(중국 지질과학원 정주광산자원종합이용연구소, 비금속 광산자원종합이용국가공학기술연구센터, 정주450006)

인공 비석은 인공합성된 알루미늄 규산염 광물이고, 수산화알루미늄은 전통 비석 합성공업의 주요 원료이다. 최근 몇 년 동안 전해 알루미늄 수요가 급속히 증가하면서 국제 시장에서 산화 알루미늄 부족이 발생했고, 끓는 돌 공업 원료인 수산화알루미늄 가격도 계속 오르고 있다. 원가를 낮추기 위해 국내 많은 비석공장은 이미 보크사이트 자원을 원료로 하여 비석가루를 합성하기 시작했다. 본 글은 정주광산종합이용연구소의 연구작업을 기초로 이 분야 보크사이트 자원의 공업응용 [1 ~ 4] 을 분석했다.

제올라이트 합성; 보크 사이트 알루 민산 나트륨; 정화。

제 1 저자 소개: 후, 남, 한족, 출생지 허난성 이양현, 1965 12 1, 중국 지질과학원 정주광산종합이용연구소, 연구원, 연구원 연락처 전화: 037 1-6020620 1,13608685651; 이메일: huhongjie58@hotmail.com.

첫째, 제올라이트 시장 수요 및 생산 기술 개발

끓는 돌은 규칙적인 구멍 지름을 가진 알루미늄 규산염 광물로, 분자 지름에 따라 기체를 선택적으로 흡착하고 분자 모양과 구조에 따라 유기 합성 반응을 선택적으로 촉매할 수 있다. 구조의 양이온은 다른 양이온과 선택적으로 교환할 수 있기 때문에 비석은 중요한 흡착, 촉매 및 이온 교환 물질로 다양한 산업 분야에 광범위하게 적용된다. 공업에서 광범위하게 사용되는 비석 분 자체 제품은 구조에 따라 A, X, Y 의 세 가지 범주로 나뉜다. 예를 들면 4? 끓는 돌은 세제 제품 중 삼폴리인산 나트륨을 대체하는 신형 세제 보조제로, 국제시장 수요량은 이미 백만 톤에 육박한다. 3? 비석을 기능성 재료로 만든 중공유리 분자 체는 신형 에너지 절약 건축재인 중공유리의 핵심 부품 중 하나로 국제시장 수요는 약 30 만 ~ 500,000 T 이다. 또한 끓는 돌 광물은 냉장고, 천연가스, 석유화공 과정의 가스, 공기 분리, 석유화공의 촉매화 과정 및 많은 다른 공업 기술 분야의 냉방제 건조에서 중요하고 독특한 역할을 한다.

끓는 돌 수요의 급속한 증가로 인해 그 제조 기술은 점점 더 주목을 받고 있다. 인공비석 (A 형과 X 형) 은 미국 연합탄화물회사가 1950 년대에 먼저 생산해 공업에 적용해 현재까지 이 분야에서 선두를 달리고 있다. 1990 년대, 최초의 생산공장인 상하이 글로벌 분 자체 유한회사가 중국 상하이에 건설되었다. 프랑스의 CECAR, 스위스의 ZEOCHEM, 미국의 UOP, GRACE DAVISON, Mobil 도 끓는 돌의 합성과 분자 제조 기술에 대해 많은 연구를 했다. 우리나라 비석 합성 기술은 1960 년대에 시작되어 주로 상하이 분 자체 공장, 대련 분 자체 공장, 난징 무기 화학 공장에 집중되었다. 현재 상해와 대련의 공장은 더 이상 존재하지 않지만, 이미 거의 100 여 개의 분 자체 제조에 종사하는 제조업자를 부화시켰다. 외국 분 자체 산업은 일반적으로 대기업에 의해 독점되고, 중국 분 자체 산업은 더 가늘어 제올라이트 합성과 분 자체 제조의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 끓는 돌 합성업은 산둥 알루미늄 공장, 푸젠환영, 산서장력, 낙양검룡, 정주설산을 대표해 전국 총생산량이 약 (50 ~ 60) × 104t 이다.

