專利名稱：利用生產(chǎn)分子篩的副產(chǎn)物制備冰晶石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理生產(chǎn)分子篩的副產(chǎn)物的方法和一種制備冰晶石的方法。
用氟硅酸鹽液相硅取代法對(duì)Y型分子篩進(jìn)行改性(如US、4503023、4597956、4610856、4753910、4840779、4996034)是一種常用的生產(chǎn)高硅Y型分子篩的方法。在該方法中，液相中的硅元素進(jìn)入分子篩骨架，取代部分原有的鋁元素得到高硅Y型分子篩，同時(shí)，隨著分子篩中鋁元素的脫出而產(chǎn)生氟鋁酸鹽副產(chǎn)物，該副產(chǎn)物一般為晶體，并主要是(NH4)2NaAlF6如CN1056473A中提及的未知物。US4996034中曾提及含氟物絡(luò)合鋁后所產(chǎn)生的含氟副產(chǎn)物，有Na3AlF6和(NH4)3AlF6，它們均被溶于水中而進(jìn)入液相，但該專利沒有給出進(jìn)一步處理此副產(chǎn)物的方法。上述的含氟副產(chǎn)物如不進(jìn)行處理加以利用，將會(huì)造成環(huán)境的污染。
冰晶石主要用做煉鋁的助熔劑、農(nóng)作物的殺蟲劑、搪瓷乳白劑、玻璃和搪瓷生產(chǎn)用的遮光劑和助熔劑、樹脂橡膠的耐磨填充劑，還用于鐵合金和沸騰鋼的生產(chǎn)。制備冰晶石(Na3AlF6)的方法主要有(天津化工研究院等編《無機(jī)鹽工業(yè)手冊(cè)》，上冊(cè)730頁)1、堿法，將純堿、熒石、硅砂經(jīng)焙燒、粉碎、浸取后與硫酸鋁反應(yīng)而得到冰晶石。2、磷肥副產(chǎn)法，磷肥(如過磷酸鈣、鈣鎂磷肥)生產(chǎn)中的含氟廢氣經(jīng)回收成氟硅酸鈉后，再經(jīng)氨化、合成等工序而制得。3、干法，用氣體HF在400-700℃通過水合氧化鋁、氯化鈉或碳酸鈉，最后鍛燒，再與NaCl反應(yīng)制得。4、碳化法在鋁酸鈉及氟化鈉溶液中，通過CO2，亦可制得冰晶石。上述方法均需以純物質(zhì)為原料，制備步驟多，成本高。
本發(fā)明的目的是處理高硅Y型分子篩生產(chǎn)中產(chǎn)生的含氟副產(chǎn)物，消除環(huán)境污染，并將含氟副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品冰晶石。
中國專利CN1056473A中提及的含氟副產(chǎn)物晶體，經(jīng)進(jìn)一步分析檢測(cè)確認(rèn)為(NH4)2NaAlF6。由于上述副產(chǎn)物與產(chǎn)品高硅Y型分子篩之間的密度差較大，采用傾析法可以很容易地將其分離，得到的(NH4)2NaAlF6作為本發(fā)明的原料。
本發(fā)明的方法是將上述六氟鋁酸銨鈉在20-150℃溫度下，用鈉鹽水溶液進(jìn)行離子交換，然后經(jīng)過濾、洗滌和干燥得到冰晶石產(chǎn)品。上述方法中，離子交換溫度最好是在50-100℃下進(jìn)行，所采用的鈉鹽最好是氯化鈉水溶液，其濃度可以為0.25-2摩爾/升，最好為1摩爾/升，離子交換可以重復(fù)進(jìn)行2-4次，每次離子交換所用的氯化鈉與六氟鋁酸銨鈉的摩爾比為0.6∶1-5∶1，最好是2.5∶1，每次離子交換進(jìn)行0.5-4小時(shí)，最好是進(jìn)行1-2小時(shí)。
按照本發(fā)明的方法，用含氟副產(chǎn)物制備冰晶石的步驟如下1、將原料(NH4)2NaAlF6與一定濃度的氯化鈉水溶液混合制成漿液，并加熱到所需反應(yīng)溫度。
2、在攪拌的情況下，維持反應(yīng)溫度至一定時(shí)間。
3、對(duì)反應(yīng)后的混合物進(jìn)行沉降分離、抽濾。
4、對(duì)分離出的固狀物晶體重復(fù)上述步驟1-3。
5、最終產(chǎn)品進(jìn)行水洗、干燥。
在上述步驟中，增加離子交換次數(shù)，可以保證得到F、Al、Na含量足夠高的冰晶石，增加洗滌次數(shù)可以有效地降低產(chǎn)品中SlO2的含量，產(chǎn)品中不含SO
和P2O5。
采用本發(fā)明的方法可以制備出符合GB4291-84標(biāo)準(zhǔn)的冰晶石產(chǎn)品，方法簡便易行，成本低，同時(shí)解決了生產(chǎn)高硅Y型分子篩副產(chǎn)物的污染問題。
