膨润土制洗涤剂用合成沸石——国内外发展概况

近年来,采用水不溶性NaA型合成沸石代替合成洗衣粉中的主要助洗剂三聚磷酸钠(STPP),引起国内外洗涤用品行业的极大重视。NaA型合成沸石是迄今STPP代用品中唯一大量用于洗衣粉的物质。据统计,1981年西方国家消耗于洗涤用品的合成沸石已达54万吨。目前,美、西德、日等国都以不同原料和工艺路线工业化生产,规模和产量不断扩大。美国乙基公司合成沸石生产能力已达6.5万吨/年;西德亨凯尔和德古萨公司拟扩大为11.5万吨。日本配加沸石的低磷洗涤剂,1983年已占粉状洗涤剂的60%以上,配加有20%NaA型合成沸石的洗涤剂在洗衣粉总产量中的比重已超过75%。日本     

NaA沸石的合成及热稳定性研究

在常压开放水体系中合成了NaA沸石,探讨了Na2O与SiO2摩尔比、晶化温度和晶化时间对合成NaA沸石纯度的影响,阐述了合成过程中产生杂晶NaX沸石和羟基方钠石的原因,并考察了不同煅烧温度对NaA沸石热稳定性的影响。结果表明:体系中合成NaA沸石的最佳优化条件为:Na2O与SiO2摩尔比为2.0,晶化温度为80℃,晶化时间为10 h,其中Na2O与SiO2摩尔比对产物的骨架类型和纯度影响较晶化温度和时间大。热分析结果表明,NaA沸石经850℃热处理仍能保持骨架结构的稳定,热稳定性较强;在900℃时骨架结构被破坏,相变为霞石。     

粉煤灰沸石的微波合成

以粉煤灰为原料,在微波辐射条件下,采用多段技术合成了NaP1型和NaA型沸石,考察并讨论了氢氧化钠的浓度、液固比以及添加剂等对沸石产品的阳离子交换性能（CEC）的影响.研究结果表明, 沸石产品的CEC值随着氢氧化钠浓度的升高和液固比的增加呈增加趋势,至氢氧化钠浓度为2 mol/L和液固比为8 mL/g时达到最大值.在此最佳条件下,NaP1和NaA两种沸石产品的CEC值分别为159.2 mmol/100 g和157.7 mmol/100 g.NaF、十六烷基三甲基溴化铵和95%乙醇等3种添加剂可以明显地改善NaP1和NaA两种沸石产品的CEC值.研究结果显示,微波多段合成技术在沸石合成过程中起到了重要的作用,不仅缩短了合成时间,而且保持了产品的高离子交换性能.     

NaA型小晶粒沸石分子筛的研磨制备

为了探索NaA型小晶粒沸石分子筛的大规模生产方式,以偏高岭石水热转化法合成的NaA型沸石分子筛为原料、NaCl为助磨剂,采用研磨法进行了小晶粒NaA分子筛制备试验,用SEM、BET和激光粒度分析仪对研磨前后样品的形貌、粒度分布及比表面积进行了表征,并测定了研磨前后样品的钙离子交换容量。结果表明,在转速为400 r/min、NaCl与NaA质量比为12∶1、球料质量比为7∶1、研磨时间为7 h的条件下,可将标称粒径为3 μm、比表面积为12.306 m2/g、镉离子交换容量为294 mg/g的NaA分子筛研磨至平均粒度为0.98 μm、比表面积为27.997 m2/g、镉离子交换容量为352 mg/g的小晶粒NaA分子筛。因此,干法研磨工艺是小晶粒NaA分子筛大规模生产的易操作、低成本新工艺。     

凹凸棒石黏土煅烧-碱浸法合成纯4A沸石的研究

以凹凸棒石黏土为原料,经过煅烧、酸化、碱浸处理,滤液添加铝源后水热晶化合成了高纯4A沸石.采用XRD、FT-IR和SEM对产品进行了表征.研究了煅烧、晶化时间、SiO2:Al2O3摩尔比对4A沸石合成的影响,结果显示凹土经过煅烧可提高SiO2成分的浸出率和4A沸石的产率;当合成液各组分摩尔比为3.9Na2O:1Al2O3:1.8SiO2:138H2O时,90℃水热晶化5h以上.可合成结晶度高的4A沸石,晶化时间越长,结晶度越高;n(SiO2):n(A12O3)决定沸石合成的种类,合成液中n(SiO2):n(Al203)为1.8～2.8时合成4A沸石,n(SiO2):n(Al2O3)为3时合成4A沸石和X型沸石.     

陈化条件对合成NaA分子筛的影响

以水玻璃为硅源、偏铝酸钠为铝源,通过水热合成法制备NaA分子筛并探究陈化条件对合成NaA分子筛的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析手段表征合成样品的物相、结晶度、形貌和粒径大小.结果表明:在碱度为n(H2O)/n(Na2O)=30、100℃晶化1h的条件下,最佳陈化温度为30℃,陈化时间为24h,在最佳条件下合成的A型分子筛晶型完整、粒度分布均匀、平均粒径约为500 nm.     

