分子筛的制备方法、低氮气吸附的中空玻璃干燥剂及其制备方法技术

本发明专利技术的分子筛的制备方法、低氮气吸附的中空玻璃干燥剂及其制备方法，包括以下步骤：S1、研磨后的煤系高岭土与第一碱液混合，加热进行反应预脱碳，反应后获得反应料浆；S2、将步骤S1中的反应料浆过滤，分别获得滤液和滤饼，滤液用于生产腐殖酸盐，过滤后截留的物质压缩后形成滤饼；S3、将步骤S2中滤饼烘干，煅烧，获得偏高岭土；S4、将步骤S3中的偏高岭土与第二碱液混合，胶化，晶化，然后过滤，洗涤，干燥获得分子筛。本发明专利技术通过采用碱与煤系高岭土预先反应，进行预脱碳，以去掉部分碳质化合物，即可以提高产品白度，又为后续煅烧减轻负荷。

【技术实现步骤摘要】
分子筛的制备方法、低氮气吸附的中空玻璃干燥剂及其制备方法
本专利技术涉及分子筛领域，特别地，涉及一种低氮气吸附的分子筛的制备方法。此外，本专利技术还涉及一种低氮气吸附的中空玻璃干燥剂及其制备方法。
技术介绍
干燥剂是制造中空玻璃的基本原料，用来吸收中空玻璃空腔内的水分，防止中空玻璃内侧玻璃表面产生水蒸气冷凝、溶剂雾、结霜等。在中空玻璃的制造过程中，含水的空气被密封在中空玻璃空腔中，当中空玻璃安装在建筑物上时，玻璃表面温度随环境温度改变，当温度低于中空玻璃内空气的露点时，冷凝就会产生。如果不用干燥剂，即使在炎热的夏季，由于中空玻璃内外表面温差较大，也会造成在中空玻璃表面大面积结露，破坏人们视觉和美感。常用的干燥剂有硅胶、氯化钙、活性氧化铝、氧化钙、黏土矿物、分子筛等。在中空玻璃发展初期，硅胶、黏土矿物等曾被用作中空玻璃干燥剂，但由于这类干燥剂不能对中空玻璃进行深度干燥，很快就被性能优越的3A分子筛所取代。3A分子筛因其具有良好的选择吸附性、化学稳定性等特点，而成为中空玻璃行业常用的干燥剂。目前全球90％以上的中空玻璃采用3A分子筛作干燥剂。中空玻璃分子筛的空气吸附脱附性质是非常重要的，分子筛对空气的过高吸附会导致玻璃向空腔凹凸挠曲，增加玻璃变形并影响外观，严重情况下还会造成玻璃破裂，在国标GB/T10504-2017中对中空玻璃干燥剂用3A分子筛的氮气吸附量作了限定。3A分子筛是一种碱金属硅铝酸盐，有效孔径为3A。空气中氮气和氧气的分子直径都大于3A，所以3A分子筛不吸附的氮气和氧气，目前每吨3A分子筛的价格4000元。4A分子筛尽管便宜每吨价格2400元，且干燥能力不亚于3A分子筛，但由于其有效孔径为4A，比3A分子筛的孔径大，会大量吸附氮气(70mg/g)，不能用于中空玻璃。目前国内3A分子筛都是由4A分子筛与氯化钾置换反应而来。4A分子筛的制备方法文献报道很多，主要有水玻璃法、活性白土法和高岭土法，工业化的只有水玻璃法，水玻璃法是最成熟和广泛应用的。它以水玻璃(硅酸钠)和铝酸钠(用碱从铝土矿中提取)为原料，水热合成4A分子筛。水玻璃法产品钙离子交换率好，白度高，工艺成熟。由于要从铝土矿提取铝，需要煅烧，除杂，流程长，成本比较高，每吨车间成本达到了1850元。该工艺的另一个缺点是大量排放危废：赤泥。4A分子筛进行造粒和煅烧后得到球形干燥剂产品。4A分子筛未煅烧前，其吸水表现一般，煅烧后吸水率大幅增加。生产时期望煅烧温度的范围宽一些，从而提高成品率。对水玻璃法制备的4A分子筛在不同温度下进行煅烧，并测定吸水率，获得的产品在550℃附近煅烧时，吸水率达到最高值，然而随着煅烧温度的增加吸水率迅速下降，而且，生产控制及其严格，稍有不慎，就会出现不合格产品。尚未发现煅烧温度在较宽泛的范围(温度为500℃～700℃)时，4A分子筛煅烧后仍能保持较高吸水率的研究及产品。
技术实现思路
本专利技术提供了一种分子筛的制备方法、低氮气吸附的中空玻璃干燥剂及其制备方法，充分利用废弃的煤系高岭土，降低生产成本，同时解决现有技术4A分子筛大量吸附氮气，无法应用于中空玻璃中的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种分子筛的制备方法，包括以下步骤：S1、研磨后的煤系高岭土与第一碱液混合，加热进行反应预脱碳，反应后获得反应料浆；S2、将步骤S1中的反应料浆过滤，分别获得滤液和滤饼，滤液用于生产腐殖酸盐，过滤后截留的物质压缩后形成滤饼；S3、将步骤S2中滤饼烘干，煅烧，获得偏高岭土；S4、将步骤S3中的偏高岭土与第二碱液混合，胶化，晶化，然后过滤，洗涤，干燥获得分子筛。进一步地，第一碱液中碱采用氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种或几种；第一碱液中碱的质量浓度为5％～20％；第一碱液中碱与煤系高岭土的质量比为5～20∶100。进一步地，步骤S1中加热的温度为50℃～90℃，加热的时间为1h～3h；和/或，步骤S1中研磨后的煤系高岭土的粒径过325目筛子。进一步地，步骤S3中的偏高岭土的白度大于等于90；步骤S3中的活性铝含量大于等于40％。进一步地，第二碱液中碱采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的一种或几种；第二碱液中碱的质量浓度为5％～20％；第二碱液中碱与偏高岭土的摩尔比为5～9∶1。进一步地，分子筛在500℃～700℃煅烧后吸水率大于18％；分子筛的白度大于等于90。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种低氮气吸附的中空玻璃干燥剂，由上述制备方法获得的分子筛为原料，制得的中空玻璃干燥剂的的静态氮气吸附小于等于2mg/g。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种上述低氮气吸附的中空玻璃干燥剂的制备方法，包括以下步骤：将分子筛与粘结剂混合，造粒，煅烧，获得低氮气吸附的中空玻璃干燥剂。进一步地，分子筛与粘结剂的质量比为(70～80)∶(20～30)；和/或，煅烧的时间为温度为500℃～700℃，煅烧的时间为1h～1.5h。本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术分子筛的制备方法，通常情况下，人们探究影响白度的因素主要为高岭土中铁钛杂质，而往往忽略了，煤系高岭土含有大量的碳质化合物，低温煅烧条件下很难脱除完全，同样难以获得高白产品，本专利技术通过采用碱与煤系高岭土预先反应，进行预脱碳，以去掉部分碳质化合物，即可以提高产品白度，又为后续煅烧减轻负荷。(2)本专利技术分子筛的制备方法，对经过第一碱液处理后的料浆进行过滤，滤液可以制备得到附加值较高的腐殖酸盐，如果煤系高岭土预先去除腐殖酸，直接煅烧，一方面会造成腐殖酸盐有价资源的浪费；另一方面，煤系高岭土含有的腐殖酸，在高温燃烧时会放出大量的热，容易发生局部温度过高，例如煅烧时煤系高岭表面控制温度为800℃时，内部实际温度已经到了900℃，使得偏高岭土的活性偏低。(3)本专利技术分子筛的制备方法，过滤后的滤饼含有游离碱，有助于偏高岭土的活化。煤系高岭土基本组成单元为硅氧四面体和铝(氢)氧八面体，按1∶1排列。煤系高岭土受热时，结构发生变化，当加热到约600℃时，煤系高岭土的层状结构因脱水而破坏，形成结晶度很差的过渡相-偏高岭土，生成无定型的Al2O3·SiO2，碱在高温下对Al2O3和SiO2侵蚀严重，促进了偏高岭土的结构破坏。(4)本专利技术分子筛的制备方法，与煅烧前相比，煅烧后获得的偏高岭土中铝原子、硅原子和氧原子的相对位置发生变化，但整体变化不大，然而，与水玻璃法中的铝酸钠与硅酸钠反应的微观环境存在很大差别，提取腐殖酸盐后留在滤饼中的游离碱对后续合成的分子筛的结构产生积极的影响，改变了偏高岭土中硅氧四面体和铝氧八面体的连接和配位情况，钠离子占据了合适的位置，获得类似晶核的前驱物。而且，前驱物与水玻璃法得到的晶核结构不同，获得的产品内空孔径比水玻璃法小，煅烧后其孔径小于氮气的直径，从而降低对氮气的吸附。(5)本专利技术分子筛的制备方法，使得煤系高岭土得到有效的利用，降低了制备分子筛的原料成本，且生产成本同样降低，每吨分子筛的车间成本降低到约1372元。获得的分子筛的钙离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、研磨后的煤系高岭土与第一碱液混合，加热进行反应预脱碳，反应后获得反应料浆；/nS2、将步骤S1中的反应料浆过滤，分别获得滤液和滤饼，滤液用于生产腐殖酸盐，过滤后截留的物质压缩后形成滤饼；/nS3、将步骤S2中滤饼烘干，煅烧，获得偏高岭土；/nS4、将步骤S3中的偏高岭土与第二碱液混合，胶化，晶化，然后过滤，洗涤，干燥获得分子筛。/n