해외 비석 업계에서는 일반적으로 수산화알루미늄과 규산나트륨을 알루미늄 실리콘원 합성비석으로, 미국 UOP 가 대표하는 A 형 비석 합성공예가 그림 1 에 나와 있다. 우리나라의 비석 합성공예는 시작이 비교적 늦었지만, 원가를 낮추기 위해 대부분 천연 광물 석영사와 알루미늄 보크 토양을 이용하여 직접 비석을 합성한다. 이 공예는 우리나라가 비석 합성공업에 중요한 공헌 중 하나라고 말해야 한다.

2.4 의 합성? 제올라이트의 경제 분석

알루미늄 보크 사이트 또는 수산화 알루미늄을 알루미늄 공급원으로 사용하는 목적은 알루 민산 나트륨 용액을 제조 한 다음 젤라틴 화, 노화, 결정화, 여과, 세척, 건조, 포장 및 기타 단위 공정을 통해 제올라이트를 합성하기 위해 물유리와 일정한 비율로 혼합하는 것입니다.

그림 1 제올라이트 합성 흐름도

제올라이트의 알루미나 함량은 약 15% ~ 20% 입니다. 끓는 돌로 계산한 결과, 톤당 수산화알루미늄은 약 480kg； 를 소비한다. 을 눌러 섹션을 인쇄할 수도 있습니다 알루미나 가격 상승으로 수산화알루미늄 가격도 2000 ~ 3000 원 /t, 4? 끓는 돌 가격은 2600 ~ 3000 원 /t 에 불과하며 수산화알루미늄 비용은 4 를 차지합니까? 제올라이트 판매 가격의 30 ~ 45%. 생산비용을 낮추고 이익률을 높이기 위해 많은 끓는 돌 생산업자들이 알루미늄 광산에서 알루미늄산 나트륨 용액을 직접 추출하여 4 를 합성하려고 노력하고 있습니까? 제올라이트.

알루미늄 등 알루미나 생산업체의 추산에 따르면 수산화알루미늄의 생산비용은 약 1.200 ~ 1.500 원 /t 로, 끓는 돌 합성 과정에서 정화 된 알루미늄산 나트륨 용액을 직접 사용하여 추가 분해, 여과 및 건조를 제거할 수 있습니다.

제올라이트 합성을위한 보크 사이트 원료 선택

알루 민산 나트륨 용액은 실제로 알루미나 산업의 중간 제품이므로 보크 사이트에서 알루 민산 나트륨 용액을 제조하는 공정은 전통적인 알루미나 생산의 주요 공정에서 배울 수 있습니다.

알루미늄 광산 자원에 따라 산화 알루미늄 생산 공정도 소결법과 바이엘법으로 나눌 수 있다. 자연계의 알루미늄 광산은 세 가지 종류로 나눌 수 있다: 1 수 하드 알루미늄, 1 수 하드 알루미늄, 삼수 알루미늄. 경알루미늄 1 수와 삼수 알루미늄석은 비교적 용해되기 쉬우며, 일반적으로 바이엘 방법으로 직접 용해되며, 장비는 고압 용해에서 파이프 용해로 발전한다. 하드 알루미늄 돌 한 수는 용해하기 어렵고, 공업에서는 늘 소결법을 사용하여 용해한다. 보크사이트 품위와 실리콘 함량에 따라 알칼리 석회 소결과 강화 소결 공예로 발전하였다. 산화 알루미늄 공업은 에너지 소비가 많은 산업으로, 투자가 크고 생산 과정이 길다. 일반적으로 공장을 짓는 최적의 경제적 균형점은 10× 104t 이상이어야 하며 연간 15× 104t 수산화알루미늄에 해당한다.

합성 제올라이트는 알루미나 산업에 비해 수산화 알루미늄을 훨씬 적게 소비하며 연간 생산량은 10× 104t 4 입니까? 끓는 돌 공장의 연간 수요는 43,000 에 불과하며, 규모가 작기 때문에 배합된 알루미늄산 나트륨 제조 시스템 설계에서는 산화 알루미늄 생산 공정을 완전히 복사할 수 없다. 알루미늄산 나트륨 용액 용해 정화 등 주요 설비 선택에서 보크 사이트의 특성과 비석 합성공예의 요구 사항을 결합하는 동시에 투자비용과 운영비용 등을 충분히 고려해야 한다.

