[發(fā)明專利]一種以煤矸石為原料制備正硅酸鋰的方法無效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210182366.6 | 申請(qǐng)日： | 2012-06-05 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102674383A | 公開（公告）日： | 2012-09-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 許紅亮;程維高;靳曉增;姜三營;陳德良;王海龍;張銳;盧紅霞;范冰冰 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 鄭州大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01B33/32 | 分類號(hào)： | C01B33/32 |
| 代理公司： | 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104 | 代理人： | 時(shí)立新;楊海霞 |
| 地址： | 450001 河南省鄭*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 煤矸石 原料 制備 硅酸 方法 | ||
所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以固體廢棄物煤矸石為原料制備高溫CO2吸收材料正硅酸鋰的方法。
背景技術(shù)
近年來，溫室氣體引起的氣候變化已經(jīng)成為一個(gè)全球性的環(huán)境問題，而其中對(duì)氣候變化影響最大的是CO2，CO2的吸附、分離與封存成為一個(gè)亟待解決的問題。由于人為CO2的集中排放源是化石燃料（煤炭、石油和天然氣）電廠、鋼鐵廠和水泥廠等，排放的CO2溫度較高，傳統(tǒng)吸附分離材料如有機(jī)胺溶液、水滑石類黏土、沸石分子篩和活性炭等材料普遍存在吸附溫度低、高溫吸附容量小、高溫穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。若要加以利用，CO2必須經(jīng)過降溫處理，該過程消耗極大能量。高溫吸收CO2材料的研究主要集中于鈣基和鋰基陶瓷，其中正硅酸鋰材料由于具有吸收量高、應(yīng)用溫度廣、吸收選擇性好、循環(huán)性能好和高溫下物理化學(xué)性質(zhì)良好等優(yōu)點(diǎn)，有望成為高溫CO2吸收的重要材料。
目前大多數(shù)硅酸鋰材料的制備都是采用經(jīng)過加工的SiO2和Li2CO3作為原料通過高溫固相法合成的，原料成本較高。煤矸石是一種在煤形成過程中與煤伴生、共生的巖石，是煤炭生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，排放量相當(dāng)于煤炭產(chǎn)量的10－15%。目前我國煤矸石已累計(jì)堆存約50億噸，并且每年還新產(chǎn)生3.0－3.5億噸煤矸石。大量的煤矸石堆積不但占用了大量的土地，同時(shí)還污染大氣和水體。煤矸石中含有大量SiO2，如果能對(duì)其進(jìn)行合理的開發(fā)利用，不但能夠減少環(huán)境污染，還能提高其利用價(jià)值，有著環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的雙重意義。
目前，尚未見到以廉價(jià)的工業(yè)固體廢棄物煤矸石為原料來制備高溫CO2吸收材料正硅酸鋰的文獻(xiàn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種以煤矸石為原料制備高溫CO2吸收材料正硅酸鋰的方法，該方法以固體廢棄物煤矸石為原料，降低了成本，所制得的正硅酸鋰對(duì)CO2的吸收效果較好。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種以煤矸石為原料制備正硅酸鋰的方法，該方法為：煤矸石經(jīng)煅燒活化、酸浸、抽濾、水洗和烘干預(yù)處理后，與碳酸鋰按摩爾比n(Si4+):n(Li+)=1:3.8－4.2在溶劑中混勻，然后除去溶劑，所得固體混合料經(jīng)煅燒即得。
具體的，所述煤矸石的預(yù)處理如下：將破碎研磨至200－600目的煤矸石于500－900℃煅燒活化1－3h，然后置于溫度50－100℃的鹽酸溶液（鹽酸溶液濃度以3－6mol/L為宜，鹽酸溶液的添加量一般為煤矸石重量的8－15倍）中浸泡2－5h，酸浸過的樣品經(jīng)抽濾、水洗后，置于烘箱中于40－100℃烘干。
所述溶劑可以為甲醇、乙醇或丙酮等。
所得固體混合料優(yōu)選的煅燒條件為：于700－900℃煅燒3－8h。
本發(fā)明所述煤矸石為煤炭開采和洗煤過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，其主要成分是SiO2和Al2O3，SiO2含量52－65wt%，Al2O3含量為16－36wt%，主要雜質(zhì)為Fe2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O等金屬氧化物及含碳有機(jī)質(zhì)。煅燒活化及酸浸的目的在于除去煤矸石中的Al2O3和其它雜質(zhì)，提高SiO2的含量。
本發(fā)明方法具有以下有益效果：
（1）本發(fā)明以固體廢棄物煤矸石為主要原料合成正硅酸鋰，不但降低了正硅酸鋰材料的生產(chǎn)成本，同時(shí)消耗了固體廢棄物，減少了煤矸石對(duì)環(huán)境的污染，從而減少了治理環(huán)境的成本，為煤矸石資源化利用提供了一種更為有效、附加值更高的途徑。
（2）采用本發(fā)明方法合成的正硅酸鋰可以高溫直接吸收CO2，用于吸收電廠等排放的高溫氣體，節(jié)約能源，吸收的CO2可以再次利用。
附圖說明
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