[發明專利]一種由粉煤灰制備13X型分子篩的方法

在審

• 申請號: 201310755159.X
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104743571A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 楊治平
• 申請（專利權）人: 楊治平
• 主分類號: C01B39/22
• 分類號: C01B39/22;B01J20/18;B01J20/30
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及粉煤灰的利用領域，特別涉及一種由粉煤灰制備13X型分子篩的方法。

背景技術

我國燃煤電廠基本上是燃用煙煤。隨著我國電力工業的發展，總裝機容量不斷增大，粉煤灰的排放量也日益增加，迄今為上，年排灰量已超過1億t。人們基于對環境的關注，提出了如何最大限度地利用粉煤灰的重大課題。但是，迄今為止，粉煤灰的利用主要集中在生產粉煤灰燒結磚，而從粉煤灰中回收鐵和碳以及從粉煤灰中提取氧化鋁和玻璃微珠的研究雖然也有報道。這主要是因為只有粉煤灰中鐵、碳、氧化鋁及玻璃微珠含量足夠高時才有回收價值，而且提取有用物質后，剩余粉煤灰殘渣的利用也是需要解決的一個技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種由粉煤灰制備13X型分子篩的方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種由粉煤灰制備13X型分子篩的方法，由焙燒、制備、晶化和陳化四個步驟組成，其特征在于：所述粉煤灰的粒徑為0.45mm以下；所述晶化過程的晶化溫度為80～100℃、晶化時間為6～10h、NaOH濃度1.4～1.5mol/L、攪拌速度為120～150r/min；所述陳化時間不低于24h。

進一步地，所述晶化過程的晶化時間為8h。

進一步地，所述晶化過程的液固比為4∶1。

本發明的有益效果是：本發明以粉煤灰為主要原料制備13X型分子篩，最大限度地利用了粉煤灰及其價值，制備過程無剩余粉煤灰殘渣，不僅可節約化工原料，而且所制得的13X型分子篩還具有原料來源廣泛、造價低廉的特點。

具體實施方式

本發明一種由粉煤灰制備13X型分子篩的方法是通過在粉煤灰中加入碳酸鈉粉末后焙燒預處理，然后再用水熱法合成。本發明采用某熱電廠的濕排粉煤灰為原料，其化學成分見表1。

表1本發明粉煤灰原料組成

本發明一種由粉煤灰制備13X型分子篩的方法包括如下步驟：

1)焙燒。先將粉煤灰細磨通過60目篩使粒徑達到0.45mm以下，并采用Montgomery法焙燒燒除去其中的有機質以提高產品白度。

2)制備。按10Na2O＃Al2O3＃8SiO2＃300H2O(摩爾比)的化學計量比分別取Na2O31g、Al2O35.9g、SiO224g放入燒杯混合待用，量取270mL蒸餾水加熱至沸騰，同時緩慢加入配好的藥品，室溫下陳化24h，最終生成非晶態的晶種。

3)晶化。攪拌配置好的溶液，使其在加熱條件下晶化，晶化過程實際上是粉煤灰中的硅氧四面體和鋁氧四面體的重新結合。

4)陳化。足夠的陳化時間是合成純度較高的沸石的必要條件，實驗中采用正交法確定最佳陳化時間。

實施例1

保持堿度及攪拌速度保持不變，考察晶化溫度對合成沸石的影響。

根據發明人的研究，溫度低于100℃吸附量明顯增大，超過100℃吸附量有下降的趨勢。在60℃下晶化沸石的鉻離子吸附能力較大，但需要18h左右；在85℃下晶化時間可縮短至10h，但鉻離子吸附能力稍有降低；在120℃下晶化時，只需4.5h，但鉻離子吸附能力明顯低于100℃時的數值。

晶化溫度不宜過低，否則晶化過程太慢，合成石純度較低，吸附效果差；也不宜過高，因為X型沸石在熱力學上屬亞穩體系，溫度過高會使合成好的沸石晶體分解。綜合考慮晶化時間和鉻離子吸附能力，選定80～100℃為較理想的晶化溫度。

從上述實驗部分的晶化反應條件實驗來看，在晶化過程中提高晶化溫度可加快結晶進程，有利于提高產品的純度。

實施例2

保持合成溫度定為100℃，堿度、攪拌速度等因素不變，考察晶化時間對合成沸石的影響。

根據發明人的研究，晶化時間較短時，合成樣品的結晶度不高或呈現無定形狀態。這是因為水熱法合成沸石過程分為兩個階段，即晶核的形成(誘導期)和晶核的長大。晶化時間較短時合成過程僅處于誘導期，晶核來不及長大就停止。而沸石分子篩是一種亞穩態晶體，晶化時間過長，合成樣品在堿性條件下會發生破壞，導致結晶度降低或轉晶生成其他晶體，因此晶化時間是影響沸石合成的重要因素之一。實驗結果表明，晶化時間為6～10h比較適宜。而最佳晶化時間優選8h。

實施例3

保持合成溫度定為100℃，晶化時間(8h)、攪拌速度等因素不變，考察堿液濃度對合成沸石的影響。