高岭土选别—漂白—合成生产NaA型沸石的研究

本文通过试验研究，提出来用分级-磁选-化学漂白-无机合成的工艺生产优质的NaA型沸石，作为洗涤剂助剂。这种联合的生产工艺使得高岭土矿石的质量和价值大大提高，深加工程度提高。     

用略阳电厂粉煤灰合成沸石的试验研究

以略阳电厂粉煤灰为原料,进行了用水热法和熔融水热法合成A型沸石和Y型沸石的试验研究。结果表明：粉煤灰在80 ℃和碱性条件下水热反应4 d,可获得含P型沸石和X型沸石的粉煤灰沸石;向粉煤灰中加入Al(OH)₃和NaOH固体,以800 ℃熔融1 h后,在80 ℃下水热反应12 h,可获得A型沸石;向粉煤灰中加入硅灰石和NaOH固体,以800 ℃熔融1 h后,在80 ℃下水热反应36 h,可获得Y型沸石。将3种合成沸石与天然沸石和粉煤灰进行吸附溶液中Cd²⁺的对比,吸附能力由强到弱的排序为Y型沸石＞A型沸石＞粉煤灰沸石＞天然沸石＞粉煤灰。     

粉煤灰合成P型沸石研究

通过分析粉煤灰的矿物组成、化学成分和P型沸石的合成机理,设计了粉煤灰水热法制备P型沸石的工艺流程,并重点介绍了粉煤灰合成时的n(SiO2)/n(A l2O3)、n(Na2O)/n(SiO2)、n(H2O)/n(Na2O)、晶化温度和时间以及晶种添加等方面的原理及工艺参数选择,为粉煤灰合成高品质的P型沸石提供借鉴。     

粉煤灰水热法提硅合成沸石工艺研究

以粉煤灰为原料,研究了水热反应时间对粉煤灰转变产物、溶液中Si1-浓度和制备A型沸石的影响,结果表明:80℃、水热6天,合成了含P型沸石和X型沸石的粉煤灰沸石;水热36h时,溶液中Si1-浓度最大为0.51 mol/L;水热26h,合成的A型沸石结晶较好.对A型沸石、粉煤灰沸石、活性炭、天然沸石和粉煤灰的吸附性能进行了研究,结果表明:合成的A型沸石吸附能力最好,对Cd2-的吸附率达99.83%.     

Na2CO3熔融粉煤灰合成A型沸石

以略阳电厂粉煤灰为原料,研究加入Na2CO3煅烧温度、水热时间对粉煤灰物相、合成A型沸石的影响.结果表明在800℃煅烧1h,物相主要为硅铝酸钠.水热8h,合成产物主要为A型沸石、对A型沸石、天然沸石和粉煤灰吸附性能进行了研究,结果表明:合成的A型沸石吸附能力最好,吸附牢为99.53%.     

膨润土法NaA型合成沸石中试技术报告

膨润土酸处理法生产NaA型合成沸石,并付诸于工业化试生产,效果较好,既可为膨润土的应用开辟一条新的途径,也可为我国洗涤剂用助洗剂找到新的理想代用品。本文述及中试时的试验流程、生产工艺以及三废治理等。     

利用煤矸石合成沸石及其矿物成分的影响

以内蒙古某地两种矿物成分不同的煤矸石(XJW-K、CP-K)为原料,采用450℃低温碱融-水热法合成沸石,并加入导向剂,有效减少了晶化时间.试验中两种体系合成条件相同,原料摩尔配比均为n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(H2O)=4∶2∶1∶123,晶化温度为50℃,晶化时间为24h,但通过对产物进行XRD和SEM分析可知,CP-K体系中不仅有A型沸石生成,还有部分X型沸石被结晶出来,XJW-K体系中只有A型沸石被结晶出来,因此,对原料中石英、伊利石含量的影响进行了研究.结果表明,除了常规合成条件对沸石合成有影响之外,原料的矿物成分及其含量对沸石的增长和结晶也起着至关重要的作用.     

基于SEM和XRD技术的沸石晶化动力学特性研究

应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对粉煤灰基沸石晶化动力学特性进行观察和分析,比较不同条件下沸石的晶化动力学曲线和阳离子交换量(CEC)的变化规律。结果表明,在晶化反应不同阶段,沸石产品具有不同的表观形貌和组成特性,反应6 h后初步发现菱形或多面体形沸石;12 h和24 h后,产物生长为放射状晶体簇;48 h后,沸石转化为规则的长柱状晶体簇集合体。XRD图谱揭示了NaP1型沸石向NaA型沸石和羟基方钠石的转变过程。提高碱液浓度和反应温度能缩短晶化时间,但温度过高可能产生杂晶;随着反应时间的延长,沸石CEC值先增加后下降,是活性点位被新生成沸石掩蔽及产物晶型转化的结果。本研究认为粉煤灰基沸石的晶化过程为双向转变机制。     