알루미늄 보크 사이트의 출처가 다르기 때문에 다른 제조 업체가 사용하는 프로세스도 다릅니다. 산둥 알루미늄 공장은 저급 보크 사이트, 그 4 를 사용합니까? 산화 알루미늄 소결법으로 생산된 일부 알루미늄산 나트륨 용액은 비석 공장에 쓰인다. 원료 용액은 이미 정화되었으며, 결정화된 알칼리 모액은 직접 소결 증발 공정으로 들어갈 수 있다. 따라서 생산 과정은 길지만 알루미늄산 나트륨의 제조 비용은 높지 않다. 정주원은 연구를 거쳐 알루미늄산 나트륨 용액을 원료로 합성 비석의 석회석 소결과 상압용화 두 가지 공예를 제시하고 산서창리와 푸젠혜영 두 개의 비석 공장에서 응용했다. 석회소결법으로 준비한 알루미늄산 나트륨 용액 알칼리 소모는 낮지만 적토 찌꺼기가 많아 파이프가 막히고 여과포가 쉽게 뭉쳐 생산 조작이 어렵다. 삼수 알루미늄석을 이용하여 알루미늄산 나트륨을 직접 용해하는데 광석 품위는 낮지만 소결 과정을 생략하고 알루미늄산 나트륨의 제조 비용이 낮다. 단점은 광석에서 알루미나의 용해율이 낮다는 것이다. 흉터 또는 알루미늄 칼슘 분말로 알루미나 합성 제올라이트를 용해시키는 다른 작은 제올라이트 공장도 있습니다.

넷째, 알루 민산 나트륨 용액 정화 및 제품 품질 관리

수산화알루미늄을 알루미늄원으로 알루미늄산 나트륨을 제조하는데, 공업산화 알루미늄의 순도는 99% 이상이며, 제품의 철 실리콘 칼륨 칼슘 마그네슘 염화물 탄산염 황산염 등 불순물 원소 함량이 매우 낮기 때문에 알루미늄산 나트륨 용액은 매우 순수하여 정제할 필요가 없다. 합성된 비석 제품은 입도가 균일하고 결정도가 90% 이상이며, 백색도는 98% 이상이며, 열 안정성은 600 C 이상이며, 우수한 동적 흡착 성능과 재생 성능을 갖추고 있다.

각종 알루미늄 토양으로 알루미늄산 나트륨 용액, 용해이온 K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, CL 등을 녹인다. 보크 사이트는 알루 민산 나트륨 용액으로 직접 들어갑니다. 끓는 돌 젤화 과정에서 미량의 Fe2+ 가 모액을 순환하면 제품 염색을 초래할 수 있다. 다른 수화양이온은 구조방향의 작용과' 어떤 중합체 구조' 를 촉진하거나 파괴하는 능력을 가지고 있으며, 각종 규산근 이온이나 알루미늄 규산염 콜로이드 입자의 구조적 특징에 영향을 주어 각종 비석 결정핵의 형성을 가속화하거나 억제한다. 양이온의 전하, 농도, 크기는 끓는 돌 구조의 형성에 중요한 역할을 한다. 예를 들면 저온에서 (60 ~ 250 C), Na+ 는 나트륨, A 형 비석, 사각 비석, 실리콘 칼슘, 나트륨, 팔면 비석을 형성하기 쉽다. 같은 조건에서 K+ 는 마름모비석, 칼슘 십자석, 브롬비석의 형성에 유리하다.

