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分子篩的制造工藝及分類

日期:2011年07月27日 | 15:14 作者：河南銘澤科技 瀏覽:

    人們?cè)?8世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)，天然沸石在熱的時(shí)候釋放水，在冷的時(shí)候再吸收水。在自然界中，沒有發(fā)現(xiàn)純的沸石。1948年，聯(lián)合碳化合作研究的科學(xué)家開始試圖生產(chǎn)人造沸石應(yīng)用于工業(yè)。
    人造沸石作為分子篩被人們所利用，是因?yàn)榭椎某叽缒軌蚝芎玫乜刂�，使分子能夠按尺寸分離開，就像篩子能夠分篩各種尺寸的固體。1953年和1954年完成了30種特殊的、純的沸石的測(cè)試。1959年，R·M·Mirton獲得專利的兩種型號(hào)(A型和x型)分子篩現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于工業(yè)上。同硅膠相比，分子篩在中空玻璃工業(yè)中是個(gè)新生事物。典型的隔離條，左邊填充分子篩，而右邊填充分子篩和硅膠混合物。人造分子篩與自然形成的沸石非常相似。這些分子篩加工過(guò)程控制得非常嚴(yán)格，硅、鋁、氫氧化鈉溶液按照設(shè)定的濃度混合，稱量后放置到稱為硅膠容器的容器中，在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，隨著輕輕地?cái)嚢�，溫度逐漸提高，硅膠徹底攪拌后，泵入另外一個(gè)容器中。在這個(gè)晶體容器中，分子篩晶體在精確的、控制的方式下形成和增大。在結(jié)晶容器中，三種溶液的濃度、溫度、時(shí)間決定了將要形成的沸石類型(A型或X型)。當(dāng)結(jié)晶形成，用水洗、過(guò)濾，然后以濕塊的形式儲(chǔ)存起來(lái)．
    將濕塊運(yùn)送到另一個(gè)裝有用于將篩晶體聯(lián)在一起，并有粘土的容器中，按照一定的比例加水。粘土和沸石徹底攪拌，傳送到擠壓機(jī)，通過(guò)一定的模具擠壓成小丸(柱狀)。也可以將沸石混合物運(yùn)送到可形成球狀的成形機(jī)中，形成小球。如果想要的產(chǎn)品是4A或13X型，人工合成就完成了。小球和小丸干燥、過(guò)篩，然后在爐內(nèi)煅燒到1000～1200。F(538~ 649℃)。煅燒使得粘合劑和沸石晶體結(jié)構(gòu)連結(jié)得非常牢固，不易碎、耐磨、易于處理和運(yùn)輸。
    如果想要的產(chǎn)品是3A或5A型的分子篩，無(wú)論是含鉀、鈣和鈉的A型都必須再增加一步，也就是在沸石過(guò)濾或發(fā)泡之后進(jìn)行離子交換。4A分子篩和鉀或鈉溶液放在容器里在一定的溫度下進(jìn)行混合。晶體結(jié)構(gòu)的鈉同鈣離子交換形成5A型，或同鉀離子交換形成3A型。經(jīng)過(guò)這樣的交換過(guò)程，分子篩就能被精確地控制其孔的尺寸。這些交換產(chǎn)品也必須進(jìn)行干燥、過(guò)篩、爐內(nèi)煅燒的加工過(guò)程。最終篩選后，小丸、小球或分子篩粉末，不含粘合劑，快速裝入密封防水的桶中或包裝袋中，防止水分再被分子篩吸收。在這一過(guò)程中由于吸收一部分水，一般分子篩最終到達(dá)用戶時(shí)重量會(huì)增加2%。
    這個(gè)控制生產(chǎn)工藝的結(jié)果使得沸石中所有孔的尺寸都在一定的范圍內(nèi)，可以經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換或改造成晶體結(jié)構(gòu)，開孔結(jié)構(gòu)為3A，4A，5A或8.5A。分子篩干燥劑的典型的內(nèi)部表面積大約為750m2/g。一茶匙干燥劑相當(dāng)于40個(gè)多足球場(chǎng)。3A型有均勻的3A開孔，4A型有均勻4A開孔，5A型有均勻的5A開孔，13X型有均勻的8.5A開孔，1ml相當(dāng)于100 000 000A。傳統(tǒng)上用于中空玻璃的分子篩有Na，A，K和NaX型。