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4A沸石是一种空穴结构的铝硅酸钠结晶,具有离子交换、表面吸附、抗污垢再沉淀以及健康安全等性能,是国际上性能最佳的代磷助剂。山铝在烧结法氧化铝流程嫁接生产4A沸石,目前已发展成为亚洲最大的洗涤剂用4A沸石生产基地。 4A沸石的合成体系是一个复杂的体系,本文研究了以工业铝酸钠溶液、水玻璃为原料在高浓度合成条件下,合成体系配比、合成浓度、合成温度、导向剂、晶化时间温度等因素对合成4A沸石的影响,探索出高浓度合成4A沸石的最佳工艺条件,并成功应用于工业生产。 高浓度条件下合成4A沸石优选体系配比是:SiO2/Al2O3=1.8-2.0;Na2O/Al2O3=2.8-3.2;H2O/Na2O=46-54;研究结果表明,SiO2/Al2O3偏高,会导致相区偏移,产生杂相从而降低沸石钙交换性能;体系的碱度控制了硅酸根阴离子的聚合状态和各组分的平衡,影响到产品的最终质量。 高浓度条件下合成4A沸石的优选工艺条件是:浆化温度60-65℃;导向剂添加量0.5%（体积百分比）;晶化温度85℃;晶化时间2h。研究结果表明,在高温浆化条件下,后续的结晶过程更接近固相机理,容易产生钠硅渣杂相;添加导向剂可以明显缩短晶化时间;高温晶化条件加速了4A沸石转晶成羟基方钠石的进程。 高浓度合成工艺应用于生产,与常规低浓度工艺相比,晶化体系的固含从80提高到125g几以上,水耗降低了0.7t/t,蒸汽降低了0.3t/t,电耗降低了30kwh/t;质量指标明显提高,其中钙交换能力从297提高到306mgCaCO3/g,铝离子从18.04%提高到18.16%,LCC从37提高到45g/100g。钙交换速率也从205提高到215mgCaCO3/g;合计降低成本930.8万元/年,成功实现了在氧化铝流程嫁接生产4A沸石的高浓度合成新工艺。