[发明专利]一种沸石的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤灰综合利用技术，特别涉及一种以高铝粉煤灰为原料制备沸石的方法。

背景技术

每燃烧1t煤就能产生250-300kg的粉煤灰和20-30kg的炉渣，按此计算，我国每年粉煤灰的排放量已超过3亿吨。随着我国电力工业的快速发展，粉煤灰的排放量日益增长。

在我国的煤炭产区，如山西、蒙西等地，这些地区相当部分的粉煤灰具有较为独特的特点，其氧化铝与氧化硅含量高，Al₂O₃含量通常可达30-50％左右，相当于我国中低品位铝土矿中Al₂O₃的含量，成分较为单一，为其作为铝质和硅质资源利用提供了可能。而随着氧化铝和电解铝的需求量日益增加，近年来，各科研单位和企业针对该种粉煤灰，进行氧化铝和氧化硅的分离提取，并逐步展开工业化试验，得到不同的化工产品。主要采用的方法有石灰石烧结法、酸溶出法、碱溶出法和酸碱联合法等。

沸石是一种常用的化工原料，其化学成分与高铝粉煤灰较接近，4A沸石的生产原料有化工原料和天然铝硅酸盐矿物。化工原料主要是Al(OH)₃、NaSiO₃和NaOH，天然铝硅酸盐矿物主要有高岭土、膨润土、铝土矿、玻屑凝灰岩、天然斜发沸石和红辉沸石等，但形成一定的生产规模生产方法大致有以下几种：

(1)化工原料法：以Al(OH)₃、NaSiO₃和NaOH为原料，先将NaOH溶液与Al(OH)₃按一定摩尔比混合制得NaAlO₂，然后将NaSiO₃加入NaAlO₂中进行水热合成。水溶液中的NaSiO₃和NaAlO₂的阴离子在强烈搅拌下这些水合阴离子相互接触发生缩聚反应，生成各种铝硅酸钠阴离子的白色凝胶。加热时凝胶溶解度增大，使液相中各种离子的浓度增加，促进了水合阴离子间的重新缩聚反应，并形成沸石所需的结构单元，进而生成晶格，晶格不断生长，形成沸石晶体。

（2）高岭土法：以高岭土(A1₂SiO₅(OH)₄)为原料，将高岭土放入马弗炉中在800℃下焙烧2h，将焙烧的高岭土粉碎后移入高压釜中与苛碱、水反应，然后将混合液取出补加定量的氢氧化铝后在超级恒温器中反应一段时间，最后在料液中加入少量晶种进行晶化反应，经过滤，洗涤，干燥后，得4A沸石。

(3)膨润土酸处理法：将硫酸酸化后的膨润土加水后充分搅拌均匀，然后加入一定量NaOH溶液，升温至65℃反应2h，进行碱处理。将经过碱处理的混合液降至25～30℃，在不断搅拌下逐渐加入过量的NaAlO₂溶液。继续搅拌并升温至90℃进行晶化反应5h，然后过滤，将滤饼用水洗至pH=9～10，烘干粉碎即得4A分子筛。

目前高铝粉煤灰的应用主要集中在氧化铝提取及化工原料制备等方面，张开元等发明的“一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法”（申请号：201010300143）是将粉煤灰细磨后，并进行除铁处理；将除铁后的粉煤灰与硫酸铵混合后进行烧结后生成固体物和氨气；将烧结后生成的固体物进行溶出，再进行过滤或者沉降分离，接着再洗涤后得到含有硫酸铝铵的溶液；将含有硫酸铝铵的溶液进行结晶得到固体的硫酸铝铵；将固体的硫酸铝铵溶解后配制成溶液与氨气或者氨水于温度为20℃～50℃下进行反应0.5小时～6小时生成氢氧化铝和硫酸铵；将氢氧化铝进行焙烧后得到氧化铝。马昱昭等发明的“一种从粉煤灰中提取高纯度氧化铝及硅胶的方法”（申请号：201010013749）采用循环活化、浸取、碳分、碳酸钠及水回收、硅铝分离、热解、盐酸回收等步骤，实现了从粉煤灰中获得高纯度氧化铝与硅胶。整个工艺过程中所产生的CO₂以及提取过程中所使用的碱、酸和水均可回收并实现循环利用。该方法具有有用组分提取率高、残渣少、成本低、工艺过程简单的特点。克服了已有的粉煤灰提取氧化铝过程中产渣量大的难题，可将粉煤灰中95%以上的Al₂O₃提取出来，并同时将90%以上的二氧化硅以高纯度硅胶的方式提取出来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种沸石的制备方法，解决了现有的沸石的制备方法存在的成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种沸石的制备方法，包含：