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粉煤灰制分子筛技术与工艺优点

分子筛是用纯碱、氢氧化铝、硅酸钠等人工合成的一种泡沸石晶体,其中含有大量的水。当把它加热到一定的温度时,水分子被脱去而形成一定大小的孔洞。它具有很强的吸附能力,能把小于孔洞的分子吸进孔内,而把大于孔洞的分子挡在孔外,这样就把大小不同的分子进行了筛分。分子筛广泛用于各种气体和液体的脱水、干燥(烘干)、气体的分离、净化,液体的分离纯化及其他石化工业中。

为了节约制造成本,早在20世纪70年代初,人们就用粉煤灰、纯碱为主要原料,再配适量氢氧化铝研制并生产了4A分子筛。现将制备过程及工艺情况介绍如下。

一、原料的要求和配比

4A分子筛的硅、铝比近似等于2,而一般电厂排出的粉煤灰达不到此要求,因此,要求通过计算,给粉煤灰补加铝钒土或氢氧化铝。粉煤灰细度要求通过100~200目筛,氢氧化铝和纯碱需要在120℃下烘干2~3h。原料的配比为粉煤灰:纯碱:氢氧化铝=1:1.5:0.13.

二、粉煤灰制分子筛的工艺过程如下:

·将调好的粉煤灰等混合物料在800~900℃之间进行高温煅烧0.5~2h,使其中的SIO2、AL2O3、AL(OH)3、NA2CO3进行充分反应。最终烧结产物为浅绿色,原因是由于粉煤灰中的的fe2o3在煅烧过程中生成亚铁盐。

·将烧结物粉碎至通过100~200目筛,并按料:水=1:10或1.5:10进行水热合成。第一阶段在50~60℃搅拌反应0.5h后,取液分析碱度,确保碱浓度为1mol/L;第二阶段提高到75~80℃晶化5~7h;第三阶段在96~100℃继续晶化反应1~2h;

·将水热合成产物用水洗涤,然后加粘土成型。

·将成型的分子筛在90~100℃烘干后,进入活化炉在450~550℃活化,即为成品,其工艺流程见图:(纯碱、粉煤灰、氢氧化铝)→混合焙烧→粉碎→成品

需要注意的是,粉煤灰作为代用料生产A型分子筛易生成杂晶,这种杂晶一般为羟基方钠石,特别在高浓度的碱液中、高温下最容易生成。因此,必须严格控制碱的浓度和晶化温度、反应速度。

三、用粉煤灰制分子筛的优点:

(1)节约原则。
此工艺生产1吨粉煤灰分子筛可节约0.4~0.5吨氢氧化铝,1.2吨水玻璃,0.6吨烧碱。

(2)工艺简单。
此工艺省去了稀释,沉降、浓缩、过滤等烦琐流程,并省去了化铝釜、化硅釜、真空泵等设备。

(3)质量好。
此工艺在主要指标方面达到甚至超过由化工原料合成的分子筛,该分子筛特别适用于制富氧空气。

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