專利名稱：一種利用鋁硅濾渣合成l型分子篩的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于沸石分子篩水熱合成技術，更具體地說是利用鉀霞石粉體提鉀后剰余的鋁硅濾渣水熱合成L型分子篩的方法。
背景技術：
L型分子篩是一種人工合成沸石，由Breck和Flanigen在1965年首次合成。L型分子篩具有獨特的吸附和催化性能，還具有良好的熱穩(wěn)定性，廣泛用于石油エ業(yè)裂化、重整、芳構化、烷基化等過程的催化劑。傳統(tǒng)合成L型分子篩采用硅溶膠、白炭黒、硅酸鉀或娃酸鈉為娃源，用招酸鈉、招酸鉀或氫氧化招為招源，氫氧化鉀或氫氧化鈉為堿源，配成一定組成的鋁硅酸鉀或鋁硅酸鉀鈉混合物，在100-150°C的條件下晶化制得。通常反應混合物的組成為:Si02/Al203 (摩爾比)為10-30，M20/Si02 (摩爾比)為0.3-0.7，H20/M20 (摩爾比)為15-135，K20/M20 (摩爾比)為0.3-1.0，(M，代表K或者K和Na)。采用傳統(tǒng)的方法合成L型分子篩投料硅鋁比高，造成硅源極大的浪費，且晶化時間長，相應地L型分子篩的產率低,生產成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供了ー種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的方法。該方法以鋁硅濾渣為原料，添加硅酸鉀 溶液為補充硅源，使反應混合物中SiO2Al2O3的摩爾比為6-7，大大降低了硅鋁質組分的投料比，并且原料成本低廉，合成エ藝簡單易行，降低了合成L型分子篩的成本。為了實現上述目的，該エ藝通過以下步驟實現:將鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水按一定比例攪拌均勻，向該混合物體系中加入導向劑，充分攪拌后裝入帶聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在150-170°C的條件下進行水熱晶化反應，反應結束后冷卻過濾，用蒸懼水洗漆至濾液pH值為9-10,濾餅干燥后即為L型分子篩。所采用的水一般為蒸餾水即可。所述的硅酸鉀溶液中K2O的質量分數為10%_12%，SiO2的質量分數為23-25%。所述的鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水組成的混合物體系的組成為SiO2/Al2O3的摩爾比為6-7，K20/Si02的摩爾比為0.3-0.4，H20/Si02的摩爾比為13-18。所述的導向劑的組成為:5.7Na20 5.4K20 Al2O3 30Si02 500H20 (摩爾比)。所述的導向劑的加入量為鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水組成的混合物總質量的2%-10%。所述的水熱晶化的時間為8-20h。本發(fā)明采用鋁硅濾渣是鉀霞石制備硫酸鉀后剩余的鋁硅質濾渣，該エ藝已向國家知識產權局專利局提出發(fā)明專利申請:“ー種利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝”，申請?zhí)枮?201110064828.X，申請人為:中國地質大學(北京)。本發(fā)明是采用鉀霞石制備硫酸鉀后剩余的招娃質濾洛為原料，加入娃酸鉀溶液為補充娃源，使反應混合物中SiO2Al2O3的摩爾比為6-7，顯著地降低了合成L型分子篩硅鋁的投料比，減少了硅源化合物的浪費。同時，提高了鋁硅濾渣的產品附加值。其中，在該利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝中，是采用鉀霞石粉體、水和硫酸按質量比為1:4-7:0.5-1混合均勻，其中，硫酸的質量濃度為20 40% ;混合后進行酸溶反應，反應結束后過濾分離，過濾分離后，將濾液蒸發(fā)結晶，制得農用硫酸鉀產品；而過濾分離后得到的濾渣為本發(fā)明所采用的鋁硅濾渣。而在“ー種利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝”(申請?zhí)枮?201110064828.X)中，所采用的鉀霞石粉體可以用鉀長石粉體為原料經水熱處理獲得，該エ藝已向國家知識產權局專利局提出發(fā)明專利申請:“利用鉀長石粉體水熱合成六方鉀霞石的方法”(申請?zhí)?201010543249.9)，申請人為:中國地質大學(北京)。其鉀長石原料來源廣泛，生產成本低廉。