[发明专利]利用粉煤灰制备成型沸石的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种成型沸石的制造工艺，特别是一种以粉煤灰为骨料通过捏合挤出而得到多孔成型沸石，可用作催化剂载体、水处理滤料、建筑用料等多个领域。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂及企业在生产过程中产生的固体废弃物，是目前排放量最大的工业固体废弃物之一。大量粉煤灰的堆存，不仅占用宝贵的土地资源，而且带来严重的环境污染和安全隐患。因此，开发利用粉煤灰的综合利用对环境保护和资源的再利用有着重要的经济和社会意义。

粉煤灰的主要化学成分是SiO2和Al2O3，是优质的硅铝资源，而在多领域具有良好应用前景的沸石是一种铝硅酸盐。早在20世纪80年代，《MineralsEngineering》报道了利用粉煤灰合成沸石的研究，为开发粉煤灰高附加值应用指引了方向。CN118004A和CN1155517C均公开了以粉煤灰为原料生产沸石的方法，但其合成的沸石中含有粉煤灰残渣，限制了其工业化应用范围。谭宏斌等人提出了以粉煤灰中抽提的硅铝为原料制备高纯沸石的方法(CN101503202A)，并将残余粉煤灰制备成粉煤灰沸石吸附剂，解决了利用抽提法制备沸石产生的二次污染问题。而CN101164884A和CN101450805A则从工艺和原料的预处理入手，提高粉煤灰的活性成分。但是，目前由粉煤灰制备的沸石均为粉末状，无论作为吸附剂还是催化剂载体均受到限制。吴德意等人在其专利(CN1296129C)中提到将由粉煤灰制得的沸石压制成粒并将其应用于过滤床的脱氮除磷，但是，压制成粒存在着力学强度小、耐磨性差、使用寿命短、吸附性能下降等缺点。因此，以粉煤灰为原料研究成型沸石不仅使粉煤灰得以利用，还获得了具有较高经济价值的材料，故有着重要的实际应用价值和研究前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用粉煤灰制备成型沸石的工艺，采用较简单的工艺和低廉的成本，同时解决粉煤灰沸石化和沸石成型问题，实现了粉煤灰的资源化和沸石的成型化，为人造沸石工业化应用提供依据。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种利用粉煤灰制备成型沸石的工艺，包括以下步骤：

第一步：将粉煤灰、调节剂、激发剂、外加剂和水按比例混合均匀；

第二步：将混合均匀的物料密封并置于恒温蒸汽浴内陈化；

第三步：将第二步中陈化好的物料在捏合挤出机上挤出成型；

第四步：将成型物料置于晶化釜内，密封后进行压蒸养护；

第五步：养护结束后，将晶化釜取出并用水冷却至室温，取出成型物料；

第六步：将成型物料置于程序升温炉中热处理；

第七步：将热处理后的成型物料置于不同浓度的NaOH溶液中晶化，然后洗涤至pH为7-8，干燥后即得成型沸石。

本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)本发明制备的成型沸石是采用粉煤灰为原料，既解决了用纯化学物质合成人工沸石的局限性和高成本，又解决了粉煤灰的再利用问题，同时由于本发明采用了先成型再沸石化的工艺，避免了二次废渣的产生。(2)本发明由于采用电厂的二级干排灰，不必烘干和磨细，减少了工序，降低了成本。(3)本发明将粉煤灰活化与造孔巧妙的结合，不仅减少了粉煤灰预活化的工序，而且还节约了能耗。(4)粉煤灰中加入的外加剂不仅起到了增塑剂的作用，同时也是很好的造孔剂。在挤出成型时，外加剂的加入提高了物料的可塑性，便于物料的挤出成型；在后期烧制的过程中，外加剂调控着成型体中孔隙结构和孔径分布，有利于提高粉煤灰沸石化的效率，从而提高其吸附性能。(5)本发明采用捏合挤出工艺，使其制备的成型体具有较高的力学强度，从而增加了成型体的耐磨性能，延长了其使用寿命。(6)本发明可以根据实际需要自制模具，从而生产出不同规格、不同形状的成型体，这也为产品提供了更为广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明实施例1成型沸石的XRD图谱。

图3为本发明实施例1的电镜图谱。

图4为本发明实施例2成型沸石的XRD图谱。

图5为本发明实施例2的电镜图谱。

图6为本发明实施例3成型沸石的XRD图谱。

图7为本发明实施例3的电镜图谱。

图8为本发明实施例4成型沸石的XRD图谱。

图9为本发明实施例4的电镜图谱。

图10为本发明实施例5成型沸石的XRD图谱。

图11为本发明实施例5的电镜图谱。

图12为本发明实施例6成型沸石的XRD图谱。

图13为本发明实施例7成型沸石的XRD图谱。