實(shí)例一在一只三口瓶中加入100克含氟副產(chǎn)物，加入600毫升1.7mol/l的氯化鈉水溶液，制成漿液，加熱到70℃，在攪拌條件下，離子交換1小時(shí)，靜置、過濾，再加入600毫升1.7mol/l的氯化鈉水溶液重復(fù)交換1小時(shí)，最后過濾和干燥。
最終產(chǎn)品經(jīng)X光衍射，證明產(chǎn)品為冰晶石，化學(xué)分析結(jié)果F54.3w%、Al12.5w%、Na31.2%、H2O0.04w%、SlO20.21w%、Fe2O30.01w%。
實(shí)例二在一只三口瓶中加入100克含氟副產(chǎn)物，加入600毫升1.6mol/l的氯化鈉水溶液，制成漿液，加熱到26℃，攪拌下離子交換1小時(shí)，重復(fù)交換一次，最終產(chǎn)品化學(xué)分析結(jié)果F53.76w%、Al13.08w%、Na26.9w%、H2O0.25w%、SlO2+Fe2O30.69w%。
實(shí)例三同實(shí)例一，只是離子交換在50℃下進(jìn)行3次，每次進(jìn)行1.2小時(shí)。經(jīng)X光衍射證明產(chǎn)品為冰晶石，化學(xué)分析結(jié)果F53.76w%、Al13.07w%、Na31.1w%、SlO20.12w%、Fe2O30.01w%。
實(shí)例四在一只三口瓶中加入100克含氟副產(chǎn)物，加入800毫升1.7mol/l的氯化鈉水溶液，制成漿液，加熱到60℃，在攪拌條件下離子交換1.5小時(shí)，靜置、過濾;重復(fù)上述步驟兩次，最后進(jìn)行洗滌和干燥。產(chǎn)品組成F53.85w%、Al13.07w%、Na30.1w%、SlO2+Fe2O30.13w%、H2O30.26w%。
實(shí)例五在一反應(yīng)釜中加入含氟副產(chǎn)物60kg，加入3m30.42mol/l的氯化鈉水溶液，在68℃下離子交換三次，每次1小時(shí)，每次離子交換后靜置10分鐘，濾除液體后再進(jìn)行下一次交換，最后經(jīng)水洗和干燥，得到冰晶石77kg。產(chǎn)品組成F54.0w%、Al13.0w%、Na29.32w%、SlO20.45w%、Fe2O30.043w%、H2O0.40w%。
權(quán)利要求
1.一種利用生產(chǎn)分子篩的副產(chǎn)物制備冰晶石的方法，其特征在于以生產(chǎn)高硅Y型分子篩副產(chǎn)物(NH4)2NaAlF6為原料，在20-150℃溫度用鈉鹽水溶液進(jìn)行離子交換，然后過濾和干燥，得到冰晶石產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于離子交換溫度最好是50-100℃。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于所用鈉鹽水溶液是氯化鈉水溶液。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于離子交換所用氯化鈉水溶液濃度為0.25-2摩爾/升，最好為1摩爾/升，離子交換可以重復(fù)進(jìn)行2-4次。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于每次離子交換所用的氯化鈉與六氟鋁酸銨鈉的摩爾比為0.6∶1-5∶1，最好是2.5∶1。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于每次離子交換進(jìn)行0.5-4小時(shí)，最好是1-2小時(shí)。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于對(duì)離子交換后的固狀物進(jìn)行洗滌，然后過濾和干燥。
全文摘要
一種利用生產(chǎn)高硅Y型分子篩的含氟副產(chǎn)物制備冰晶石的方法。本發(fā)明是將上述含氟副產(chǎn)物用鈉鹽進(jìn)行離子交換，然后進(jìn)行過濾和干燥，即得到冰晶石產(chǎn)品。本發(fā)明同時(shí)還是解決高硅Y型分子篩生產(chǎn)過程中含氟副產(chǎn)物污染問題的最佳方案。
文檔編號(hào)C01B39/00GK1085523SQ9211104
公開日1994年4月20日 申請(qǐng)日期1992年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月14日
發(fā)明者丁連會(huì), 葛在貴, 關(guān)明華 申請(qǐng)人:中國石油化工總公司撫順石油化工研究院