[發明專利]一種沸石的制備方法

有效

• 申請號: 201310746627.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103663480A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 孫俊民;張戰軍;張庭安;呂國志;楊會賓;公彥兵
• 申請（專利權）人: 大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心;東北大學
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及粉煤灰綜合利用技術，特別涉及一種以高鋁粉煤灰為原料制備沸石的方法。

背景技術

每燃燒1t煤就能產生250-300kg的粉煤灰和20-30kg的爐渣，按此計算，我國每年粉煤灰的排放量已超過3億噸。隨著我國電力工業的快速發展，粉煤灰的排放量日益增長。

在我國的煤炭產區，如山西、蒙西等地，這些地區相當部分的粉煤灰具有較為獨特的特點，其氧化鋁與氧化硅含量高，Al₂O₃含量通常可達30-50％左右，相當于我國中低品位鋁土礦中Al₂O₃的含量，成分較為單一，為其作為鋁質和硅質資源利用提供了可能。而隨著氧化鋁和電解鋁的需求量日益增加，近年來，各科研單位和企業針對該種粉煤灰，進行氧化鋁和氧化硅的分離提取，并逐步展開工業化試驗，得到不同的化工產品。主要采用的方法有石灰石燒結法、酸溶出法、堿溶出法和酸堿聯合法等。

沸石是一種常用的化工原料，其化學成分與高鋁粉煤灰較接近，4A沸石的生產原料有化工原料和天然鋁硅酸鹽礦物?；ぴ现饕茿l(OH)₃、NaSiO₃和NaOH，天然鋁硅酸鹽礦物主要有高嶺土、膨潤土、鋁土礦、玻屑凝灰巖、天然斜發沸石和紅輝沸石等，但形成一定的生產規模生產方法大致有以下幾種：

(1)化工原料法：以Al(OH)₃、NaSiO₃和NaOH為原料，先將NaOH溶液與Al(OH)₃按一定摩爾比混合制得NaAlO₂，然后將NaSiO₃加入NaAlO₂中進行水熱合成。水溶液中的NaSiO₃和NaAlO₂的陰離子在強烈攪拌下這些水合陰離子相互接觸發生縮聚反應，生成各種鋁硅酸鈉陰離子的白色凝膠。加熱時凝膠溶解度增大，使液相中各種離子的濃度增加，促進了水合陰離子間的重新縮聚反應，并形成沸石所需的結構單元，進而生成晶格，晶格不斷生長，形成沸石晶體。

（2）高嶺土法：以高嶺土(A1₂SiO₅(OH)₄)為原料，將高嶺土放入馬弗爐中在800℃下焙燒2h，將焙燒的高嶺土粉碎后移入高壓釜中與苛堿、水反應，然后將混合液取出補加定量的氫氧化鋁后在超級恒溫器中反應一段時間，最后在料液中加入少量晶種進行晶化反應，經過濾，洗滌，干燥后，得4A沸石。

(3)膨潤土酸處理法：將硫酸酸化后的膨潤土加水后充分攪拌均勻，然后加入一定量NaOH溶液，升溫至65℃反應2h，進行堿處理。將經過堿處理的混合液降至25～30℃，在不斷攪拌下逐漸加入過量的NaAlO₂溶液。繼續攪拌并升溫至90℃進行晶化反應5h，然后過濾，將濾餅用水洗至pH=9～10，烘干粉碎即得4A分子篩。

目前高鋁粉煤灰的應用主要集中在氧化鋁提取及化工原料制備等方面，張開元等發明的“一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法”（申請號：201010300143）是將粉煤灰細磨后，并進行除鐵處理；將除鐵后的粉煤灰與硫酸銨混合后進行燒結后生成固體物和氨氣；將燒結后生成的固體物進行溶出，再進行過濾或者沉降分離，接著再洗滌后得到含有硫酸鋁銨的溶液；將含有硫酸鋁銨的溶液進行結晶得到固體的硫酸鋁銨；將固體的硫酸鋁銨溶解后配制成溶液與氨氣或者氨水于溫度為20℃～50℃下進行反應0.5小時～6小時生成氫氧化鋁和硫酸銨；將氫氧化鋁進行焙燒后得到氧化鋁。馬昱昭等發明的“一種從粉煤灰中提取高純度氧化鋁及硅膠的方法”（申請號：201010013749）采用循環活化、浸取、碳分、碳酸鈉及水回收、硅鋁分離、熱解、鹽酸回收等步驟，實現了從粉煤灰中獲得高純度氧化鋁與硅膠。整個工藝過程中所產生的CO₂以及提取過程中所使用的堿、酸和水均可回收并實現循環利用。該方法具有有用組分提取率高、殘渣少、成本低、工藝過程簡單的特點?？朔艘延械姆勖夯姨崛⊙趸X過程中產渣量大的難題，可將粉煤灰中95%以上的Al₂O₃提取出來，并同時將90%以上的二氧化硅以高純度硅膠的方式提取出來。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種沸石的制備方法，解決了現有的沸石的制備方法存在的成本高的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種沸石的制備方法，包含：