本发明专利技术公开了一种利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法。具体步骤如下：针对铝氟化工行业生产氟化盐过程中所产生的含氟硅渣，按照一定比例同时加入偏铝酸钠溶液、NaOH溶液和4A沸石晶化导向剂，在反应釜中混匀，于75-85℃、搅拌速度为240-300r/min下恒温晶化3.0-3.5h，陈化12-14h后，过滤、洗涤、烘干后即得符合《QB/T1768-2003》标准的洗涤用4A沸石。本发明专利技术的技术特点是工艺流程短，合成条件温和，产品质量稳定，成功解决了含氟硅渣的综合利用及其对环境的二次污染问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属固体废物资源化利用领域，涉及一种化学工业副产品含氟硅渣制备4A沸石的方法。
技术介绍
目前我国已形成年产约4000万吨P2O5的湿法磷酸产能，同时伴随年产约200万吨的副产物氟硅酸，氟硅酸直接法生产冰晶石联产氟化铝和氟化钠技术对彻底处理氟硅酸的污染、治理环境、循环利用资源具有重大意义。但在生产这些氟化盐过程中，会产生大量含氟和铝元素的硅渣，每年产生量超过10万t。含氟硅渣不仅占用大量的土地，而且造成严重的环境二次污染。如何“变废为宝”，科学、合理利用这些含氟硅渣是氟化盐行业迫切需要解决的环保问题之一。王永进等(2009)专利技术了一种含氟硅渣利用技术，采用二步工序将其分离，从中得到生产氟化盐原料和高纯度的二氧化硅。刘德华(2010)专利技术了一种将硅渣和铝渣回收利用制备4A沸石的工艺方法，其利用磷化工副产氟硅酸生产氟化铝过程中产生的含F、Al元素的硅渣和电解铝生产过程中产生的铝渣作为原材料来生产4A沸石，其合成路线为:对硅渣进行预处理反应生成水玻璃，另一方面对铝渣进行预处理反应生成偏铝酸钠，然后将水玻璃和偏铝酸钠进行合成反应生成4A沸石。但此专利技术只对硅渣中的Si进行利用，Al以Al (OH) 3沉淀形式除去。洗涤剂用4A沸石 具有较强的钙交换能力，能去除水中98%的钙离子和50%的镁离子，有较强的吸附能力，高比例添加可提高洗衣粉的去污能力，且对环境保护有积极作用。洗涤剂用4A沸石经过几十年的不断发展与改进，其独特的物理特性日趋完善，目前为世界上最成熟的代磷助剂。近几十年间，全世界4A沸石(石化催化剂及洗涤助剂)的生产能力大大提高。我国从20世纪70年代开始将4A沸石作为洗涤助剂研究应用工作，1992年中国铝业山东分公司建立了第一条4A沸石生产线，目前我国洗涤用4A沸石的年产能在40万吨左右。4A沸石的合成原料可分为两类:一类为NaOH、Al (OH)3或Al2O3、水玻璃等化工原料，是目前工业合成的主要原料；另一类为天然铝硅酸矿物原料，如(煤系)高岭土、(钠基)膨润土、天然沸石、明矾石、铝土矿、高铝水泥、玻屑凝灰岩等，已开始部分取代传统化工原料。以传统化工原料合成4A沸石，虽然工艺成熟，技术参数容易控制，产品质量高，但原料来源受到限制且价格高，从而严重影响合成产品应用领域的拓宽；以天然矿物原料合成4A沸石，虽然价格低廉且来源广泛，但通常含有各种杂质，须适当预处理，探索出最佳合成工艺流程及相关技术参数，才能保证合成产品质量。利用工业生产的废物如粉煤灰、含氟硅渣等为原料合成4A沸石具有很好的发展前景。国内4A沸石制备的原料及生产工艺分析见表I。表14A沸石制备的原料及生产工艺分析权利要求1.一种利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)称取含氟硅洛于反应釜中，同时加入偏铝酸钠溶液、氢氧化钠溶液和4A沸石晶化导向剂，充分搅拌使混合均匀； 2)加热恒温搅拌进行晶化反应后，陈化放置； 3)将晶化完全的产物过滤、洗涤、干燥，即得4A沸石产品。2.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，所述的含氟硅渣为从以氟硅酸、氟硅酸钠法生产氟化铝和氟化盐所产生的含氟硅渣。3.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，所述的偏铝酸钠溶液由铝源和氢氧化钠溶液反应制备，或者偏铝酸钠原料溶于水制备。4.根据权利要求3所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，所述的铝源为氢氧化铝、铝酸盐、金属铝盐中的一种、几种或几种合成的产物。5.根据权利要求1或3所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于， 步骤I)所述的偏铝酸钠量根据物质的量的比n(Si02) :n(Al2O3)= (1.7-2.0):1确定； 步骤I)所述的NaOH总量根据物质的量的比n(Na20):n(SiO2)= (1.0-1.2):1确定; 步骤I)所述的去离子水总量根据物质的量的比n(H2O):n(Na2O)= (33-43):1确定。6.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，步骤I)所述的晶化导向剂量占反应体系的体积比1.0%-1.5%，导向剂是组成原料物质的量的比为 3Na20.Al2O3.2Si02.(85-92) H2O 的溶胶体系。7.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，步骤2)所述的恒温条件为75-85°C，搅拌速度控制在240-300r/min，晶化反应时间为3.0-3.5h.8.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，步骤2)所述的陈化放置温度为室温，陈化时间为12-14h。9.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，步骤3)所述的反应釜中产物用去离子水洗涤至pH9.0-10.0，滤干，在90-100°C中干燥2_3h，即得4A沸石产品。10.根据权利要求1所述的利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，步骤3)所述的晶化产物经过滤和洗涤得到的NaOH溶液经净化后，再返回工艺循环利用。全文摘要本专利技术公开了一种利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法。具体步骤如下针对铝氟化工行业生产氟化盐过程中所产生的含氟硅渣，按照一定比例同时加入偏铝酸钠溶液、NaOH溶液和4A沸石晶化导向剂，在反应釜中混匀，于75-85℃、搅拌速度为240-300r/min下恒温晶化3.0-3.5h，陈化12-14h后，过滤、洗涤、烘干后即得符合《QB/T1768-2003》标准的洗涤用4A沸石。本专利技术的技术特点是工艺流程短，合成条件温和，产品质量稳定，成功解决了含氟硅渣的综合利用及其对环境的二次污染问题。文档编号B09B3/00GK103121693SQ201310087998公开日2013年5月29日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日专利技术者肖细元, 曹霞, 郭朝晖, 刘东晓, 廖志辉 申请人:中南大学, 湖南有色氟化学科技发展有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用含氟硅渣一步晶化制备4A沸石的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）称取含氟硅渣于反应釜中，同时加入偏铝酸钠溶液、氢氧化钠溶液和4A沸石晶化导向剂，充分搅拌使混合均匀；2）加热恒温搅拌进行晶化反应后，陈化放置；3）将晶化完全的产物过滤、洗涤、干燥，即得4A沸石产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖细元，曹霞，郭朝晖，刘东晓，廖志辉，
申请(专利权)人：中南大学，湖南有色氟化学科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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