【技术特征摘要】
1.一种分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、研磨后的煤系高岭土与第一碱液混合，加热进行反应预脱碳，反应后获得反应料浆；
S2、将步骤S1中的反应料浆过滤，分别获得滤液和滤饼，滤液用于生产腐殖酸盐，过滤后截留的物质压缩后形成滤饼；
S3、将步骤S2中滤饼烘干，煅烧，获得偏高岭土；
S4、将步骤S3中的偏高岭土与第二碱液混合，胶化，晶化，然后过滤，洗涤，干燥获得分子筛。


2.根据权利要求1所述的分子筛的制备方法，其特征在于，
所述第一碱液中碱采用氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种或几种；
所述第一碱液中碱的质量浓度为5％～20％；
所述第一碱液中碱与所述煤系高岭土的质量比为5～20∶100。


3.根据权利要求1所述的分子筛的制备方法，其特征在于，
步骤S1中加热的温度为50℃～90℃，加热的时间为1h～3h；和/或
步骤S1中研磨后的煤系高岭土的粒径过325目筛子。


4.根据权利要求1所述的分子筛的制备方法，其特征在于，
步骤S3中的偏高岭土的白度大于等于90；
步骤S3中的活性铝含量大于等于40％。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建文，王星宇，冯英，
申请(专利权)人：内蒙古超牌新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15