[发明专利]一种NaY型分子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用脱硅液制备NaY型分子筛的方法。具体地，本发明涉及一种利用粉煤灰提取氧化铝的预脱硅工序产生的副产物脱硅液为原料制备NaY型分子筛的方法。 

背景技术

Y型分子筛属于八面沸石型(英文简称FAU)分子筛，具有三维十二元环孔道。Y型分子筛具有优良的热稳定性和耐酸碱腐蚀性能，其吸附、离子交换和催化性能突出。如Y型分子筛可用于二甲苯异构体的分离，又可用于碳氢化合物的烷基化和加氢裂解等。 

Y型分子筛原粉NaY的合成方法很多，目前，工业化生产NaY型分子筛的常规方法是水热合成法。水热合成法的主要原料一般为含硅化合物、含铝化合物、碱和水。许多研究者在水热合成法合成NaY型分子筛上做了大量的工作。虽然常规的水热合成法工艺成熟、技术条件容易控制且产品质量高，但是该方法合成分子筛需消耗大量的碱、硅源、铝源，使得分子筛的成本较高。因此，在寻找合适的廉价原料甚至工业废料作为硅源、铝源用来合成高质量的NaY型分子筛就成了沸石合成科技工作者挑战的难题，也引起研究者的极大兴趣。例如从1964年开始的利用高岭土为原料合成沸石以来，利用高岭土来合成Y型沸石的研究方兴未艾；此外，还有利用膨润土、硅藻土等天然矿物以及含硅、铝类的催化剂厂废渣为原料制备NaY型分子筛的相关研究工作。 

粉煤灰作为一种工业废弃物的产量惊人，国内累计堆放量已达数十亿吨。因此，妥善利用粉煤灰成为了一个迫切的问题。粉煤灰中最主要的成分是SiO₂和Al₂O₃，两者的含量之和大概占到了粉煤灰质量的70-80％。目前，利用高铝粉煤灰提取氧化铝的工艺开发日趋成熟，成功地解决了粉煤灰的利用问题。不过该工艺在预脱硅工序产生了大量的副产物脱硅液，并且在熟料溶出工艺段富余铝酸钠粗液，二者的主要成分均为SiO₂、Al₂O₃ 和Na₂O，是制备NaY型分子筛的有效组分。因此，利用脱硅液来制备NaY型分子筛原粉成为了一种可能。 

发明内容

本发明的目的是提供一种利用粉煤灰提取氧化铝的预脱硅工序产生的副产物脱硅液为原料制备NaY型分子筛的方法，该方法具有原料低廉和环境友好的优点。 

本发明的提供的NaY型分子筛的制备方法包括以下步骤： 

a.高铝粉煤灰提取氧化铝工艺预脱硅工序产生的脱硅液与铝源混合制得母液； 

b.将母液与导向剂混合形成硅铝溶胶； 

c.硅铝溶胶进行老化，再进行晶化，过滤、洗涤和干燥得到NaY型分子筛， 

其中，所述母液中Na₂O、Al₂O₃、SiO₂与H₂O的摩尔比为4～18∶1∶5～15∶100～420，优选为6～12∶1∶7～12∶150～400。 

在上述制备方法中，所述脱硅液中，SiO₂固含量为40～150克/升，Al₂O₃固含量为1～5克/升，Na₂O固含量为50～150克/升。 

在上述制备方法中，所述的步骤a中的铝源可以按照现有技术选择和确定，铝源可以选自硫酸铝、磷酸铝、氯化铝、硝酸铝和偏铝酸纳中的一种或多种，或高铝粉煤灰提取氧化铝的熟料溶出工艺中产生的铝酸钠粗液；优选为高铝粉煤灰提取氧化铝的熟料溶出工艺中产生的铝酸钠粗液。其中，所述铝酸钠粗液中，SiO₂固含量为1-5克/升，Al₂O₃固含量为80-150克/升，Na₂O为固含量70-150克/升。