專利名稱：用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4a沸石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石，為硅酸鹽類的廢渣處理技術(shù)，也屬于洗滌用4A沸石的生產(chǎn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
根據(jù)4A沸石質(zhì)量的不同，它可以在化工行業(yè)用來做分子篩，也可以應(yīng)用于洗滌行業(yè)，用做洗滌產(chǎn)品的添加劑。
美國專利3310373、BE840315和IT19617/79是介紹用富含氧化鋁的原礦來制備洗滌助劑用4A沸石(Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O)的，用鋁土礦制備的沸石在結(jié)晶及最后產(chǎn)品的顏色和純度，還有污染物殘留等幾個(gè)方面存在不足，直接影響了使用。中國的專利86106033介紹的是用鋁酸鈉溶液和水玻璃合成法生產(chǎn)洗滌用4A沸石，此種方法生成的沸石性能比較好，但是，它要消耗生產(chǎn)氧化鋁的原料——鋁酸鈉溶液，成本高。另一方面，在燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的生產(chǎn)工藝中，粗液含有一定量的硅，這部分硅對氧化鋁生產(chǎn)是有害的，需要以鈉硅渣的形式除去，這樣得到了一種副產(chǎn)品鈉硅渣(Na2O·Al2O3·1.7～1.8SiO2·2.4H2O)。由于鈉硅渣也同時(shí)含有鋁和鈉，所以現(xiàn)在生產(chǎn)上是把鈉硅渣作為低品位的礦石返回配料。在燒結(jié)法中所用的礦石品位一般為鋁硅比大于5.0，而鈉硅渣的鋁硅比只有1.0，所以它的返回相對于使用高品位的礦石來說降低了設(shè)備的利用率，當(dāng)鈉硅渣的量很大時(shí)這個(gè)問題尤為突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，充分利用鈉硅渣，變廢為寶，又降低了洗滌用4A沸石的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，首先將鈉硅渣進(jìn)行凈化預(yù)處理，按照常規(guī)凈化處理方式處理即可，一般包括過濾、洗滌和烘干等，準(zhǔn)備導(dǎo)向劑備用，導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為30～60g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為160～200g/l、氧化鈉含量為50～80g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩爾比(10～18)∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為(8～14)∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為(280～350)∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為40～60℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌10～60分鐘后靜置45～100小時(shí)，即得導(dǎo)向劑；然后依次按照以下步驟進(jìn)行(1)配料在鈉硅渣中配入碳酸鈉或氫氧化鈉，按堿量與鈉硅渣配比分別以其中的Na2O和SiO2+Al2O3的摩爾比為(0.9～1.30)∶1的比例配料混勻。
(2)燒結(jié)將混合好的配料在800℃～1050℃的溫度下焙燒燒結(jié)得熟料。燒結(jié)溫度不易太高，以免在后面熟料磨細(xì)時(shí)吸濕現(xiàn)象嚴(yán)重。燒結(jié)時(shí)間不易太短，應(yīng)使其充分反應(yīng)完全，視物料量而定，一般不易低于1個(gè)小時(shí)，1.5～3小時(shí)為宜。
(3)溶出將燒結(jié)后的熟料粉碎，置于氫氧化鈉溶液中，并加入導(dǎo)向劑，進(jìn)行加熱溶出處理。
(4)晶化將溶出液進(jìn)行提溫晶化完善4A氟石的結(jié)晶度，把結(jié)晶經(jīng)后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
本發(fā)明中溶出處理中，燒結(jié)后的熟料粉碎至少過120目篩為宜，自然是越細(xì)越好，利于溶出。
溶出處理中，導(dǎo)向劑的加入量為溶出液體積的1～6％。
控制加熱溫度為60～80℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間為1～3小時(shí)。攪拌以攪動起物料為原則，使物料不能沉淀在容器底部為最低攪拌強(qiáng)度，最高攪拌強(qiáng)度不易大于300轉(zhuǎn)/分鐘。
溶出熟料的添加量以固含量表示為50～150g/l合適。
溶出用氫氧化鈉溶液的氧化鈉當(dāng)量濃度以23～40g/l適宜。
晶化溫度控制為85～98℃，晶化時(shí)間為1～3小時(shí)。
本發(fā)明導(dǎo)向劑中使用的鋁酸鈉溶液可以是Al(OH)3在NaOH溶液中的溶出產(chǎn)物，也可以是堿—石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁過程中的中間產(chǎn)物，最好要經(jīng)過凈化精制處理，能夠完全符合使用要求，便于利用，又進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明結(jié)晶經(jīng)過過濾、烘干后得產(chǎn)品，如果粒度達(dá)不到質(zhì)量要求，可用機(jī)械粉碎的方式進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化處理即可。本發(fā)明制得的洗滌用4A沸石產(chǎn)品達(dá)到輕工業(yè)部QB—1768-93標(biāo)準(zhǔn)，鈣交換在285mg/g以上。
