[發明專利]一種煤矸石制備高白度A型沸石的方法

有效

• 申請號: 200810054431.0
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101214973A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 王萬緒;楊效益;張澤華;胡青霞;趙慧嫻;程鵬;李萍
• 申請（專利權）人: 中國日用化學工業研究院
• 主分類號: C01B39/14
• 分類號: C01B39/14
• 代理公司: 山西五維專利事務所有限公司
• 代理人: 魏樹巍

技術領域

本發明是一種制備A型沸石的方法，具體地說是一種以煤矸石為原料制備高白度A型沸石的方法。

背景技術

煤矸石是在煤礦開采掘進過程中產生的固體廢棄物。由于燃燒值比較低，不能作為燃料來使用。因此，大部分煤矸石都是以堆積的方式存放，形成規模巨大的矸石山。據統計，我國煤矸石的積存量已達30多億噸，占據了全國工業固體廢棄物總量的40％。煤矸石中含有的大量有害微量元素對矸石山周圍的自然環境造成污染，急需處理。隨著全球可持續發展戰略的進一步落實和中國工業化過程的進一步深化，我國政府對環境保護工作的力度在不斷加大。而同時，煤矸石中含有大量的有用成分，經提取凈化可以用于制備多種化學化工材料。開展對煤矸石的綜合利用開發研究，從煤矸石中提取各種化工產品，不僅改善環境，解決被閑置的資源和占用的土地，更可以變廢為寶，創造經濟效益。

劉朝暉等在《新技術新工藝》2000，(9)：40～41頁《煤矸石合成4A沸石新工藝》.用酸處理除鐵，堿性水熱合成制備了4A沸石。但是酸處理過程復雜，會消耗大量的水和酸，造成資源和材料浪費。倪錚等在《石油化工》2000，29(4)：336頁“由煤矸石制取NaX型沸石”一文中描述了利用煤矸石堿熔活化和水熱合成獲得NaX型沸石，其煤矸石與堿的混合過程復雜，且過程中并未除雜，所得產品必然純度不高。目前，煤矸石制備A型沸石增白方面，還未見到相關的專利報道。

發明內容

本發明提供一種以煤矸石為原料制備純度高、結晶度高的A型沸石的方法。

本發明是這樣實現的：煤矸石、堿熔劑及無機鹽通過混合高溫反應，堿熔物經水溶，補添鋁鹽老化，再升溫晶化，接著晶化產物經過濾、洗滌，最后干燥得高質量的A型沸石。

本發明的制備方法如下：

(1)將煤矸石粉碎到60目以下，物理法除鐵后，煤矸石以SiO₂摩爾量計量，堿以Na₂O摩爾量計量；煤矸石、堿熔劑與無機鹽按照摩爾比為1∶3～30∶0.01-1的比例混合均勻，在400-800℃下煅燒0.5-5小時，得到堿熔物；

(2)給堿熔物中加入水，形成堿熔物溶液，使加水后堿熔物溶液的堿濃度為0.75-2molNa₂O/L堿熔物溶液，加入絡合劑，絡合劑與以SiO₂計量的煤矸石摩爾之比為0.005-0.1∶1，在30-70℃下反應老化0.5-5小時；

(3)老化反應后升溫至80-110℃，晶化20分鐘-10小時，得到晶化產物；

(4)晶化產物經過濾得沉淀物，對沉淀物用去離子水洗滌，使沉淀物的pH為8-10，且在80-180℃下干燥，得到A型沸石。

在第(2)步驟加入絡合劑后還可以補加鋁源，使硅鋁摩爾比為SiO₂∶Al₂O₃＝1.0-3.0∶1。

所述的煤矸石為：產地不同，成分不一的各種煤矸石，如山西忻州煤矸石、山西東曲煤矸石、山西西山煤矸石、山西漳村煤矸石、山西馬蘭煤矸石或山西西曲煤矸石。

所述的堿熔劑為：氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉等。

所述的鋁鹽為：氫氧化鋁、氧化鋁或鋁酸鈉等。

所述無機鹽為：氯化鈉、氟化鈉等鹵族元素的無機鈉鹽。

所述絡合試劑為：二乙烯三胺五乙酸(DTPA)或三乙醇胺(TEA)

本發明與現有技術相比具有如下優點：

本發明方法充分活化了煤矸石中包括石英在內的所有硅鋁有效成分，以無機鹽與煤矸石、堿混合煅燒，晶化過程加入絡合劑增白，通過水熱合成得到高結晶度和高純度、高白度的A型沸石。本發明的工藝合成沸石方法簡便易行，合成的A沸石具有較窄的粒度分布、相當完美的晶形及高的白度和結晶度。

具體實施方式

實施例1