專利名稱：一種改進分子篩吸附劑強度的成型方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改進分子篩吸附劑強度的成型方法，具體地說，是一種用水玻璃(硅酸鈉)溶液為液體粘結劑使分子篩成型的方法。
分子篩的種類和型號很多，工業(yè)上應用最多的是A型，X型和Y型。分子篩的顆粒直徑在10μm左右，為了使用方便，通常用粘結劑將粉狀分子篩加工成毫米級條狀或球狀顆粒，這就是分子篩成型。分子篩成型需要加入一定量的粘結劑，粘結劑一般分為液體粘結劑和固體粘結劑。成型時對粘結劑的基本要求有兩點，一是粘結劑須為惰性物質，不與分子篩起化學反應，二是成型后的顆粒，要有較好的耐壓強度和耐磨強度，且不掉粉末。
本發(fā)明的目的是提供一種分子篩吸附劑的成型方法，在該成型方法中，用粘土為固體粘結劑，水玻璃液為液體粘結劑，且在成型過程中，工藝簡單，使成型后的產(chǎn)品強度較高，耐水浸泡，且表面不掉粉末。
本發(fā)明的成型方法中，固料中分子篩粉用量為80～85％(重量)，粘土為15～20％(重量)，作為液體粘結劑的水玻璃液濃度Na2O 0～72g/l，SiO20～213g/l，最佳選擇的水玻璃液濃度Na2O 11～13g/l，SiO235～38g/l。
本發(fā)明的成型方法中，浸泡前分子篩小球的附著水(分子篩顆粒，粘結劑顆粒之間的水)含量為10～40％(重量)。最可選擇的附著水含量為20～25％(重量)。這樣的小球浸泡時不裂，易干，易操作。若小球含水量過高，浸泡后彼此粘在一起，不易操作，若小球含水量過少，浸泡時易裂。浸泡時間為10～60秒，最可選擇的浸泡時間為20～30秒。浸泡的目的是在小球表面形成很薄的一層硅酸納膜，若浸泡時間過短，膜不能完整地形成，若浸泡時間過長，形成的膜過厚，將影響小球的吸附速度。
本發(fā)明的成型方法中，干燥和焙燒是個重要過程。因為剛成型的濕球含有較多的附著水，干燥過程中，水分逸出方式可有蒸發(fā)和沸出兩種，過熱的沸騰水容易破壞小球的結構。即使是蒸發(fā)方式，水失去太快，小球的強度就差，甚至裂開，選擇一個合適的失水速度進行干燥是很重要的。實驗證明，附著水完全失去的時間在4～40小時，尤其在8～12小時，則可獲得較好的耐壓強度。焙燒過程中的升溫是個關鍵，因為隨著溫度的升高粘土將被燒結，小球產(chǎn)生一定的強度。如果溫度突然升高到焙燒溫度，粘土燒結太快，因受熱不均而產(chǎn)生應力，小球強度變差，另一方面，由于升溫太快，小球中的水分將在短時間內逸出，小球表面受高溫水蒸汽的處理，可能形一層無定形的膜，將降低分子篩小球的吸附速度。實驗證明，在4小時內升溫到焙燒溫度，小球有較高的強度和吸附速度。本發(fā)明的具體成型方法如下(1)按80％的分子篩粉(干基)和20％的粘土(干基)的比例，稱取一定量的分子篩粉和粘土，碾碎混均，過100目篩子，用稀水玻璃液(Na2O 12.4g/l，SiO236.8g/l)作液體粘結劑，在糖衣機上成小球，當小球直徑為5毫米時，噴少量水玻璃液，加固15～30分鐘。
(2)成型后的小球，經(jīng)晾曬，當附著水含量為20～25％時，用水玻璃液(Na2O 31g/l，SiO292g/l)浸泡20～30秒。
(3)浸泡后的小球，經(jīng)晾曬，表面發(fā)白，放入烘箱干燥，先60℃下干燥4～6小時，升溫到120℃，干燥8～12小時，含水量低于15％時，再放入焙燒爐焙燒。在焙燒爐內，先升溫到200℃，恒溫1小時，再升溫到300℃，恒溫1小時，然后升溫到500～600℃，恒溫1～6小時，以550～570℃恒溫2～3小時為宜。降溫后，密封包裝在鐵桶內待用。這樣制備的A型分子篩吸附劑吸水量大于20.5％，X型分子篩吸附劑吸水量大于23.5％，顆粒耐壓強度大于65N/mm2，不掉粉末，耐水浸泡。
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明的成型方法，但并非限于這些例子。
實例1. 4A分子篩成型(1)原料(A)4A分子篩粉80Kg，吸水量大于25％(B)粘土(山西泉羊坩土)20Kg(C)稀水玻璃液(Na2O 12.4g/l，SiO236.8g/l)(D)水玻璃液(Na2O 31g/l，SiO292g/l)(2)操作步驟先將原料A和B碾碎混均，過100目篩子，用C作液體粘結劑，在直徑1米的糖衣機上成小球，當小球直徑為5毫米時，再加上少量液體粘結劑，繼續(xù)轉動，加固15～30分鐘，將小球取出，經(jīng)晾曬，當小球附著水含量為20～25％時，將小球在D中浸泡20～30分鐘，經(jīng)晾曬，小球表面變白時，將小球放入烘箱，在60℃下干燥4～6小時，再升溫到120℃，干燥8～12小時。當小球水含量低于15％時，放入焙燒爐進行焙燒，在焙燒爐內，先在200℃下，恒溫1小時，再升溫到300℃，恒溫1小時，然后升溫到570℃恒溫3小時。測得4A小球的吸水量為20.8％，顆粒耐壓強度為100N/mm2，不掉粉末(用手抓一把小球，掌面上看不到白粉印)。