本發(fā)明能夠利用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)出合格的洗滌用4A沸石產(chǎn)品，充分利用鈉硅渣，變廢為寶，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)后，可避免鈉硅渣在流程中的低效循環(huán)，提高氧化鋁生產(chǎn)的設(shè)備利用率，優(yōu)化氧化鋁生產(chǎn)流程，進(jìn)而降低氧化鋁的生產(chǎn)成本，也降低了洗滌用4A沸石的生產(chǎn)成本，而且本發(fā)明的產(chǎn)品4A沸石作為洗滌用添加劑，不含磷，是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。


圖1、本發(fā)明實(shí)施例生產(chǎn)流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為45g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為180g/l、氧化鈉含量為65g/l的水玻璃(普通水玻璃即可，一般模數(shù)為3.0～3.3)，按Na2O和Al2O3的摩爾比15∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為10∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為300∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為45℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌30分鐘后靜置48小時(shí)后即得導(dǎo)向劑。
本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，依次按下列步驟進(jìn)行把鈉硅渣(Na2O·Al2O3·1.7～1.8SiO2·2.4H2O)過濾、洗滌、烘干后進(jìn)行配料，即配堿，所配堿以碳酸鈉為好，把碳酸鈉和鈉硅渣按堿比為1.2進(jìn)行配料。因?yàn)槭枪腆w反應(yīng)，配料后應(yīng)充分的混合均勻。
把混好的物料在1000℃～1030℃的溫度下充分燒結(jié)，使其反應(yīng)完全，燒結(jié)時(shí)間1.5小時(shí)。
把燒結(jié)過的熟料磨細(xì)后溶出，所磨熟料的粒度應(yīng)充分細(xì)，過120目篩。溶出熟料的添加量以固含量表示為100g/l，溶出所用的氫氧化鈉溶液中Na2O的當(dāng)量濃度為NK＝30g/l，溶出溫度為65℃，在攪拌條件下進(jìn)行，溶出時(shí)間1.5小時(shí)。溶出時(shí)加入溶出液體積4％的導(dǎo)向劑來引導(dǎo)沸石的結(jié)晶過程。
溶出過后，不進(jìn)行液固分離，直接把溶出液提溫晶化，晶化溫度95℃，晶化時(shí)間2小時(shí)。
晶化完畢，將結(jié)晶過濾、烘干得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例2導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為48g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為178g/l、氧化鈉含量為66g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩爾比16∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為9∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為280∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為47℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌25分鐘后靜置49小時(shí)，即得導(dǎo)向劑。
本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，依次按下列步驟進(jìn)行把鈉硅渣過濾、洗滌、烘干后進(jìn)行配料，即配加碳酸鈉，把碳酸鈉和鈉硅渣按堿比為1.15進(jìn)行配料。
把混好的物料在960℃～1000℃的溫度下充分燒結(jié)，燒結(jié)2.5小時(shí)。
把燒結(jié)過的熟料磨細(xì)過150目篩后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示為105g/l，溶出所用的氫氧化鈉溶液中Na2O的當(dāng)量濃度為NK＝28g/l，溶出溫度為60℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間2.2小時(shí)，溶出時(shí)加入溶出液體積5％的導(dǎo)向劑來引導(dǎo)沸石的結(jié)晶過程。
溶出過后，不進(jìn)行液固分離，直接把溶出液提溫晶化，晶化溫度93℃，晶化時(shí)間1.2小時(shí)。
