[發明專利]一種廢棄黏土磚粉合成Na-P型沸石分子篩的方法及其應用

在審

• 申請號: 202210532327.8
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114933312A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 姚武;廖剛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;C02F1/28;B01J20/18;C02F101/30
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及建筑固廢資源化利用領域，具體涉及一種廢棄黏土磚粉合成Na?P型沸石分子篩的方法及其應用，包括如下步驟：S1：將廢棄黏土磚球磨并過篩，得到廢棄黏土磚粉；S2：將廢棄黏土磚粉進行預處理；S3：將經預處理的廢棄黏土磚粉與NaOH和NaF混合研磨，得到混合產物；S4：將混合產物進行煅燒，得到活化產物；S5：將活化產物溶解于去離子水中并進行超聲處理，得到混合溶液；S6：將混合溶液進行水熱反應，得到反應物；S7：將反應物進行固液分離，分離得到的固體經清洗和烘干后，得到Na?P型沸石分子篩。與現有技術相比，本發明可以顯著提高廢棄黏土磚的附加值，從而促進其再生利用，減輕建筑固廢帶來的環境污染。

技術領域

本發明涉及建筑固廢資源化利用領域，具體涉及一種廢棄黏土磚粉合成Na-P型沸石分子篩的方法及其應用。

背景技術

隨著城鎮化進程加快，我國每年將會產生大量的建筑固廢。廢棄黏土磚是建筑固廢的主要組分之一。目前，關于廢棄黏土磚的主要處置方式是填埋或者用作低端建筑材料，包括再生骨料，礦物摻合料，填料等。廢棄黏土磚的附加值較低，其處置成本大于其市場價值，導致了廢棄黏土磚的再生循環利用率較低。建筑固廢的大量堆積將會產生嚴重的環境問題。基于此，迫切需要升級廢棄黏土磚的利用途徑，制備高附加值的廢棄黏土磚衍生產品。

沸石分子篩是一類具有三維網狀結構的微孔硅鋁酸鹽，其骨架由SiO₄四面體和AlO₄四面體通過氧原子連接而成，已被廣泛應用于石油化工、水體凈化、催化等領域。我國對于沸石分子篩的需求量較大，天然沸石已不能滿足當前需求。合成沸石需要使用純度較高的可溶性硅酸鹽和鋁酸鹽作為原料，成本較高。已有研究表明，固體廢料大多含有豐富的硅鋁元素，因此，使用廉價的固體廢棄物作為合成沸石的原料，對于降低沸石成本，減少固廢環境污染，提高固廢的附加值具有重要意義。

目前，多種工業固廢已成功用于合成沸石分子篩。但是，申請人通過系統查閱了大量的國內專利以及文獻資料，沒有發現以建筑固廢(尤其是廢棄黏土磚粉)為原料合成沸石分子篩的相關報道。基于廢棄黏土磚自身含有大量的SiO₂和Al₂O₃，可作為沸石分子篩的合成原料，且黏土磚中含有一定的玻璃相物質，具有較高活性，為硅鋁元素溶出提供了有利條件，大量的廢棄黏土磚可以緩解沸石原料的供應緊張問題，同時合成沸石可以實現廢棄黏土磚的資源化和高附加值利用。

廢棄黏土磚是一種大體量的建筑固廢，當前由于附加值偏低，其資源化利用受到較大限制，帶來了嚴重的環境負荷。然而，廢棄黏土磚含有豐富的硅、鋁元素，是合成沸石的潛在原料。傳統的熱活化會導致較高的能耗，由于原料中常常含有石英等惰性物質，需要對原料進行高溫活化，增加硅鋁元素在堿液中的溶出度，通常活化溫度達到600-900℃，能耗較高，進一步增加了沸石的成本。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題至少其一而提供一種廢棄黏土磚粉合成Na-P型沸石分子篩的方法及其應用，基于預處理-熱活化-溶解-晶化的技術路線，使用廢棄黏土磚成功地合成了Na-P型沸石分子篩，實現廢棄黏土磚的高附加值利用，解決建筑固廢的環境污染問題。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

本發明第一方面公開了一種廢棄黏土磚粉合成Na-P型沸石分子篩的方法，包括如下步驟：

S1：將廢棄黏土磚球磨并過篩，得到廢棄黏土磚粉；

S2：將步驟S1得到的廢棄黏土磚粉進行預處理；

S3：將步驟S2得到的經預處理的廢棄黏土磚粉與NaOH和NaF混合研磨，得到混合產物；

S4：將步驟S3得到的混合產物進行煅燒，得到活化產物；

S5：將步驟S4得到的活化產物溶解于去離子水中并進行超聲處理，得到混合溶液；