论文部分内容阅读
论文在综合分析国内外有关制备沸石分子筛的原料的选择、制备方法和应用基础上,运用现代材料分析技术对实验室制备的白炭黑和4A分子筛等进行了全面系统的研究,主要内容如下:氟硅酸是磷矿石生产磷肥过程中的副产有害废物,对环境造成严重的污染,因此氟硅酸的开发利用急需解决。目前,氟硅资源的开发和利用还不完善。鉴于上述情况,本研究以高浓度氟硅酸溶液为原料,通过两步氨化法得到高品质白炭黑和高浓度氟化铵溶液。研究了加料方式、反应时间、搅拌强度、洗涤方式等工艺条件对白炭黑质量的影响规律。从而确定了第一步氨化的优化条件为:加料方式碱滴加酸;原料浓度20%氟硅酸、13%氨水;反应时间10min;反应温度40℃;搅拌转速1000rpm;氨水用量220g;洗涤方式采用pH=9.3稀氨水(质量浓度为0.001%)。第二步氨化的优化条件为:反应终点pH值为9.5;反应时间50min;反应温度50℃;搅拌转速260rpm;陈化时间60min;陈化转速150rpm。该技术工艺流程简短,主流程共两步反应四步洗涤过滤;反应效率高,设备利用率高;反应条件温和,可在常温完成反应,能耗较低;操作弹性大,可对白炭黑的比表面积和DBP吸收值进行调控。4A分子筛是目前最常用的代磷助剂。比较常规的4A分子筛相比较,超细4A分子筛具有更优异的性能,但关于超细4A分子筛的制备还不系统。鉴于上述情况,本研究采用实验室制备的白炭黑,补加铝源,采用水热法制备了超细4A分子筛产品。深入讨论了钠硅比、水钠比、晶化时间和晶化温度对4A分子筛的影响,确定了制备超细4A型分子筛的最佳工艺参数,硅铝比为2.0、钠硅比为1.0、水钠比为40、晶化温度为90-95℃和晶化时间为6h,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外(FT-IR)等分析手段进行了表征,结果表明:产品结晶度较高;形状规则、大小均匀、分布范围较窄;平均粒径较小;钙离子交换容量为328-340mgCaCO3/g4A分子筛,白度平均为95%,完全满足洗涤助剂的要求,同时对于充分利用我国的自然矿物资源,保护环境,发展我国自己的绿色材料均具有特别重要的意义。