[发明专利]一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附剂领域，具体涉及一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法。

背景技术

以氧化硅矿物和碳质还原剂等为原料经碳热还原法生产含硅97%以上的产品，在我国通常称为工业硅，工业硅广泛应用于冶金、电气、航空、机械、化工、医药、国防、建筑等领域。近年来，受国际硅市场价格大幅上涨对的影响，我国工业硅生产发展很快，技术装备水平也不断提高，每年工业硅产占世界工业硅产量的三分之一。但是工业硅电炉产生的烟气对环境具有很大的影响，因此对烟气进行治理，既有环境与社会效益，又有明显的经济效益。

沸石是一种多孔性骨架型硅铝酸盐分子筛，可作为离子交换剂、吸附分离剂、催化剂等。沸石骨架中微孔孔径由于孔穴的结晶性质使其分布非常均一，内部的孔穴对大小不同的分子可进行选择性吸附。沸石是一种强极性吸附剂，极易水分子等极性分子，由于自身硅铝比和孔径大小不同，对不同极性分子具有选择性，孔道内有可被交换的金属阳离子，对某些特定分子有特殊的吸附作用。在废气处理方面，沸石可以吸附废气中的二氧化硫和氮氧化物，但是其吸附量低，利用改性方法可以改变沸石的电性、孔径等，可以用来对不同分子特性和直径的气体进行吸附。

壳聚糖是甲壳素脱除部分乙酰基的产物，壳聚糖具有生无可降解、毒性低的优点，它与氨基极易形成四级胺正离子，有弱碱性阴离子交换作用，不但对印染的废水能脱色，还对过渡金属离子有良好的螯合作用。壳聚糖是线型结构的高分子物质，在酸性溶液中会溶解，稳定性差，难以形成颗粒结构，用于传质分离过程时，平衡时间长，传质速率慢，在固定床层中作为吸附剂应用受到了一定的限制。本发明采用浸渍法将壳聚糖和改性沸石混合，制备的吸附剂表面凹凸不平，增强了吸附力度，而且微孔数量明显增加，孔融明显增大，比表面积提高，因此具有较强的吸附能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法，由下列重量份的原料制成：沸石30-50、铝溶胶3-4、聚乙烯吡咯烷酮0.4-1、脱乙酰壳聚糖15-20、阳离子聚丙烯酰胺0.1-0.3、高岭土15-22、硅胶粉10-13、去离子水适量；

本发明所述一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法，由以下具体步骤制成：

（1）将沸石用0.1mol/l盐酸溶液浸泡24h，过滤除去杂质，用去离子水将沸石洗涤至中性，干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加热至300-500°C，得到多孔沸石，再将多孔沸石、阳离子聚丙烯酰胺和蒸馏水加到超声振荡器中超声20-40min，烘干后得到改性沸石备用；

（2）将改性沸石、铝溶胶、高岭土、硅胶粉和去离子水混合搅拌均匀，加热至80-100°C，持续搅拌至变成糊状，停止加热，将混合物置入烘箱中于105°C下烘干备用；

（3）将脱乙酰壳聚糖用3-5倍量3%的醋酸溶液溶解，再将步骤（2）的混合物加到壳聚糖溶液中调成糊状，搅拌均匀后加到烘箱中于100°C下加热干燥，再研细过200目筛即得。

本发明的优点是：本发明采用沸石在高温下煅烧形成多孔结构，利用阳离子聚丙烯酰胺改性多孔沸石，在沸石表面形成带负电的胶体，增强了沸石本身的吸附性，并且加强了与壳聚糖的相容性，提高了复合吸附剂的微孔数量，增大孔容积使吸附剂具有较强的吸附能力，本发明解决了吸附剂选择性吸附的缺点，吸附范围广，原料来源丰富，不污染环境，制备过程安全可控，操作方便，值得推广。

具体实施方式

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法，由下列重量份（公斤）的原料制成：沸石44、铝溶胶3、聚乙烯吡咯烷酮0.6、脱乙酰壳聚糖18、阳离子聚丙烯酰胺0.2、高岭土17、硅胶粉11、去离子水适量；

本发明所述一种工业硅炉用吸附剂及其制备方法，由以下具体步骤制成：

（1）将沸石用0.1mol/l盐酸溶液浸泡24h，过滤除去杂质，用去离子水将沸石洗涤至中性，干燥粉碎后和聚乙烯吡咯烷酮混合加热至450°C，得到多孔沸石，再将多孔沸石、阳离子聚丙烯酰胺和蒸馏水加到超声振荡器中超声30min，烘干后得到改性沸石备用；

（2）将改性沸石、铝溶胶、高岭土、硅胶粉和去离子水混合搅拌均匀，加热至90°C，持续搅拌至变成糊状，停止加热，将混合物置入烘箱中于105°C下烘干备用；