本发明专利技术公开了一种利用粉煤灰制备不同Ｓｉ／Ａｌ比沸石分子筛的方法，该方法以粉煤灰为原料，加入固体氢氧化钠，并用硅酸钠和氧化铝调节混合物中的硅铝比，然后在高温下熔融，将该熔融物在反应釜内与少量的水蒸汽发生反应，１２小时后即可生成沸石分子筛。该方法设备简单，操作简便，熟料不用研磨，不用搅拌，且反应中只需要少量蒸汽水（非溶剂水）参与反应，因此生产过程对环境不会造成污染，反应温度范围较广，反应时间短，节省能源。是制备不同种类（尤其高硅）微孔结构沸石分子筛一种非常简便且可行的方法，更适合于批量工业化生产，该发明专利技术为粉煤灰的综合利用提供了一条很好的应用途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种粉煤灰废物利用(处理)的方法，特别涉及一种利用粉 煤灰制备不同Si/Al比沸石分子筛的方法(或称调节硅铝比-碱熔-蒸汽法)。
技术介绍
沸石是一种结晶铝硅酸盐，其中的硅、铝原子均与氧原子形成硅氧四面 体或者铝氧四面体，四面体之间通过共用氧原子连接成复杂、开放的三维骨 架，结构中分布着规则的孔道和空腔。这些孔道和空腔可以结合特定大小的 分子，且其中的阳离子具有可交换性。因此，沸石具有很大的比表面积和优 良的吸附、分离、离子交换、催化等性能，在石油化工、环境保护等领域具 有广泛的用途。多领域有良好的应用前景，已成为孔材料研究领域新的热点。 工业上合成沸石分子筛系采用水玻璃(硅酸钠)、白炭黑、铝酸钠、氧化铝、 偏铝酸钠等化工原料，成本高且工艺复杂。我国粉煤灰排放量达到1.6亿吨，而且仍然以每年l千万吨的速度增加， 其利用率在我国还属于低水平，我国对粉煤灰的利用率仅在30% 40%之 间。目前，综合利用电厂废弃物粉煤灰的技术手段不断提高，利用粉煤灰生 产有利于国民经济的物资产品已经成为使用粉煤灰的主流，其主要用于建筑 制砖、水泥原料、路基材料、土壤改良剂、橡胶填料等，而且使用量远赶不 上每年粉煤灰的新增加速度，粉煤灰仍需大幅开发和深入利用，尤其是利用 其中的主要化学成分，以高附加值产品为导向的开发应用是粉煤灰未来发展 的一个方向，也是目前业内人士十分关注的热点问题，例如，利用粉煤灰生 产水泥，氧化铝已走向工业化道路，而利用粉煤灰生产白炭黑、分子筛等技 术还处在工业的摸索阶段。粉煤灰的矿物质的组成主要为石英、莫来石、玻璃体和少量的碳、磁铁矿等，主要化学组分为Si02、 A1203，两者含量在70%以上。鉴于粉煤灰的组 成与形成天然沸石的火山灰具有相似性，1985年，Holler1等率先开展了利 用粉煤灰合成沸石分子筛的研究，该研究为粉煤灰综合利用和寻找合成分子 筛新原料指出了一条可行的途径，其研究成果一经公布便引起了广泛关注。 其后，各国研究人员利用不同产地的粉煤灰、通过不同的合成工艺方法制备 出了不同类型的沸石分子筛。根据国内外文献报道可知，合成沸石的方法主 要有原位水(溶剂)热合成法2、碱融-水(溶剂)热法34、微波辅助 法56、添加晶种法7和两步合成法等技术。而不同类不同Si/Al比沸石 的制备是通过在水热条件下添加晶种法7或者调节溶液中的Si/Al摩尔比1Q1Q(见参考文献)来实现的。这些方法不但操做工序繁琐、能耗高、用水 量大，生产过程会给环境造成很大的污染，而且生成沸石的转化率也不高。 鉴于此，粉煤灰合成沸石很难实现工业化，目前多数国家还处于实验研究阶 段。参考文献1Holler H， Wirsching U. Zeolites formation from fly ash . Mineral, 1985， 63 (1): 21-43。2Quero1 X, Plana F， Alastuey A， et al. Synthesis of Na國zeolites from fly ash . Fuel, 1997， 76 (8): 793-799。3Ye Yaping， Zeng Xiaoqiang， Qian Weilan and Wang Mingwen. Synthesis of pure zeolites from supersaturated silicon and aluminum alkali extracts from fUsed coal fly ash. Fuel, 2008， 87 (10-11) :1880-1886。4R Fotovat， H. Kazemian， M. Kazemeini. Synthesis of Na-A and faujasitic zeolites from high silicon fly ash. Materials Research Bulletin .2009 (44) :913—917。