处理步骤；在2M～3M的NaOH溶液中混合经预处理的上述底灰，来在80℃～100℃温度下，常温常压或进行水热合成来合成沸石的步骤，以及利用蒸馏水清洗合成的上述沸石后在70～90℃温度下干燥11～13小时。在上述现有文献1中通过水热合成方法合成沸石，因此需要高温高压条件，从而作为批量生产方式不适合。并且，作为结晶化妨碍物质的CaO成分含量低于飞灰，但是仍然以相对于总重量9重量百分比以上的方式高比率混合，因此存在在常温常压条件下难以借助结晶化妨碍物质生产多种类型的沸石生产。中国专利公开第101850987号(2010年10月06日公开；以下被称为“现有文献2”)中提出了将低质碳作为原料的纳米规模的沸石4A制备方法。在上述现有文献2中，通过粉碎低质碳，并将煅烧的粉末投入于NaOH溶液来进行凝胶化，并利用其进行结晶化。因为这是还使用NaOH溶液，所以难以均匀地混合低质碳粉碎物与NaOH，从而过量投入NaOH，来进行反应，并且过量投入的NaOH还需要回收的工序。并且，还内在如下问题：还需要去除当NaOH溶解时，基于发热反应的热的冷却装置。由于使用高浓度的NaOH溶液，因此在大量生产工序中装置腐蚀等。现有技术文献专利文献专利文献1：韩国授权专利第10-0656177号(2006年12月05日授权)：利用火电厂底灰的NaP1型沸石合成方法。专利文献2：中国专利公开第101850987号(2010年10约06日公开)：将低质碳作为原料的纳米规模的沸石4A制备方法。
技术实现思路
要解决的问题对此，本专利技术的合成沸石的制备方法的目的在于，提供利用作为当采掘煤炭时产生的废弃物的轻石，制备合成沸石，使制备工序简化，并可将结晶化度提高到最大的方法。并且，本专利技术提供如下方法：利用具有多种成分比率的轻石生产沸石，并且以规定水平以上进行所制备的沸石结晶化，从而可提高生产性，不仅可适用于沸石A，而且还可适用于多种类型的沸石的制备。解决问题的方案用于实现上述问题的本专利技术的合成沸石的制备方法包括：第1工序，利用连续式碎石机，将经筛选的轻石粉碎成30目以下的粉末状来形成轻石粉碎物；第2工序，将第1工序中的轻石粉碎物投入于水槽，来使作为结晶化妨碍物质的CaO成分溶出并去除，第3工序，将在第2工序中去除CaO成分的轻石粉碎物投入于热处理槽，来以燃烧的方式去除残留在轻石粉碎物的碳和其他杂质；第4工序，将在第3工序中经热处理的轻石粉碎物与粉末状的碱性物质投入于搅拌器，并均匀地搅拌所投入的混合粉末；第5工序，将通过上述第4工序来均匀地搅拌的混合粉末投入于加热槽并进行加热，使借助热量熔融的碱性物质与轻石粉碎物相融合来形成轻石融合物；第6工序，对在第5工序中执行融合步骤而成的轻石融合物、水、铝源及沸石晶种进行混合来形成混合物；第7工序，以20～60℃的温度对在上述第6工序中得到的混合物进行低温加热及搅拌，来进行熟成；第8工序，使在第7工序中经熟成的混合物的加热温度上升至80～100℃，来使沸石结晶合成及成长；以及第9工序，通过对在上述第8工序中合成的沸石进行过滤、水洗及干燥来进行产品化。上述轻石可以为从废弃矿山废弃的废轻石。并且，上述第2工序可包括第2-1工序和第2-2工序，在上述第2-1工序中，将轻石粉碎物投入于水槽，来使作为结晶化妨碍物质的CaO成分溶出并去除，在上述第2-2工序中，使减少CaO成分的轻石粉碎物脱水。并且，上述第2-2工序还可包括：第2-2a工序，通过对减少结晶化妨碍物质的轻石粉碎物进行压缩脱水，来进行饼化；以及第2-2b工序，将以饼状态凝聚的轻石粉碎物投入于搅拌器，并破碎成粉末状态。在上述第2-1工序中可执行第2-1a工序，上述第2-1a工序在50～80℃的高温热水中将经粉碎的轻石浸泡0.5～2小时并进行搅拌，使经粉碎的轻石的CaO含量降低为0.5～5重量百分比。在上述第2-1工序中还可执行第2-1b工序，上述第2-1b工序通过形成于水槽内面的多个微细通孔，来向水槽内部喷射高压空气，从而在水槽内生成多个小气泡，生成的气泡上升，并形成上升流，上升流与搅拌器的漩涡流混合成混合乱流。在上述第2-1工序中还可执行第2-1c工序，上述第2-1c工序包括CaO含量测定工序和自动转换工序，当执行上述第2-1a工序或第2-1b工序时测定CaO含量，若将测定值与CaO含量设定值进行比较的结果为测定值达到基于残留工序执行时间的允许误差范围以上，则第2-1a工序在转换为第2-1b工序来执行后排出，第2-1b工序则在重新执行第2-1a工序后排出。