양이온은 끓는 돌 광물 결정화의 열역학과 역학 과정에 직접적인 영향을 미치며, 이형 광물의 형성과 끓는 돌 결정도의 감소를 초래한다. 마지막으로 비석의 동적 흡착, 열 안정성, 입도 분포, 흰색 및 재생 성능에 영향을 줍니다. 따라서 이 용액은 용액 중 불순물이 비석 합성 과정에 미치는 영향을 최소화하기 위해 특수 처리가 필요하다. 대량의 실험을 거쳐 모액 정화, 부분 방전, 합성 조건 변경 등 다양한 조치를 통해 불순물이 비석 합성 과정에 미치는 영향을 통제할 수 있다. 실험 결과는 이미 대규모 공업 관행에 적용되었다.

동사 (verb 의 약어) 알칼리 모액 균형

끓는 돌 합성의 결정화 과정은 과다한 알칼리 용액에서 진행된다. 염기는 촉진제로 산화 알루미늄 기단과 산화 실리콘 기단의 파열을 가속화하여 새로운 알루미늄 실리콘 산화물 사면체 구조를 형성한다. 알루미늄 및 실리콘 소스 용액을 제조할 때 합성 제올라이트의 알루 민산 나트륨 용액 (Na2O/Al2O3) 의 분자는 일반 1.7 ~ 2.0 보다 크고 규산나트륨 용액 (SiO2/Na2O) 의 모듈도 3./KLL 입니다 끓는 돌의 결정화 과정을 촉진하기 위해 끓는 돌 A 와 끓는 돌 X 를 합성할 때 용액의 알칼리 농도는 (H2O/Na2O)20 ~ 70 사이로 조절해야 한다. 결정화 후에도 모액에는 여전히 40 ~ 50 g/L 의 Na2O 와 미량의 SiO2 가 함유되어 있다. 모액으로부터 산화 나트륨을 회수하면 환경 보호 비용을 절약하고 알칼리 소비를 줄일 수 있다.

외국회사에서 수산화알루미늄 합성비석의 생산 과정에서 특히 X 형 비석의 경우 결정모액에는 Na2O 외에 소량의 SiO2 _ 2 가 함유되어 있다. 결정모액을 재활용하면 알루미늄산 나트륨을 용해하는 과정에서 비석비균일침착이 형성되어 알루미늄산 나트륨의 순도를 낮추거나 비균일 비석정핵 또는 콜로이드를 직접 형성하여 비석의 결정화 과정에 영향을 주고 제품 품질을 떨어뜨린다. 그래서 많은 회사들이 일반적으로 결정모액을 중화시킨 후 직접 배출한다.

우리나라는 알루미늄 공급원으로 알루미늄 광산을 합성하여 비석을 합성한다. 알루미늄 토양에는 대량의 불순물, 특히 소결 숙료가 함유되어 있어 대량의 CaO 가 함유되어 있기 때문이다. 보크 사이트 용해 과정에서 모액의 대부분의 실리카는 붉은 진흙 불순물로 n-실리케이트 칼슘을 형성하고 소량의 잔류 실리콘은 알루 민산 나트륨 용액의 추가 정화로 제거됩니다. 따라서 우리나라는 보크사이트 합성 비석 공예를 채택하여 모액의 대부분이 증발한 후 재활용한다.

보크 사이트 알루미 네이트 합성 제올라이트의 산업화에 관한 연구.

중국 지질과학원 정주광산자원 종합이용연구소가 4? 비석 합성 연구는 시범 중 진행되며 1989 에서 장관급 검진을 통과했고 1990 에서 국가과학위원회가 조직한 전국 관련 전문가의 논증을 통과시켰다. "국가 중대 과학 기술 성과 보급 계획" 에 포함돼 85 년부터 전국적으로 보급되었다. 이 기술의 공예 과정은 천연 광물을 기초로, 기술이 선진적이고, 에너지 소비량이 낮으며, 생산 원가가 낮고, 제품 품질이 우수하다. 그 기술적 특징은 1 알루미늄 광산이나 삼수 알루미늄석으로 알루미늄산 나트륨을 준비하는 기술이다. ② 석영 모래로 물유리 제조 기술. ③ 액상 합성 및 제품 입도 및 백색도 제어 기술. ④ 고강도 난류 교반기 제조 기술. ⑤ 제품 방안은 알루미늄염 제품, 실리콘화합물 계열 제품, 분 자체 계열 제품을 자체적으로 개발해 투자 위험이 적다.

