4A沸石,學名硅鋁酸鈉,俗稱分子篩,由于它具有獨特的結構和外形,有較高的鈣離子交換能力,而且分散性強,不沉淀,無毒性,因此,用作洗滌劑堿性助劑極具優越性。
為了解決三聚磷酸鈉對江河,湖泊等水域產生營養富集,而應運問世的洗滌用沸石,自年代以來,產品逐年增加。國內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污染。因此,生產低磷或無磷的含沸石洗滌劑是減少水質污染的一項項重要措施。由于近年來工業氫氧化鋁粉大幅度漲價,致使傳統的化工原料出發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用。因此,沸石的合成發生了轉變,由化工原料合成過渡到以天然礦石為原料是當前的熱門課題。其中活性白土和高嶺土尤其受到重視,而高嶺土在國內儲量豐富,以此為原料制備沸石,能大大降低生產成本,特別是在合成過程中,使用晶化導向劑,縮短生產周期,降低能耗,所制備的產品可用于洗滌助劑。
一、4A沸石的結構和性能
Zeolite是具有骨架結構的鋁硅酸鹽,構成沸石骨架的最基本的結構是氧橋連接的硅氧(SiO4)四面體和鋁氧(AlO4)四面體構成的B籠。由于鋁原子是三價的,所以鋁氧四面體中有一
個氧的價電子沒有得到中和,這樣就使整個鋁氧四面體帶一個負電荷,為了保持電中性,在鋁氧四面體附近必須有一個帶正電荷的金屬陽離子來抵消它的負電荷在合成沸石中,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沸石的化學組成成分子式為na2o3、al2o3、2sio24.5h2o,4A沸石骨架中的每一個氧原子都為相鄰的兩個四面體所共有,這種結構形成了同為陽離子和水分子占據的大晶穴,這些陽離子和水分子有較大的穩定性,可進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量要求不同,它必須符合洗滌用4A沸石產品標準,即鈣離子交換能力、粒度、ph值、白度和灼燒失重等指標。
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定的懸浮液,則鈣交換速度快,洗滌時間約為5-10min。4A沸石應在短時間內迅速束縛ca2+、mg2+離子,粒徑分布為2-8um,平均為2-4um,因為粒徑<10um時鈣交換速度接近stpp,大于15um時,就會掛在織物上,而小于1um時,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值應小于等于11.0,因為洗衣粉1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。因為,ph值在以上10.3以上時,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,不會導致過敏,使用安全。