實例2. 4分子篩成型在實例1中，只將原料(D)變?yōu)檩^濃的水玻璃液(Na2O 62g/l，SiO2184g/l)，其余操作不變，測得的耐壓強度為101N/mm2，不掉粉末，而飽和吸水量僅為18.7％。
實例3. 4A分子篩成型在實例1中，只將原料(D)變?yōu)檩^的水玻璃液(Na2O 15g/l，SiO246g/l)其余操作不變，測得的顆粒耐壓強度為99N/mm2飽和吸水量為20.6％，略有掉粉末現(xiàn)象。
實例4. 4A分子篩成型在實例1中，取消小球用水玻璃液浸泡這一步驟，其余操作不變，測得的小球顆粒耐壓強度為100N/mm2，飽和吸水量為20.6％，明顯掉粉末。
實例5. 5A分子篩成型在實例1中，只將4A分子篩變?yōu)?A分子篩，其余操作不變，測定的小球顆粒耐壓強度為99N/mm2，飽和吸水量為21.0％，無掉粉末現(xiàn)象。
實例6. 3A分子篩成型在實例1中，只將4A分子篩變?yōu)?A分子篩，其余操作不變，測定的小球顆粒耐壓強度為99N/mm2，飽和吸水量為20.4％，無掉粉末現(xiàn)象。
實例7. X型分子篩成型在實例1中，只將4A分子篩變?yōu)?3X型分子篩，其余操作不變，測定的小球顆粒耐壓強度為80N/mm2，飽和吸水量為23.8％，無掉粉末現(xiàn)象。
由上述實例，按本發(fā)明提供的方法，使用粘土為固體粘結劑，稀水玻璃液為液體粘結劑，用滾球方法成型，經(jīng)晾曬，當附著水量為20～25％時，用稍濃的水玻璃液浸泡20～30秒，干燥焙燒后，分子篩小球不掉粉末，顆粒耐壓強度較好，且耐水浸泡。這個方法解決了分子篩吸附劑的掉粉末問題，是個行之有效的改進分子篩吸附劑強度的方法，也是本發(fā)明的優(yōu)點所在。
權利要求
1.一種改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于液體粘結劑為水玻璃液及成型后的顆粒經(jīng)過一個用液體粘結劑浸泡的過程。
2.按權利要求1所述的改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于液體粘結劑水玻璃液的濃度為Na2O 0～72g/l，SiO20～213g/l，最可選擇的水玻璃液濃度為Na2O 11～13g/l，SiO235～38g/l。
3.按權利要求1所述的改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于浸泡小球用的水玻璃液濃度為Na2O 6～72g/l，SiO220～213g/l，最可選擇的水玻璃液濃度為Na2O 12～31g/l，SiO236～92g/l。
4.按權利要求1所述的改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于浸泡前小球的附著水含量為10～40％(重量)，最可選擇的附著水含量為20～25％(重量)。
5.按權利要求1所述的改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于小球浸泡時間為10～60秒，最可選擇的浸泡時間為20～30秒。
6.按權利要求1所述的改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于小球干燥時，附著水完全失去的時間為4～40小時，最可選擇的附著水完全失去的時間為8～12小時。
7.按照權利要求1所述的改進分子篩吸附劑強度的成型方法，其特征在于焙燒時，升溫時間為1～6小時，最可選擇的升溫時間為3～4小時，焙燒溫度為500～600℃，最可選擇的焙燒溫度為550～570℃，在焙燒溫度的恒溫時間為1～6小時，最可選擇的恒溫時間為2～3小時。
全文摘要
本發(fā)明為一種分子篩成型方法,采用粘土為固體粘結劑,水玻璃液為液體粘結劑,用糖衣機滾球成型。在干燥過程中,小球用水玻璃液浸泡20～30秒,經(jīng)晾曬,干燥,焙燒。成型產(chǎn)品強度較好,表面不掉粉。
文檔編號B01J20/18GK1248488SQ9811336
公開日2000年3月29日 申請日期1998年9月24日 優(yōu)先權日1998年9月24日
發(fā)明者伍國忠, 廖青剛 申請人:廣州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)商業(yè)服務總公司