[发明专利]一种有色金属尾矿资源化利用的微波水热快速合成ZSM-5分子筛的方法

权利要求书

1.一种有色金属尾矿资源化利用的微波水热快速合成ZSM-5分子筛的方法，其特征在于以有色金属尾矿为原料，经过酸浸除杂、高温碱熔活化后作为硅源、铝源和碱源在微波水热条件下快速合成ZSM-5分子筛，具体包括如下步骤：

(1)将有色金属尾矿研磨后湿筛过200目，并于100～200℃空气气氛围下干燥10～16h，得到干化矿料；

(2)将步骤(1)所得干化矿料与质量百分浓度为8.2～12.2wt.％的稀盐酸溶液按1g：5～20mL的比例置于反应釜内，于90～170℃烘箱内静置酸浸2～6h，反应结束后将物料抽滤，洗涤至布氏漏斗下方所滴滤液呈中性，滤渣置于烘箱中100～200℃空气氛围下干燥10～16h，得到酸浸矿料；

(3)将步骤(2)所得酸浸矿料与固体氢氧化钠以1：0.8～2.0的质量比在马弗炉内于空气氛围下500～800℃煅烧1～5h，得到活化矿料；

(4)将步骤(3)所得活化矿料与蒸馏水按1g：4～8mL的比例混合溶解，置于内衬为聚四氟乙烯的反应釜内密封，在烘箱中100～200℃空气氛围下静置1～4h将活性硅铝组分溶出，冷却开釜后，釜内物料转移至离心沉淀机中，在2000～4000r/min的转速下离心10～30min，上清液为活化硅铝液；

(5)将步骤(4)所得活化硅铝液转移至反应容器内，在40～60℃恒温条件下搅拌条件下依次加入乙醇、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、晶种和蒸馏水，以酸浸矿料中SiO₂含量(记为SiO_2投料)为基准，投料配比为：乙醇/SiO_2投料摩尔比＝0.5～1.5、CTAB/SiO_2投料摩尔比＝0.01～0.05、晶种/SiO_2投料质量比＝0.002～0.02、蒸馏水/SiO_2投料摩尔比＝100～150；其中，晶种为H-ZSM-5分子筛，其SiO₂/Al₂O₃摩尔比大于20；

(6)将步骤(5)所得混合液采用质量百分比浓度为65％的浓硝酸调节pH至10.6～11.2，无需陈化处理直接得到晶化前驱液；

(7)将步骤(6)所得晶化前驱液转移至微波反应釜，调节微波功率200～800W，釜内压力1.1～2.6MPa，于微波反应釜内195～235℃晶化1.5～3.5h；晶化反应结束后，取出反应釜自然降温冷却至室温，然后将釜内产物取出抽滤，并洗涤至布氏漏斗下方液体呈中性，产物于烘箱中100～200℃空气氛围下干燥10～16h，然后在马弗炉内空气氛围下500～600℃煅烧4～6h，即得到孔道内脱除有机胺和有机醇的Na-ZSM-5，将Na-ZSM-5与浓度为0.5～2.0mol/L的硝酸铵溶液按1g：10～40mL的比例，在40～80℃温度下进行离子交换1～10h，进行过滤洗涤处理，在100～200℃下干燥后得到NH₃-ZSM-5；然后置于在马弗炉内空气氛围下500～600℃焙烧4～6h，得到H-ZSM-5分子筛产物。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：合成原料来源为有色金属尾矿。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：有机醇导向剂为乙醇、少量有机胺模板剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，其用量分别为乙醇/SiO_2投料摩尔比＝0.5～1.5、CTAB/SiO_2投料摩尔比＝0.01～0.05。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：晶化前驱液不需要陈化处理。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：微波功率200～800W，釜内压力1.1～2.6MPa，晶化前驱液于微波反应釜内195～235℃晶化1.5～3.5h。