[发明专利]一种以氧化石为原料制备分子筛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛制备方法，特别涉及一种以氧化石为原料制备分子筛的方法，属于分子筛技术领域。

背景技术

在我国河南、陕西、云南、安徽、江苏、黑龙江均有蛋白石产出，蛋白石是天然的硬化的二氧化硅胶凝体，含5-10％的水分；蛋白石与多数宝石不同，属于非晶质，由于宝石中的水分流失，逐渐变干并出现裂缝；蛋白石在矿物学中属蛋白石类，是具有变彩效应的宝石，是一种含水的非晶质的二氧化硅；其矿石空隙度高，吸水性强，吸附性好，可吸附氯化物、亚硝酸盐、氰化物、Pb和Hg等有毒有害物质或元素，并具有较好的脱色和漂白性能，还能够释放负离子，可直接应用于涂料、油墨，并制成聚合物/蛋白石粉复合材料，广泛应用于化工、纺织、医疗保健、环境工程、纳米复合材料等许多领域，但是目前尚没有合成分子筛的应用；目前人工合成的分子筛通常是采用硅酸钠等工业原料制备的，原料来源有限，且成本巨大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种以氧化石为原料制备分子筛的方法，以氧化石为原料，以氢氧化钠为活化剂采用碱熔融法制备分子筛，其简单易行，制备成本比较低。

(二)技术方案

本发明的以氧化石为原料制备分子筛的方法，所述方法包括如下步骤：以氧化石为原料，以氢氧化钠为活化剂采用碱熔融法制备分子筛，具体步骤包括：

(1)将蛋白石轻质和氢氧化钠按一定比例混合后焙烧活化；

(2)将焙烧得到的焙烧产物研磨后与水混合或直接与水混合制成混合液，混合液过滤得滤液或不过滤，通过添加或不添加硫酸铝调整混合液或滤液的硅铝原子摩尔比为2.5～6.0；

(3)将步骤(2)中制得的硅铝原子摩尔比符合要求的混合液或滤液晶化，所述分子筛为P型沸石分子筛，纯度在90％以上；

(4)预处理后，采用所述分子筛填充的沸石滤柱，经水力停留时间为1.5小时的处理后，能够将水中的氨氮含量由20.1mg/L降至0.02mg/L，步骤(1)中的蛋白石轻质和氢氧化钠的质量比为1∶1.3～1.3∶1，焙烧活化的具体工艺为：在500℃～600℃下恒温焙烧90分钟±10分钟。

进一步地，步骤(2)中焙烧产物与水按照液固质量比6∶1～4∶1混合，与水混合时的焙烧产物的目数为80目～800目。

进一步地，步骤(2)中的混合液先在60℃～80℃下持续搅拌或非持续搅拌3小时～5小时，搅拌速度为250转/分钟～350转/分钟，然后过滤，过滤后在滤液中加入硫酸铝来调整滤液中硅铝原子摩尔比，过滤所得的滤渣可以回收以用作制备稀土和/或提取重金属的原材料。

进一步地，所述硫酸铝为十八水硫酸铝，所述十八水硫酸铝固体的添加量为蛋白石轻质重量的20％～35％。

作为优选的实施方案，所述十八水硫酸铝先制成质量分数为60％～70％的硫酸铝溶液再添加，添加之后在常温下持续搅拌或非持续搅拌25分钟～35分钟，搅拌速度为250转/分钟～350转/分钟。

作为优选的实施方案，步骤(3)中晶化的具体工艺为：在120℃～140℃下晶化4小时～5小时。

进一步地，步骤(3)和步骤(4)之间还包括如下步骤：对晶化产物进行过滤、洗涤、干燥，具体工艺为过滤后用水洗至最后一次水洗液的pH值为9～11，再在100℃～120℃下烘干，制得所述分子筛。

有益效果

与现有技术相比，本发明的分子筛具有独特的强选择性吸附性能，而且具有很高的纯度，在水处理中用于氮磷的同步脱除时效果良好，尤其适用于富营养化水的处理，例如沟域养殖水体、湖泊水等的处理；即使水中COD含量在50000ppm以上时，依然能获得良好的处理效果。

具体实施方式

本发明以氧化石为原料制备分子筛的方法，所述方法包括如下步骤：以氧化石为原料，以氢氧化钠为活化剂采用碱熔融法制备分子筛，具体步骤包括：

(1)将蛋白石轻质和氢氧化钠按一定比例混合后焙烧活化；

(2)将焙烧得到的焙烧产物研磨后与水混合或直接与水混合制成混合液，混合液过滤得滤液或不过滤，通过添加或不添加硫酸铝调整混合液或滤液的硅铝原子摩尔比为2.5～6.0；

(3)将步骤(2)中制得的硅铝原子摩尔比符合要求的混合液或滤液晶化，所述分子筛为P型沸石分子筛，纯度在90％以上；