一種紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備13x的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備沸石13X的方法，涉及環(huán)境、化工、材料【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法包括以下步驟：首先將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉研磨后，按一定比例混合均勻，堿融反應(yīng)一段時(shí)間，堿融產(chǎn)物經(jīng)水溶、水熱反應(yīng)、過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟，最終制得沸石13X。本發(fā)明的原料價(jià)格低廉、工藝流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)品附加值高，適于推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備13X的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境、化工、材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備沸石13X的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]沸石13X型沸石屬于FAU類型，立方晶系，空間群為Fd3m。沸石13X因其孔道和孔穴大小均一，比表面積高、交換性能、吸附性能及催化性能優(yōu)良等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于氣體吸附分離和催化領(lǐng)域。在氣體吸附分離方面，沸石13X用于空氣分離中的氣體凈化，脫除水和二氧化碳、天然氣、液化石油氣、液態(tài)烴的干燥和脫硫等。特別是，沸石13X的C02/N2的吸附選擇性能很強(qiáng)，是公認(rèn)的變壓吸附法分離煙氣中CO2的最理想的吸附劑之一。
[0003]目前商業(yè)沸石13X的制備方法主要是用化工原料通過(guò)傳統(tǒng)的水熱法合成的，能夠提供硅源和鋁源的化合物是合成沸石13X的主要反應(yīng)原料。使用的鋁源主要包括活性氧化鋁、氫氧化鋁、鋁酸鈉及各種鋁的無(wú)機(jī)鹽類等；使用的硅源主要包括水玻璃、硅膠、硅酸鈉、硅酸酯類及納米二氧化硅等。因而，商業(yè)沸石13X的制備受原料來(lái)源的制約，原料價(jià)格較高。利用固體廢棄物和廉價(jià)的礦物為原料制備沸石13X，不僅可大幅降低沸石13X的合成成本，而且可實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的高附加值利用，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義。
[0004]本發(fā)明分別以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為硅源和鋁源，采用堿融水熱法制備沸石13X，顯著地提高了紅土鎳礦的產(chǎn)品附加值，同時(shí)降低了沸石13X的制備成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備沸石13X方法，使用的原料價(jià)格低廉、操作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品附加值高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果如下:
本發(fā)明以紅土鎳礦酸浸渣為硅源，采用堿融水熱法制備了沸石13X，使用設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)紅土鎳礦實(shí)現(xiàn)高附加值綜合利用具有重要的實(shí)際意義。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
本發(fā)明提出了一種以紅土鎳礦酸浸渣為硅原料制備沸石13X的方法，其工藝流程如圖1中所示，其特征在于:該方法步驟如下:
(I)將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為1.Γ2.5:
1、硅鋁摩爾比n(S12) Ai(Al2O3)為3.(Γ4.0:1混合均勻，在45(T650°C溫度下堿融反應(yīng)f4h，然后按體系的水鈉摩爾比n (H2O) Ai(Na2O)為30飛0:1的量加入水，得到懸浮液。
[0008]涉及的化學(xué)反應(yīng)為:
Na0H+xAl203*ySi02 — Na2Si03+Na2A102
(2)將步驟(I)得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于6(Γ100?下晶化6?24 h，冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終制得沸石13X。
[0009]涉及的化學(xué)反應(yīng)為:
Na0H+Na2Si03+NaA102+H20 —沸石 13X
紅土鎳礦酸浸渣為紅土鎳礦經(jīng)硫酸或硫酸銨焙燒后，焙燒熟料經(jīng)水浸、過(guò)濾得到的固體廢物。
[0010]所得沸石13X的純度為80%以上。
[0011]實(shí)施例1
將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為1.4:1、硅鋁摩爾比n (S12) /n (Al2O3)為3:1混合均勻，在650°C溫度下堿融反應(yīng)lh，然后按體系的水鈉摩爾比n (H2O) Ai(Na2O)為30:1的量加入水，得到懸浮液；將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于60°C下晶化24 h，冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終制得沸石13X。
[0012]實(shí)施例2
將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為1.6:1、硅鋁摩爾比n(S12) Ai(Al2O3)為3.5:1混合均勻，在600°C溫度下堿融反應(yīng)2h，然后按體系的水鈉摩爾比n(H2O) Ai(Na2O)為40:1的量加入水，得到懸浮液；將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于80°C下晶化12 h，冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終制得沸石13X。
[0013]實(shí)施例3
將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為2:1、硅鋁摩爾比n(Si02)/n(Al203)為3.8:1混合均勻，在550°C溫度下堿融反應(yīng)2h，然后按體系的水鈉摩爾比n (H2O) Ai(Na2O)為50:1的量加入水，得到懸浮液；將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于90°C下晶化12 h，冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終制得沸石13X。
[0014]實(shí)施例4
將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為2.5:1、硅鋁摩爾比n(S12)/n(Al2O3)為4.0:1混合均勻，在450°C溫度下堿融反應(yīng)4h，然后按體系的水鈉摩爾比n(H2O) Ai(Na2O)為60:1的量加入水，得到懸浮液；將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于100°C下晶化6h，冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終制得沸石13X。
【權(quán)利要求】
1.一種以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備沸石13X的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將紅土鎳礦酸浸渣、鋁土礦和氫氧化鈉按鈉硅摩爾比n(Na2O) Ai(S12)為1.Γ2.5:1、硅鋁摩爾比n(S12) Ai(Al2O3)為3.(Γ4.0:1混合均勻，在45(T650°C溫度下堿融反應(yīng)f4h，然后按體系的水鈉摩爾比n (H2O) Ai(Na2O)為30飛0:1的量加入水，得到懸浮液； (2)將步驟(I)得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于6(Γ100?下晶化6?24h，冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終制得沸石13X。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備沸石13X的方法，其特征在于:步驟(I)所述的紅土鎳礦酸浸渣為紅土鎳礦經(jīng)硫酸或硫酸銨焙燒后，所得焙燒熟料經(jīng)水浸、過(guò)濾得到的濾渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以紅土鎳礦酸浸渣和鋁土礦為原料制備沸石13X的方法，其特征在于:步驟(2)所述的沸石13X的純度達(dá)到80%以上。
【文檔編號(hào)】C01B39/22GK104291355SQ201310305200
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月20日
【發(fā)明者】劉麗影, 杜濤, 車帥, 楊凡, 張勝東 申請(qǐng)人:東北大學(xué)