4A沸石的生产及应用课件.ppt

1、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12.3210-12

2、m。4A沸石的生产 国外的生产工艺国外的生产工艺：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

3、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

4、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NaO

5、H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

6、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沸石的应用沸石的应用 4A沸石在洗涤剂中的应用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沸石的应用沸石的应用 4A沸石在洗涤剂中的应用沸石在洗涤剂中的应用 4A沸石作为洗涤剂助

7、剂应具备以下特点：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；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。少对洗衣机筒内壁的磨损。4A沸石的应用沸石的应用 4A沸石在污水处理中的应用沸石在污水处理中的应用 4A

8、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沸石的应用沸石的应用 4A沸石的其他用途：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。4A沸石的应用沸石的应用 由于环境保护日益受到重视，洗涤剂中的三聚磷酸钠将逐渐被取代，4A沸石的市场需求会有很大的增长，因此尽快形成合理高效的工业化生产路线成为迫切。此外，利用4A沸石转型可以得到在工业、农业、医药和环保等方面有广泛用途的新型4A沸石。