該以鉀長石粉體為原料水熱合成六方鉀霞石的方法的具體技術方案是:將鉀長石礦石經破碎和粉磨后，制得鉀長石粉體，鉀長石粉體的粒度為-200目>95wt% ;將氫氧化鉀與氫氧化鈉配成的堿液與鉀長石粉體混合，在220 280°C的條件下水熱反應2 8h，經過濾、洗滌和干燥，制得六方鉀霞石粉體；其中，堿液的濃度為8 12M，堿液中NaOH與KOH的摩爾比為7/3 0/10 ;其中，NaOH與KOH的摩爾比為0/10時，此該堿液中的NaOH為0 ;在堿液與鉀長石粉體的質量比為2 8，并在水熱反應過程中進行攪拌，攪拌速率為100 200轉/分。所制得的六方鉀霞石粉體在“ー種利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝”(申請?zhí)枮?201110064828.X)中可以作為原料直接使用。在所制得的六方鉀霞石粉體中的氧化鉀的含量在26.0wt%以上；氧化 鈉的含量在1.2wt%以下，也符合“ー種利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝”(申請?zhí)枮?201110064828.X)所使用的鉀霞石中的對氧化鉀的含量和氧化鈉的含量的要求(即氧化鉀的含量在26.0wt%以上；氧化鈉的含量在1.2wt%以下)，同時，所制得六方鉀霞石粉體的粒度小于328目(即48um)，也符合“ー種利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝”(申請?zhí)枮?201110064828.X)所使用的鉀霞石中的對粒度的要求。因此，發(fā)明專利申請名為“利用鉀長石粉體水熱合成六方鉀霞石的方法”(發(fā)明專利申請?zhí)?201010543249.9)所制得的鉀霞石粉體可以直接在“ー種利用鉀霞石粉體制取農用硫酸鉀的エ藝”(申請?zhí)枮?201110064828.X)中使用。


圖1為本發(fā)明的實施例1所制成的L型分子篩制品的X射線粉末衍射圖。圖2為發(fā)明的實施例1所制成的L型分子篩制品的掃描電鏡照片。
具體實施例方式實施例1表I鋁硅濾渣的化學成分分析結果wB%
權利要求
1.ー種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的方法，其特征在于:將鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水按比例混合攪拌均勻，向該混合物體系中加入導向劑，充分攪拌后裝入帶聚四氟こ烯內襯的不銹鋼反應釜中，在150-170°C的條件下進行水熱晶化反應，反應結束后冷卻過濾，用蒸餾水洗滌至濾液PH值為9-10，濾餅干燥后即為L型分子篩。
2.按照權利要求1所述的ー種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的方法，其特征在于:硅酸鉀溶液中K2O的質量分數為10%-12%，SiO2的質量分數為23-25%。
3.按照權利要求1所述的ー種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的方法，其特征在于:鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水組成的混合物體系組成為SiO2Al2O3的摩爾比為6-7，K20/Si02的摩爾比為0.3-0.4，H20/Si02的摩爾比為13-18。
4.按照權利要求1所述的ー種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的方法，其特征在于:導向劑的組成為:5.7Na20 5.4K20 Al2O3 30Si02 500H20 (摩爾比)。
5.按照權利要求1所述的ー種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的方法，其特征在于:導向劑的加入量為鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水組成的混合物總質量的2%-10%。
6.按照權利要求1所述的ー種利用 鋁硅渣合成L型分子篩的方法，其特征在于:水熱晶化的時間為8-20h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鋁硅濾渣合成L型分子篩的工藝。該工藝是將鉀霞石粉體提鉀后剩余的鋁硅濾渣、硅酸鉀溶液、氫氧化鉀和水按比例混合均勻后添加導向劑，在150-170℃的條件下水熱晶化8-20h，得到結晶良好的L型分子篩。本發(fā)明合成L型分子篩的混合物體系中SiO2/Al2O3的摩爾比為6-7，大大降低了合成L型分子篩的投料比，提高了L型分子篩的產率，減少了硅源的浪費，同時提高了鋁硅濾渣的利用價值。
文檔編號B09B3/00GK103112869SQ20131007156
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權日2013年3月6日
發(fā)明者蘇雙青, 馬鴻文, 劉昶江, 趙尋 申請人:中國地質大學(北京)