煤矸石分步溶出硅鋁合成純4A沸石.pdf

1、煤矸石是采煤和洗煤所產(chǎn)生的廢棄物，據(jù)統(tǒng)計煤矸石的堆積量約為70億噸，是我國排放量最大的固體廢棄物之一。大量堆積的煤矸石會產(chǎn)生環(huán)境污染問題。最近幾年，無論是國內(nèi)還是國外煤矸石的綜合利用問題備受關(guān)注。 目前，煤矸石廣泛應用于建筑材料中，但是由于需求量的限制利用率低于15％。沸石類材料在吸附、分離、催化、離子交換等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。以煤矸石為原料制取沸石既能充分利用煤矸石有效主體成分，又可獲得高附加值產(chǎn)品。 未活化的煤矸

2、石的活性比較低，通常不能被直接應用。本文首先探索了熱活化，熱力一化學復合活化以及二次活化對煤矸石活化程度。以溶出的硅鋁酸鹽為評價標準，結(jié)果顯示，以Na2CO3為活化劑采用二次活化方式對煤矸石的活化最好。以Na2CO3為活化劑與煤矸石820℃下混合焙燒1h，形成Na2SiO3（PDF82-604）和NaAlSiO4（PDF76-1733）兩種物質(zhì)。前者易溶于水，約溶出煤矸石原礦硅量的20％；后者溶于堿液，最高硅鋁溶出率約為剩余硅鋁總量的9

3、7％。水溶出的硅酸鈉可用于制備白炭黑等。水溶后的殘渣中主要成分為硅鋁酸鹽，適宜合成小粒徑4A沸石。 之后利用活化煤矸石得到的硅鋁酸鹽進行了4A沸石制備實驗。以3mol/L的NaOH溶液提取，SiO2：Al2O3為1．8，液固體積比為20：1，加入0．8％的晶化導向劑，60℃加熱1h，90℃晶化即可形成沸石。經(jīng)XRD表征，產(chǎn)品不存在雜晶，結(jié)晶度高。TEM結(jié)果表明，兩步法合成的產(chǎn)品平均粒徑為405nm納米，達到亞微米沸石水平。鈣交換