晶化完畢，將結(jié)晶過濾、烘干得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例3導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為43g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為185g/l、氧化鈉含量為63g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩爾比11∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為12∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為330∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為44℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌27分鐘后靜置50小時(shí)，即得導(dǎo)向劑；本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，依次按下列步驟進(jìn)行把鈉硅渣過濾、洗滌、烘干后進(jìn)行配料，即配加氫氧化鈉，把氫氧化鈉和鈉硅渣按堿比為1.22進(jìn)行配料。
把混好的物料在980℃～1020℃的溫度下充分燒結(jié)，燒結(jié)2小時(shí)。
把燒結(jié)過的熟料磨細(xì)過180目篩后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示為98g/l，溶出所用的氫氧化鈉溶液中Na2O的當(dāng)量濃度為NK＝32g/l，溶出溫度為65℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間1.8小時(shí)，溶出時(shí)加入溶出液體積3％的導(dǎo)向劑來引導(dǎo)沸石的結(jié)晶過程。
溶出過后，不進(jìn)行液固分離，直接把溶出液提溫晶化，晶化溫度96℃，晶化時(shí)間2小時(shí)。
晶化完畢，將結(jié)晶過濾、烘干得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例4本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，依次按下列步驟進(jìn)行把鈉硅渣過濾、洗滌、烘干后進(jìn)行配料，即配加碳酸鈉，把碳酸鈉和鈉硅渣按堿比為1.13進(jìn)行配料。
把混好的物料在1010℃～1040℃的溫度下充分燒結(jié)，燒結(jié)1.8小時(shí)。
把燒結(jié)過的熟料磨細(xì)過130目篩后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示為104g/l，溶出所用的氫氧化鈉溶液中Na2O的當(dāng)量濃度為NK＝36g/l，溶出溫度為65℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間2小時(shí)，溶出時(shí)加入溶出液體積2％的導(dǎo)向劑來引導(dǎo)沸石的結(jié)晶過程。溶出過后，不進(jìn)行液固分離，直接把溶出液提溫晶化，晶化溫度92℃，晶化時(shí)間2小時(shí)。
晶化完畢，將結(jié)晶過濾、烘干得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
其它同實(shí)施例1。
實(shí)施例5導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為55g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為200g/l、氧化鈉含量為65g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩爾比13∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為13∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為310∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為52℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌25分鐘后靜置60小時(shí)，即得導(dǎo)向劑。
本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，依次按下列步驟進(jìn)行把鈉硅渣過濾、洗滌、烘干后進(jìn)行配料，即配加碳酸鈉，把碳酸鈉和鈉硅渣按堿比為0.9進(jìn)行配料。
把混好的物料在860℃～900℃的溫度下充分燒結(jié)，燒結(jié)2.5小時(shí)。
把燒結(jié)過的熟料磨細(xì)過130目篩后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示為75g/l，溶出所用的氫氧化鈉溶液中Na2O的當(dāng)量濃度為NK＝32g/l，溶出溫度為75℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間2小時(shí)，溶出時(shí)加入溶出液體積4.5％的導(dǎo)向劑來引導(dǎo)沸石的結(jié)晶過程。
溶出過后，不進(jìn)行液固分離，直接把溶出液提溫晶化，晶化溫度88℃，晶化時(shí)間1.5小時(shí)。
晶化完畢，將結(jié)晶過濾、烘干得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
