4A沸石,學(xué)名硅鋁酸鈉,俗稱分子篩,由于它具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和外形,有較高的鈣離子交換能力,而且分散性強(qiáng),不沉淀,無毒性,因此,用作洗滌劑堿性助劑極具優(yōu)越性。
為了解決三聚磷酸鈉對江河,湖泊等水域產(chǎn)生營養(yǎng)富集,而應(yīng)運(yùn)問世的洗滌用沸石,自年代以來,產(chǎn)品逐年增加。國內(nèi)隨著合成洗滌劑用量的增加,含磷洗滌劑廢液勢必造成水質(zhì)污染。因此,生產(chǎn)低磷或無磷的含沸石洗滌劑是減少水質(zhì)污染的一項(xiàng)項(xiàng)重要措施。由于近年來工業(yè)氫氧化鋁粉大幅度漲價(jià),致使傳統(tǒng)的化工原料出發(fā)的合成洗滌用沸石的成本大大提高,影響了沸石在洗滌劑中推廣應(yīng)用。因此,沸石的合成發(fā)生了轉(zhuǎn)變,由化工原料合成過渡到以天然礦石為原料是當(dāng)前的熱門課題。其中活性白土和高嶺土尤其受到重視,而高嶺土在國內(nèi)儲量豐富,以此為原料制備沸石,能大大降低生產(chǎn)成本,特別是在合成過程中,使用晶化導(dǎo)向劑,縮短生產(chǎn)周期,降低能耗,所制備的產(chǎn)品可用于洗滌助劑。
一、4A沸石的結(jié)構(gòu)和性能
沸石是具有骨架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽,構(gòu)成沸石骨架的最基本的結(jié)構(gòu)是氧橋連接的硅氧(SiO4)四面體和鋁氧(AlO4)四面體構(gòu)成的B籠。由于鋁原子是三價(jià)的,所以鋁氧四面體中有一
個(gè)氧的價(jià)電子沒有得到中和,這樣就使整個(gè)鋁氧四面體帶一個(gè)負(fù)電荷,為了保持電中性,在鋁氧四面體附近必須有一個(gè)帶正電荷的金屬陽離子來抵消它的負(fù)電荷在合成沸石中,金屬陽離子一般為鈉離子。4A型沸石是一種人工合成的沸石,用作洗滌劑助劑的4A沸石是孔徑為4.2A的鈉型沸石。4A沸石的化學(xué)組成成分子式為na2o3、al2o3、2sio24.5h2o,4A沸石骨架中的每一個(gè)氧原子都為相鄰的兩個(gè)四面體所共有,這種結(jié)構(gòu)形成了同為陽離子和水分子占據(jù)的大晶穴,這些陽離子和水分子有較大的穩(wěn)定性,可進(jìn)行陽離子交換和可逆的脫水。
二、洗滌用4A沸石性能要求
4A沸石作為洗滌助劑,它與用作千燥劑、吸附劑和催化劑的質(zhì)量要求不同,它必須符合洗滌用4A沸石產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),即鈣離子交換能力、粒度、ph值、白度和灼燒失重等指標(biāo)。
1、4A沸石的鈣交換能力
鈣交換能力是在洗滌劑中起軟化水的作用,理論上4A沸石的鈣交換能力為325mgcaco3/g干沸石。
2、4A沸石的粒度分布
4A沸石的粒度分布,直接影響著鈣交換能力和在織物上的附著量,粒度小在水中易形成穩(wěn)定的懸浮液,則鈣交換速度快,洗滌時(shí)間約為5-10min。4A沸石應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)迅速束縛ca2+、mg2+離子,粒徑分布為2-8um,平均為2-4um,因?yàn)榱?lt;10um時(shí)鈣交換速度接近stpp,大于15um時(shí),就會掛在織物上,而小于1um時(shí),由于范德華力的作用也會粘在織物上。
3、4A沸石的ph值
其ph值應(yīng)小于等于11.0,因?yàn)橄匆路?類粉小于等于10.5,2類粉越小于等于11.0,若沸石堿度過高,將對洗衣粉造成影響。因?yàn)椋琾h值在以上10.3以上時(shí),則每增加0.0.1ph值,其鈣交換能力約增大8-10mgcaco3/g干沸石,ph值超標(biāo)就會造成鈣交換能力的偏高。
4、4A沸石的可靠性
沸石對生態(tài)方面無影響,即使在高濃度下對人體也無毒性,對眼睛,皮膚無刺激,不會導(dǎo)致過敏,使用安全。