비금속 광산자원 종합이용 국가공학기술연구센터가 설립된 후 연구소에 의뢰해 업계 내 광범위한 영향과 유리한 지위, 신형 광산보조제 -4? 95' 기간 동안 이 과학 연구 성과는 이미 전국 4 개 성시로 방사되어 5 개 기업에서 전환되었다. 그중 산서창리는 주로 현지의 풍부한 보크사이트 자원을 이용하여 석회소결법으로 알루미늄산 나트륨을 녹여 연간 생산량이 4? 제올라이트 세정 첨가제 10× 104t, 국가 표준 QB 1768-2003 을 초과하는 제품 품질, 제품 성능은 입도 균일성, 백색도, 결정원, 칼슘 교환 제품 품질과 기술 수준이 동업자의 선두에 있다. 푸젠 이혜영은 해남이나 인도네시아에서 수입한 삼수 알루미늄석을 원료로 알칼리로 녹여 알루미늄산 나트륨 용액합성 비석을 직접 준비한다. 현재 제올라이트 제품은 이미 시리즈화되었습니다, 3? , 4? , 5? , 13X 등 분 자체 계열 제품, 제품의 흡착 용량, 힙 밀도, 열 안정성 등의 기술 지표는 모두 해외 선진 제품 표준에 부합한다. 현재, 일련의 분 자체 제품의 연간 생산량은 약 10× 104t 이다. 제품은 분 자체 및 세제 조제 산업에 광범위하게 적용되어 국내에서 판매할 뿐만 아니라 국제시장에 수출된다. 표 1 디스플레이 4? 제올라이트 세제의 기술 지표.

표 1 4? 제올라이트 세제 기술 지표

일곱. 결론

알루미늄 광산을 이용하여 A 형 비석과 X 형 비석을 합성하면 비석 제품의 제조 비용을 현저히 낮출 수 있어 우리나라 비석업계에서 광범위하게 응용되었다. 보크 사이트의 용해성 불순물 이온이 알루 민산 나트륨 용액에 들어가면 제올라이트의 결정화 과정에 영향을 줄 수 있습니다. 용액을 정화하고 합성 과정을 제어함으로써 불순물 이온의 영향을 줄일 수 있다. 끓는 돌 합성 과정에서 발생하는 알칼리 모액은 증발한 후 재활용할 수 있어 환경오염을 줄일 수 있다.

참고

[1] breck d W. 제올라이트 분 자체, 구조, 화학 및 용도. 뉴욕 윌리,1974,771

[2]Karge H G, WeitKamp J. 비석, 촉매제로서의 비석, 흡착제, 세제보조제의 산업생산. 에스웰,1988,645-649

[3]Drzaj B, Hocevar S 및 Pejovnik S. 제올라이트의 합성, 구조, 기술 및 응용. 에스웰, 1984. 1-26

후, 조항근, 등등. 제올라이트 분 자체의 제조 및 응용 광물 보호 및 이용,1998 (5):10-13.

제올라이트 합성에 고 알루미늄 광물의 응용

후, 조항근, 왕

(정주 광물 자원 종합 이용 연구소, CAGS；; 중국 비금속 광산자원 종합이용 국가공학연구센터, 정주 450006)

초록: 제올라이트는 알루미나와 실리콘원에 의해 수열 법으로 합성 된 알루미 노 실리케이트 광물이다. 최근 몇 년 동안 알루미늄의 시장 수요가 상승하여 국제 시장에서 산화 알루미늄이 심각하게 부족하게 되었다. 이로 인해 전통적인 비석공업의 중요한 원료인 수산화알루미늄 가격이 계속 오르고 있다. 생산원가를 낮추기 위해 국내 공업은 알루미늄 광산을 합성비석의 Al2O3 공급원으로 선택했다. CAGS 연구에 기초하여 각기 다른 알루미늄 광산 합성 과정의 각종 비석을 상세히 고찰하고 비교하였다.

키워드: 제올라이트 합성, 알루미늄 보크 사이트, 알루 민산 나트륨, 정제.