[发明专利]一种基于煤系高岭土合成的LSX型沸石分子筛

说明书

技术领域

本发明属于矿物加工技术及沸石分子筛制备领域。具体涉及一种基于煤系高岭土合成的LSX型沸石分子筛。

背景技术

目前人工沸石分子筛的制备方法主要是以化学试剂为原料，通过传统的水热法合成的，尽管其合成技术已相当成熟，但是其成本较高。

高岭土是常见的一种粘土矿物集合体，主要矿物高岭石的理想化学式为Al₂Si₄O₁₀(OH)₈。经研究发现高岭土在一定温度下焙烧可以脱去结构水，转化为具有很高活性的偏高岭土，而且相比化学原料大大降低了成本，从而成为沸石分子筛的理想合成原料，近些年已经引起了各国研究者的广泛关注。

LSX型(低硅X)沸石分子筛一种应用广泛的空气分离剂，具有氮气吸附容量大、氮氧分离系数高以及脱附容易等优点。在诸如变压吸附分离和真空变压吸附分离中均有广泛大的应用。因此急需一种工艺简单、成本低廉的合成方法。目前很没有报道用煤系高岭土合成LSX型沸石分子筛。

高岭土为我国资源优势矿种，总储量大，价格低廉，内蒙古发现的煤系高岭土储量已达60亿吨以上，并且随着勘探技术的提高，探明的储量在持续增加。目前绝大部分内蒙古煤系高岭土没有被开发利用，仅被开发利用的那部分高岭土，主要用于制备附加值较低的煅烧高岭土，高岭土价值没有完全发挥出来。

发明内容

本发明目的是以内蒙古煤系高岭土为原料，提供一种成本低、吸水率高于行业标准、资源综合利用的基于煤系高岭土合成的LSX型(低硅X)沸石分子筛制备技术。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将高岭土、水、氢氧化钠、氢氧化钾和晶种按摩尔比为(1.07～2.86)K₂O∶7.15(K₂O+Na₂O)∶Al₂O₃∶2.2SiO₂∶(120～180)H₂O∶0.01晶种配置合成液；其合成工艺是：按上述摩尔比在反应釜中先将高岭土充分溶解于水中，在强力搅拌下缓慢加入氢氧化钠和氢氧化钾，再加入晶种，于室温条件下搅拌陈化4～6小时；再在60～80℃条件下搅拌晶化1～3小时，然后在90～100℃条件下继续搅拌晶化3～5小时，最后将晶化后的产物用水洗至pH为11，烘干，即得LSX型沸石分子筛。

其中：高岭土为内蒙古煤系高岭土，其主要化学组分是：高岭石≥96.0wt％，三氧化二铁≤0.5wt％，二氧化钛≤1.5wt％，氧化镁≤0.1wt％，氧化钙≤0.05wt％；烘干是在140～160℃条件下干燥8小时。

本发明利用内蒙古煤系高岭土代替传统的化工原料，减少化工原料的消耗，成本低；所合成的LSX型沸石分子筛吸水率在30.8wt％以上，高于行业标准；同时提高了内蒙古煤系高岭土的利用率及附加值，具有节能减排及资源全利用的特点，为地方经济发展提供新的增长点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制：

实施例1

一种基于煤系高岭土合成的LSX型沸石分子筛：将高岭土、水、氢氧化钠、氢氧化钾和晶种按摩尔比为(1.07～1.9)K₂O∶7.15(K₂O+Na₂O)∶Al₂O₃∶2.2SiO₂∶(120～150)H₂O∶0.01晶种配置合成液。其合成工艺是：按上述摩尔比在反应釜中先将高岭土充分溶解于水中，在强力搅拌下缓慢加入氢氧化钠和氢氧化钾，再加入晶种，于室温条件下搅拌陈化4～6小时；再在60～80℃条件下搅拌晶化1～3小时，然后在90～100℃条件下继续搅拌晶化3～5小时，最后将晶化后的产物用水洗至pH为11，烘干，即得LSX型沸石分子筛。

在本实施例中：高岭土为内蒙古煤系高岭土，其主要化学组分是：高岭石≥96.0wt％，三氧化二铁≤0.5wt％，二氧化钛≤1.5wt％，氧化镁≤0.1wt％，氧化钙≤0.05wt％；烘干是在140～160℃条件下干燥8小时。

本实施例所制备的LSX型沸石分子筛，吸水率为30.8wt％，高于行业标准。

实施例2：