在上述第5工序中，可从氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)中选择一种来用作碱性物质，相对于100重量份的经粉碎的粉末状的轻石粉碎物，可混合50～200重量份的已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成沸石的制备方法，其特征在于，包括：第1工序，利用连续式碎石机，将经筛选的轻石粉碎成30目以下的粉末状来形成轻石粉碎物；第2工序，包括第2‑1工序和第2‑2工序，在上述第2‑1工序中，将第1工序中的轻石粉碎物投入于水槽，来使作为结晶化妨碍物质的CaO成分溶出并去除，在上述第2‑2工序中，使减少CaO成分的轻石粉碎物脱水；第3工序，将在第2工序中减少CaO成分的轻石粉碎物投入于热处理槽，来以燃烧的方式去除残留在轻石粉碎物的碳和其他杂质；第4工序，将在第3工序中经热处理的轻石粉碎物与粉末状的碱性物质投入于搅拌器，并均匀地搅拌所投入的混合粉末；第5工序，将通过上述第4工序来均匀地搅拌的混合粉末投入于加热槽并进行加热，使借助热量熔融的碱性物质与轻石粉碎物相融合来形成轻石融合物；第6工序，对在第5工序中执行融合步骤而成的轻石融合物、水、铝源及沸石晶种进行混合来形成混合物；第7工序，以20～60℃的温度对在上述第6工序中得到的混合物进行低温加热及搅拌，来进行熟成；第8工序，使在第7工序中经熟成的混合物的加热温度上升至80～100℃，来使沸石结晶合成及成长；以及第9工序，通过对在上述第8工序中合成的沸石进行过滤、水洗及干燥来进行产品化，上述第2工序的第2‑1工序包括：第2‑1a工序，在50～80℃的高温热水中将经粉碎的轻石浸泡0.5～2小时并进行搅拌，使经粉碎的轻石的CaO含量降低为0.5～5重量百分比；第2‑1b工序，通过形成于水槽内面的多个微细通孔，来向水槽内部喷射高压空气，从而在水槽内生成多个小气泡，生成的气泡上升，并形成上升流，上升流与搅拌器的漩涡流混合成混合乱流；以及第2‑1c工序，包括CaO含量测定工序和自动转换工序，当执行上述第2‑1a工序或第2‑1b工序时测定CaO含量，若将测定值与CaO含量设定值进行比较的结果为测定值达到基于残留工序执行时间的允许误差范围以上，则第2‑1a工序在转换为第2‑1b工序来执行后排出，第2‑1b工序则在重新执行第2‑1a工序后排出。...

【技术特征摘要】
2015.10.23 KR 10-2015-01480801.一种合成沸石的制备方法，其特征在于，包括：第1工序，利用连续式碎石机，将经筛选的轻石粉碎成30目以下的粉末状来形成轻石粉碎物；第2工序，包括第2-1工序和第2-2工序，在上述第2-1工序中，将第1工序中的轻石粉碎物投入于水槽，来使作为结晶化妨碍物质的CaO成分溶出并去除，在上述第2-2工序中，使减少CaO成分的轻石粉碎物脱水；第3工序，将在第2工序中减少CaO成分的轻石粉碎物投入于热处理槽，来以燃烧的方式去除残留在轻石粉碎物的碳和其他杂质；第4工序，将在第3工序中经热处理的轻石粉碎物与粉末状的碱性物质投入于搅拌器，并均匀地搅拌所投入的混合粉末；第5工序，将通过上述第4工序来均匀地搅拌的混合粉末投入于加热槽并进行加热，使借助热量熔融的碱性物质与轻石粉碎物相融合来形成轻石融合物；第6工序，对在第5工序中执行融合步骤而成的轻石融合物、水、铝源及沸石晶种进行混合来形成混合物；第7工序，以20～60℃的温度对在上述第6工序中得到的混合物进行低温加热及搅拌，来进行熟成；第8工序，使在第7工序中经熟成的混合物的加热温度上升至80～100℃，来使沸石结晶合成及成长；以及第9工序，通过对在上述第8工序中合成的沸石进行过滤、水洗及干燥来进行产品化，上述第2工序的第2-1工序包括：第2-1a工序，在50～80℃的高温热水中将经粉碎的轻石浸泡0.5～2小时并进行搅拌，使经粉碎的轻石的CaO含量降低为0.5～5重量百分比；第2-1b工序，通过形成于水槽内面的多个微细通孔，来向水槽内部喷射高压空气，从而在水槽内生成多个小气泡，生成的气泡上升，并形成上升流，上升流与搅拌器的漩涡流混合成混合乱流；以及第2-1c工序，包括CaO含量测定工序和自动转换工序，当执行上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炅祐，郑有植，申熙镛，
申请(专利权)人：吉恩特恩斯有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR