A沸石的生产及应用.ppt

4A沸石的生产及应用,4A沸石的生产,沸石名称的由来： 1756年瑞典矿物学家Cronstedt F A F在瑞典Lappmak的Svappavari铜矿发现一种形态美丽的晶体，因为它在进行吹管分析加热时具有独特的发泡特性，根据意思为“沸腾的石头”，所以他把这种新矿物命名为“Zeolite”，即“沸石”。,4A沸石的生产,4A沸石的化学组成 ： 4A合成沸石是一种晶状硅铝化合物,分子式为：Na12AlO2(SiO2)1227H2O。是由硅铝氧四面体单元形成的8个立方八面体和12个正四面体组成的和笼相连接的结构,其自由直径为4.210-12m，所以叫4A沸石，晶胞常数a为12.3210-12m。,4A沸石的生产,国外的生产工艺 ： 1959年美国联合碳化物公司首先开始4A沸石的工业化研制，并进行了代替三聚磷酸钠的应用研究。1966年开发了水热合成法生产4A沸石产品，1977年美国P&G公司开发了海潮牌(Tide) 4A沸石助剂。此后，日本的花王牌4A沸石及水泽公司的狮牌4A沸石产品相继问世，至此形成了世界5大名牌产品的4A沸石生产线。目前，世界上4A沸石工业化的工艺路线大致有以下几种：,4A沸石的生产,以德国Henkel公司为代表的以氢氧化铝、硅酸钠和苛性碱为原料的水热合成工艺。,4A沸石的生产,此后日本的东洋曹达公司、美国的P&G公司以及荷兰的阿克苏公司等均用该工艺生产4A沸石，世界上用该工艺生产的4A沸石占全世界产量的90 %以上。该工艺流程简单，产品质量稳定，再加之德国的Y型管合成专利技术以及日本的高速混合器专利技术，形成了各自独特的水热合成工艺。该工艺的缺点原料成本高，由于国际上二次能源危机而使原料价一再上涨，所以4A沸石的生产成本昂贵。,4A沸石的生产,以美国联合碳化物公司为代表的高岭土转化合成路线 该工艺以高岭土为原料，在600800下进行氯化焙烧后进行补碱溶出、成胶和结晶后得4A沸石。该工艺的特点是：原料来源广，艺简简单，生产成本较低。存在的问题是：对高岭土要求苛刻，产品质量不稳定，往往是密度高、粒度、白度不合格，且氯化技术难度大，易造成环境污，产品的市场竞争力不强。同时由于密度高不适用通洗衣粉使用，故多不被世界各国采用。,4A沸石的生产,以日本水泽公司为代表的膨润土酸处理工艺技术 该工艺的实质还是水热合成法，其不同仅是日本是出于资源和能源的考虑，而用膨润土为硅源进行酸处理除铁后生产硅酸钠，再加铝酸钠和氢氧化钠进行水热合成。因此，该工艺多弊无利，除原成本高外，还增加了酸处理过滤洗涤困难和环境污染等问题。,4A沸石的生产,国内的生产工艺 国内从1979年开始以宁夏轻工研究所为代表的，以膨润土为原料的水热合成研究。其工艺流程与日本水泽公司的方法相同，即用膨润土为原料，经H2SO4处理，加NaOH溶出制取硅酸钠后，补加Al(OH)3和NaOH进行水热合成，因此它除了存在上述成本高、酸处理过滤洗涤困难和环境污染外，在国又增加了Al(OH)3和NaOH原料供应及价格昂贵等问题。,4A沸石的生产,高岭土直接转化法。研制生产单位有几十家，采用的工艺大致为高岭土经600800焙烧，加NaOH溶出后，胶化转型得到4A沸石。出现的问题是：高岭土原料未按美国碳化物公司的方法氯除杂；国内难以制造一个温度场均匀和连续性的热型窑炉；高岭土含铁量决定了产品的白度，因此对原料要求十分刻薄；产品粒度要达到要求，必增加超细粉碎，致使成本加大；产品堆密度大。由于种种原因，高岭土转化法在国内没有工业化。,4A沸石的生产,国内采用Al(OH)3、硅酸钠和NaOH的水热合法工艺流程。目前由中国铝业山东分公司经10余年研究后与轻工部合建了年产2万t的生产线,利用本厂Al2O3生产过程中的铝酸钠溶液，和外购硅酸钠进行水热法合成。,4A沸石的生产,山西榆次昶力高科有限股份公司采用铝矾土为原料，制取铝酸钠溶液，以低速紊流混合搅拌器进行水热合成法生产4A沸石。,4A沸石的应用,4A沸石在洗涤剂中的应用 4A沸石作为洗涤剂助剂的作用，主要是交换水中钙离子产生软化水，去除污垢和防止污垢再沉积。4A沸石替代三聚磷酸钠作洗涤剂助剂，对解决环境污染有着重大作用。,4A沸石的应用,4A沸石在洗涤剂中的应用 4A沸石作为洗涤剂助剂应具备以下特点：白度高，配入洗涤剂不影响商品外观；在硬水中的钙离了交换速度快交换容量大，可以迅速降低洗涤水硬度，充分发挥活性物的去污作用；颗粒度小，在水中分散及悬浮性能良好，这样不仅可以减少沸石在被洗涤织物上的附着量，并且可减少对洗衣机筒内壁的磨损。,4A沸石的应用,4A沸石在污水处理中的应用 4A沸石可以去除污水中的NH3-N及Pb2+ ,Cu2+、Zn2+及Cd2+等。工农业、民用及水产畜牧业排出的污水中含有氨态氮，不仅危害鱼类等的生存、污染养殖环境，而且促进藻类生长，导致江河湖泊的阻塞。由于4A沸石对NH4+的高选择性交换，已成功应用于该领域。来源于金属矿山、冶炼厂、金属表面处理和化学工业等部门排放的污水，其中所含重金属离了对人体危害极大。用4A沸石处理这些污水除了能保证水质合格外，还能回收重金属离了。,4A沸石的应用,4A沸石的其他用途： 硬水软化剂：可以代替目前我国广泛使用的磺化煤，从而降低成本。 分离剂：分离、提取卤水中的钾、艳等。 4A沸石在农业上用来改良土壤，在工业上用于富集、分离和提取等工艺过程，在环境保护中用于处理工业和城市污水等，在石化工业上具有广泛的用途，作为催化剂、干燥剂、吸附剂及苯烃分离触媒等用途也愈来愈广泛。,4