利用粉煤灰中溶出的硅、铝定向合成沸石

基于水热合成沸石条件下研究获得的内蒙古乌海乌云电厂粉煤灰和呼和浩特呼一电厂粉煤灰中硅、铝的溶出规律,添加适量外源硅、铝调配硅铝比,采用水热合成法定向合成A型和X型沸石,采用XRD鉴定了合成产物,考察了碱度对沸石合成的影响.结果表明:两种粉煤灰中硅的溶出量随时间延长而增加,而铝的溶出量先增加后减小,可溶出的硅、铝量远小于粉煤灰组成中的硅、铝含量;碱度的增加有利于A型沸石晶核的形成和生长;此外,还定向合成了X型沸石.论文研究证实,水热合成条件下粉煤灰中溶出的有效硅、铝才是合成沸石时可利用的有效成分,以溶出的硅铝量指导水热合成,可定向合成出多型沸石.     

利用钙基膨润土合成NaA型沸石时晶化动力学过程的讨论

作者以辽宁凌源钙基膨润土为主要原料,合成洗涤助剂NaA型沸石。通过对晶化动力学曲线的分析,本文探讨了晶化过程中成核速率、晶体生长速率的变化规律及影响因素,揭示了晶化过程诸因素对产品指标影响的机理,有助于指导合成过程工艺参数的选择和控制。     

粉煤灰加碱煅烧熔融水热法合成4A沸石

文章介绍了电厂粉煤灰加碱煅烧熔融后,在一定条件下水热法合成4A型沸石分子筛;同时加入导向剂,通过改变导向剂的老化时间和加入量探索对合成4A沸石的影响。实验研究表明,粉煤灰加碱煅烧熔融后,在水热合成沸石时加入一定量导向剂,缩短了沸石的晶化时间,很好地改善了产品的粒度分布和团聚程度,提高了产品纯度,降低了产品结晶粒度,合成出高纯度的4A沸石。     

高岭土合成沸石研究进展

阐述了用优质高岭土合成洗衣粉助剂4A沸石、MAP型沸石以及LSX型沸石的工艺,指出它比全合成法经济、实用。     

制备方法对粉煤灰合成沸石的种类及性能的影响

针对如何将排放量巨大的固体废弃物粉煤灰合理资源化应用的问题,探索了不同合成方法对粉煤灰制备沸石的种类及性能的影响。考察了碱量、温度、时间等主要因素对合成沸石的种类及对氨氮吸附能力的影响。研究表明,采用直接水热法在3.0 mol/L的NaOH溶液中100℃水热反应60 h可获得NaP型沸石;采用碱熔融水热法,在不添加任何结构导向剂,不外加硅、铝源,90℃水热反应12 h的最佳条件下获得了NaA-X沸石。合成的NaP型沸石为形貌不规则的颗粒聚集体,大小不一;合成的NaA-X沸石产物中同时含有典型的A型沸石立方体和X型沸石的八面体形貌,棱角分明,平均粒径约为3.5μm。NaP型沸石和NaA-X沸石的比表面积为55.9和266.0 m~2/g,分别是粉煤灰的21和100倍。NaP型沸石和NaA-X沸石的微孔比表面积为12.0和211.1 m~2/g,分别是粉煤灰的17倍和301倍。两种合成沸石的孔容也远大于粉煤灰。氨氮吸附量为153.6 mmol/100 g和226.6 mmol/100 g,分别是粉煤灰的14和20倍。2种合成沸石的热稳定性都符合工业要求,但直接水热法合成的NaP型沸石热稳定性要低于NaA-X沸石,且产物中含有不易反应的石英和莫来石,导致原料利用率较低。相反,碱熔融水热法合成的NaA-X沸石,有利于惰性晶相转化为活性组分,原料利用率高,产物纯度高,孔隙结构与氨氮吸附量均优于直接水热法的合成产物。     

粉煤灰制备NaA型分子筛及其对铅离子的吸附性能研究

以粉煤灰为原料,采用碱熔-水热法合成NaA型分子筛。通过单因素试验探究了水热温度、水热时间、碱浓度、碱灰比对制备分子筛的影响,采用静态饱和吸水量和钙离子交换量对所制备分子筛的性能进行评价。结果表明:水热温度100 ℃、水热时间5 h、NaOH浓度2.73 mol/L、碱灰比2.8有利于NaA型分子筛的合成,其钙离子交换量最高可达374.63 mg/g。利用合成的NaA型分子筛对液相中的铅离子进行吸附研究,在分子筛投加量1 g/L、溶液pH值6.2、吸附温度25 ℃、吸附60 min时,吸附容量(Q_e)最高可达471.51 mg/g;分子筛的吸附等温线更加符合Langmuir等温线模型,饱和吸附容量(Q_m)可达580.18 mg/g。