實(shí)施例6導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為43g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為190g/l、氧化鈉含量為76g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩爾比12∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為12∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為310∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為48℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌50分鐘后靜置80小時(shí)，即得導(dǎo)向劑；本發(fā)明所述的用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，依次按下列步驟進(jìn)行把鈉硅渣過濾、洗滌、烘干后進(jìn)行配料，即配加氫氧化鈉，把氫氧化鈉和鈉硅渣按堿比為1.12進(jìn)行配料。
把混好的物料在990℃～1020℃的溫度下充分燒結(jié)，燒結(jié)2小時(shí)。
把燒結(jié)過的熟料磨細(xì)過160目篩后溶出，溶出熟料的添加量以固含量表示為95g/l，溶出所用的氫氧化鈉溶液中Na2O的當(dāng)量濃度為NK＝30g/l，溶出溫度為65℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間1.8小時(shí)，溶出時(shí)加入溶出液體積3.5％的導(dǎo)向劑來引導(dǎo)沸石的結(jié)晶過程。
溶出過后，不進(jìn)行液固分離，直接把溶出液提溫晶化，晶化溫度96℃，晶化時(shí)間2小時(shí)。
晶化完畢，將結(jié)晶過濾、烘干得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，其特征在于首先將鈉硅渣進(jìn)行凈化預(yù)處理，準(zhǔn)備導(dǎo)向劑備用，導(dǎo)向劑的配制配制氧化鋁含量為30～60g/l的鋁酸鈉溶液和氧化硅含量為160～200g/l、氧化鈉含量為50～80g/l的水玻璃，按Na2O和Al2O3的摩爾比(10～18)∶1，SiO2和Al2O3的摩爾比為(8～14)∶1，H2O和Al2O3的摩爾比為(280～350)∶1的比例計(jì)算好鋁酸鈉溶液、水玻璃、氫氧化鈉和水的用量，調(diào)節(jié)溫度為40～60℃，在強(qiáng)力攪拌下將四種原料混合，繼續(xù)攪拌10～60分鐘后靜置45～100小時(shí)，即得導(dǎo)向劑；然后依次按照以下步驟進(jìn)行(1)配料在鈉硅渣中配入碳酸鈉或氫氧化鈉，按堿量與鈉硅渣配比分別以其中的Na2O和Si2O+Al2O3的摩爾比為(0.9～1.30)∶1的比例配料混勻；(2)燒結(jié)將混合好的配料在800℃～1050℃的溫度下焙燒燒結(jié)得熟料；(3)溶出將燒結(jié)后的熟料粉碎，置于氫氧化鈉溶液中，并加入導(dǎo)向劑，進(jìn)行加熱溶出處理；(4)晶化將溶出液進(jìn)行提溫晶化完善4A氟石的結(jié)晶度，把結(jié)晶經(jīng)后處理得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于溶出處理中，燒結(jié)后的熟料粉碎至少過120目篩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于溶出處理中，導(dǎo)向劑的加入量為溶出液體積的1～6％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于溶出處理中加熱溫度為60～80℃，在攪拌下進(jìn)行，溶出時(shí)間1～3小時(shí)。
5根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于溶出熟料的添加量以固含量表示為50～150g/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于溶出用氫氧化鈉溶液的氧化鈉當(dāng)量濃度為23～40g/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于晶化溫度為85～98℃，晶化時(shí)間為1～3小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于導(dǎo)向劑中使用的鋁酸鈉溶液是堿-石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁過程中的中間產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)洗滌用4A沸石的方法，首先將鈉硅渣進(jìn)行凈化預(yù)處理，然后經(jīng)過配料、燒結(jié)、溶出、晶化等工序制得洗滌用4A沸石產(chǎn)品。本發(fā)明能夠利用氧化鋁生產(chǎn)中的副產(chǎn)品鈉硅渣生產(chǎn)出合格的洗滌用4A沸石產(chǎn)品，充分利用鈉硅渣，變廢為寶，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)后，可避免鈉硅渣在流程中的低效循環(huán)，提高氧化鋁生產(chǎn)的設(shè)備利用率，優(yōu)化氧化鋁生產(chǎn)流程，進(jìn)而降低氧化鋁的生產(chǎn)成本，也降低了洗滌用4A沸石的生產(chǎn)成本，而且本發(fā)明的產(chǎn)品4A沸石作為洗滌用添加劑，不含磷，是一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。
文檔編號C01B39/14GK1562748SQ20041002391
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月14日
發(fā)明者楊會賓, 劉國燕 申請人:山東鋁業(yè)股份有限公司