5Querol X， Alastuey A， Lopez画SolerA. A fastmethod for recycling fly ash: microwave-assisted zeolite synthesis. Environ Sci Techno, 1997， 31 (9):2527-2533。6Miki I， Hidenobu T， Yukari E， et al. Microwave-assisted zeolite synthesis from coal fly ash in hydrothermal process . Fuel, 2005， 84: 1482-1486。7La Rosa J L， Kwan S， Grutzeck MW. Zeolite formation in class F flyAsh blended cement pastes . J Am Ce腿Soc， 1992， 75 (6): 1574-1578。8Chun-Feng Wang， Jian画Sheng Li， Lian國Jun Wang， Xiu-Yun Sun. Influence of NaOH concentrations on synthesis of pure-form zeolite A from fly ash using two-stage method. Journal of Hazardous Materials. 2008(155):58~64。9Hidekazu Tanaka , Hajime Eguchi ， Satoshi Fujimoto ， Ryozi Hino.Two画step process for synthesis of a single phase Na—A zeolite from coal fly ash by dialysis. Fuel 2006 (85) 1329-1334。10La Rosa J L， Kwan S, Grutzeck MW. Zeolite formation in class F fly Ash blended cement pastes . J Am Ce體Soc， 1992， 75 (6): 1574-1578。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种利用粉煤灰制备不同Si/Al比沸石分子筛的 方法，该方法适合于工业化将粉煤灰生产成沸石产品，也将会为粉煤灰的资 源化利用开辟一种新的途径。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案，其特征在于，具体包括如下步骤步骤一，取粉煤灰10g与等质量磨细的NaOH固体混合，得到混合物； 步骤二，用Na2Si03*9H20和A1203调节混合物中的Si/Al摩尔比，得不 同Si/Al摩尔比的混合物；步骤三，将混合物在马弗炉内于850。C温度下熔融2小时 3小时，生5成粉煤灰熟料；步骤四，取粉煤灰熟料放置在反应釜内，并按自来水粉煤灰熟料》1:2 (质量/体积)的比例取自来水加入到反应釜内，在反应釜内部，自来水和粉煤灰熟料相互分离，其中自来水用于产生蒸汽；步骤五，将反应釜放置在温度范围为IO(TC的烘箱中12小时，即可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用粉煤灰制备不同Ｓｉ／Ａｌ比沸石分子筛的方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤一，取粉煤灰１０ｇ与等质量磨细的ＮａＯＨ固体混合，得到混合物； 步骤二，用Ｎａ↓［２］ＳｉＯ↓［３］.９Ｈ↓［２］Ｏ和Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ 调节混合物中的Ｓｉ／Ａｌ摩尔比，得不同Ｓｉ／Ａｌ摩尔比的混合物； 步骤三，将混合物在马弗炉内于８５０℃温度下熔融２～３小时，生成粉煤灰熟料； 步骤四，取粉煤灰熟料放置在反应釜内，并按自来水∶粉煤灰熟料≥１∶２（质量／体积）的比例 取自来水加入到反应釜内，在反应釜内部，自来水和粉煤灰熟料相互分离，其中自来水用于产生蒸汽； 步骤五，将反应釜在温度范围为室温到２００℃甚至更高的条件下，放置１２小时，即可生成沸石分子筛。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵西成，赵亚娟，江元汝，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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