[发明专利]一种以聚合硫酸铝为铝源制备NaY分子筛及母液回用的方法

说明书

本发明属于无机合成技术领域，涉及一种以聚合硫酸铝为铝源制备NaY分子筛及母液回用的方法，包括下述步骤：S1.制备NaY分子筛晶化导向剂；S2.成胶：将水玻璃、聚合硫酸铝、低碱偏铝酸钠、导向剂、水按照摩尔比Na₂O：Al₂O₃：SiO₂：H₂O=2‑6：1：8‑15：120‑350混合，在10‑60℃下均匀搅拌0.5‑5小时；S3.晶化：将混合物在反应釜中80‑120℃条件下晶化6‑48h，再经过滤、洗涤、干燥步骤，得产品NaY，并收集过滤后的母液。本发明方法消耗的碱度少，可以减少低碱偏铝酸钠的用量，降低成本，同时采用聚合硫酸铝+低碱偏铝酸钠引入铝源，可以减少母液中硫酸钠的浓度，利于母液直接回用。

技术领域

本发明属于无机合成技术领域，涉及一种NaY分子筛合成及母液回用的方法。

背景技术

工业上，NaY分子筛的生产基本都是采用USP3,639,099和USP4,166,099中提出的导向剂法，其具体内容大概为：首先制备出摩尔组成大约为(15~17)Na₂O：Al₂O₃：(14-16)SiO₂：(280~360)H₂O的导向剂，再将此导向剂与水玻璃，低碱偏铝酸钠，硫酸铝等混合制备成摩尔组成为(3~6）Na₂O：Al₂O₃：(8-12)SiO₂：(120-200）H₂0的反应混合物，然后将此反应混合物在100℃左右晶化。晶化完成后过滤，滤渣清洗干燥后获得NaY分子筛原粉，而母液分离后，含有过量的SiO₂、Na₂O，以及硫酸钠。废液中，SiO₂的含量约为10-70g/l，Na₂O含量为10-40g/l，相当于低模数的稀水玻璃。

现有技术合成NaY分子筛的铝源主要采用硫酸铝+低碱偏铝酸钠的方式，引入计算量的铝的同时利用硫酸铝可以与碱反应形成硫酸钠，消耗掉过量的碱，使混合液碱度达到目标值，从而达到合成特定硅铝比和粒度的NaY分子筛的目的。但是这种铝源组合消耗多余的碱度造成碱资源的浪费并且形成硫酸钠废液。

由于母液中硫酸钠含量较高，早期合成NaY分子筛后的母液基本采用直排的方式，造成环境污染的同时，浪费了硅源和碱。现有的硅回用技术是将含硅母液与硫酸铝反应，制备成硅铝凝胶，再将硅铝凝胶作为合成Y沸石的部分硅源和铝源进行回用，如US4164551，CN1286723C，CN1634764A，CN102050468A等。该技术能使硅源获得大部分回用，但是采用中和的方式浪费了母液中的碱，形成硫酸钠废液。

Sokolov等[Sokolov V P,Shabalina TN,Nefedov B K,et al.Waste-freetechnology for the preparation of NaY zeolite[P].Khim Tekhnol Topl Masel,1986(11):6-7。在常规凝胶法NaY合成中，将NaY合成母液蒸发，得到含SiO₂浓度为120-150g/L的硅酸钠溶液，再将溶液冷却到2-4℃，溶液中的Na₂SO₄，结晶析出，通过离心分离，得到的滤液代替部分水玻璃回用于NaY合成中。该方法不但减少30%左右水玻璃的消耗，还可以减少碱资源的浪费和含硫酸钠废液的排放。但是废液蒸发浓缩后冷冻结晶的方式，在工业上能耗大，且容易造成设备堵塞。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种以聚合硫酸铝为铝源制备NaY分子筛及母液回用的方法。

本发明的技术方案为：

一种以聚合硫酸铝为铝源制备NaY分子筛及母液回用的方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1.制备NaY分子筛晶化导向剂；