[发明专利]高模数水玻璃联产方沸石的方法及其产品

说明书

本发明涉及硅、铝矿物残渣利用领域，公开了一种高模数水玻璃联产方沸石的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：I)将低模数水玻璃溶液与硅渣混合进行水热反应，然后进行固液分离，制得高模数水玻璃溶液和滤渣；II)将所述滤渣进行洗涤和干燥，制得方沸石；其中，所述硅渣中SiO₂的含量为50‑80重量％，Al₂O₃的含量为10‑20重量％。利用该方法制得的水玻璃模数高，水玻璃中Na₂O含量能够满足工业液体硅酸钠的要求，同时制备得到了方沸石，实现了硅渣的充分利用，整体上提高了资源利用率。

技术领域

本发明涉及硅、铝矿物残渣利用领域，具体涉及一种高模数水玻璃联产方沸石的方法和硅渣或高铝粉煤灰制备高模数水玻璃联产方沸石的方法及其产品。

背景技术

以堆存为主的粉煤灰、煤矸石和高岭土提铝后的固体残渣给周边环境造成了严重的污染和埋下更大的安全隐患，但这些固体残渣中仍然含有丰富的硅、铝成分，通常该残渣中SiO₂含量约为50-80％，Al₂O₃含量约为5-20％，将这些固体残渣进行全部资源化利用，不仅可以解决其带来的环境危害，还可以提高粉煤灰、煤矸石和高岭土综合利用的经济效益和社会效益。

水玻璃是硅酸钠的水溶液，是一种用途广泛的化工产品。水玻璃的的生产方法分为固相法和液相法；固相法是将石英砂与纯碱以一定比例混合后高温熔融，生成熔融态的固体硅酸钠，固相法生产水玻璃可以制备高模数的水玻璃，但是耗能大，液相法生产水玻璃是将氢氧化钠溶液与石英粉在反应釜中进行反应生成硅酸钠溶液，然后过滤得到水玻璃产品，其耗能低，但是水玻璃的模数较低。

沸石是一种孔隙结构发达的硅铝酸盐，具有非常好的离子交换性能、吸附性能和催化性能等，广泛应用于水处理、气体干燥等化工领域。方沸石为含铝的钠铝硅酸盐，结构式为[Na(Si₂Al)0₆·H₂O]。大部分的方沸石有固定的化学组成，仅有少量的钾或钙取代钠，以及部分铝取代硅。方沸石在金属离子吸附筛分分离、气体分离、纯水分离方面存在巨大的市场潜在价值。方沸石经过化学改性处理后，显示出独具特色的分子筛特性，对Pb、Cu、Zn等重金属离子具有很好的吸附效果，可以用来处理含此类重金属的废水。

在传统方沸石分子筛的制备过程中，基本上使用化学纯度较高的药品与试剂，很少使用价格低廉的低纯度原料。我国高铝粉煤灰产量巨大，其主要成分是SiO₂和Al₂O₃，高铝粉煤灰经酸法提铝后产生硅渣，在工程中，常用硅渣作为填垫地基，然而硅渣的消耗量相比巨大的排放量依然较低，大量的硅渣只能堆放闲置，不仅占用宝贵的土地资源，还可能对环境造成污染。硅渣中仍含有的SiO₂和Al₂O₃，可以作为生产水玻璃及方沸石的原料。目前，大多是利用普通粉煤灰来生产水玻璃或方沸石，所生产的水玻璃模数低，高模数水玻璃的生产则大多需要经过煅烧工艺，工艺复杂，耗能较高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术利用粉煤灰生产水玻璃工艺复杂、耗能高、生产的水玻璃模数低的问题，提供了一种利用硅渣制备高模数水玻璃联产方沸石的方法和利用所述方法制备得到的高模数水玻璃及方沸石产品。该方法具有操作工艺简单、耗能低、制备得到的水玻璃模数高，水玻璃中Na₂O含量能够满足工业液体水玻璃的标准(《GB/T4209-2008工业硅酸钠》)，同时制备得到了方沸石，实现了硅渣残渣的充分利用，整体上提高了资源利用率。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高模数水玻璃联产方沸石的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

I)将低模数水玻璃溶液与硅渣混合进行水热反应，然后进行固液分离，制得高模数水玻璃溶液和滤渣；

II)将所述滤渣进行洗涤和干燥，制得方沸石；