[发明专利]一种用油页岩废渣制备沸石分子筛的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种用油页岩废渣制备沸石分子筛的方法。 

二、背景技术

我国油页岩资源丰富，可回收页岩油资源量为120亿吨，主要分布在吉林省桦甸、农安，广东茂名、辽宁抚顺等地，居世界第四位。油页岩资源的主要利用方式是提炼页岩油和直接燃烧发电。以抚顺为例，每年利用油页岩产页岩油近40万吨，一年产生的油页岩废渣可达500万吨。现在有效利用油页岩废渣的方法还不多，致使油页岩废渣大量堆积，不但占用大面积的土地，而且还存在较大的环境污染问题。因此如何更好地的综合利用油页岩废渣，提高油页岩资源的附加值，是亟待解决的技术问题。我国油页岩废渣中富含高岭石(Al₂O₃·SiO₂·2H₂O)，即粘土硅铝酸盐，其中含有50～70％SiO₂，10～25％Al₂O₃。SiO₂和Al₂O₃总和占成分的80％以上，正是制备沸石分子筛的主要原料，利用油页岩废渣制备沸石分子筛使其变废为宝，是一种行之有效的办法。 

三、发明内容

本发明的目的是提供一种用油页岩废渣制备沸石分子筛的方法，采用该方法可使油页岩废渣变废为宝，从而解决占用土地及环境污染问题，同时更好的达到油页岩综合利用的目的。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 

①将油页岩废渣研磨至100目以下，550℃下焙烧活化2小时； 

②向焙烧后的废渣中，按照1∶3的质量比加入质量浓度为30％的H₂SO₄溶液，加热到90-95℃反应5小时，热过滤，分得一次铝铁溶液和滤渣，将所得滤渣水洗1-2次，所得洗液并入一次铝铁溶液；

③将步骤②所得的一次铝铁溶液蒸发至原体积的1/6-4/6，冷却结晶，过滤，得硫酸铝晶体及含酸铝铁滤液； 

④按照1∶3的质量比，将步骤③所得的含酸铝铁滤液与新加入的油页岩废渣混合，加热至90-95℃反应3小时，冷却结晶，过滤，得硫酸铝晶体； 

⑤将步骤③和④所得的硫酸铝晶体混合，并向其中加入过量的氢氧化钠溶液，使其中的沉淀完全溶解，得偏铝酸钠溶液待用； 

⑥向步骤②所得的滤渣中，按照1∶3的质量比加入氢氧化钠溶液，加热至90-95℃反应5小时，过滤得水玻璃溶液； 

⑦将步骤⑥所得水玻璃溶液与步骤⑤所得的偏铝酸钠溶液混合，得硅铝凝胶，硅铝凝胶中各组分的摩尔比为：SiO₂∶Al₂O₃＝2∶1-6∶1，Na₂O∶SiO₂＝1∶1-4∶1，H₂O∶Na₂O＝30∶1-70∶1，将所得硅铝凝胶经陈化、晶化后，洗涤、干燥即得沸石分子筛。 

上述的陈化时间为12-48小时，温度为室温。 

上述的晶化时间为6-20小时，温度为110℃。 

本发明采用酸浸将油页岩废渣中的SiO₂分离至固相，将Al₂O₃变成铝盐溶于液相，再通过加碱使固、液相分别生成水玻璃及偏铝酸钠溶液，最后将两者混合得到的硅铝凝胶脱水形成过渡偏胶体，从而形成稳定的自生矿物，即沸石分子筛。采用该方法可使油页岩废渣得到充分利用，提高了利用率，增加了经济效益，变废为宝的同时避免了废渣的大量堆积，减少了土地的占用量，降低了环境污染。本方法工艺过程简单，投资小，成本低，是一种极具前景的油页岩废渣精细化工、综合利用产业化方法。 

四、具体实施方式

实施例1： 

①取研磨至100目以下，550℃下焙烧活化2小时后的油页岩废渣100g； 

②向焙烧后的废渣中，按照1∶3的质量比加入质量浓度为30％的H₂SO₄溶液，加热到90-95℃反应5小时，热过滤，分得一次铝铁溶液和滤渣，将所得滤渣水洗1-2次，所得洗液并入一次铝铁溶液； 

③将步骤②所得的一次铝铁溶液蒸发至原体积的2/6，冷却结晶，过滤，得硫酸铝晶体及含酸铝铁滤液； 

④按照1∶3的质量比，将步骤③所得的含酸铝铁滤液与新加入的油页岩废渣混合，加热至90-95℃反应3小时，冷却结晶，过滤，得硫酸铝晶体；