[发明专利]利用轻石合成沸石的制备方法

说明书

本发明涉及利用轻石合成沸石的制备方法，更详细地涉及如下合成沸石的制备方法：以粉末状混合粉碎的轻石和碱性物质之后，进行加热来均匀地融合，使已融合的粉末状的融合物与含铝物质及沸石晶种一同在水中进行混合，并通过熟成、结晶化及干燥过程来生产沸石，作为上述粉碎的轻石，将作为结晶化妨碍物质的CaO含量减少到规定水平以下后，与碱性物质进行混合，从而进行结晶化，由此提高结晶化度来可进行批量生产，并且能够以规定的水平维持沸石的品质。

技术领域

本发明涉及利用轻石合成沸石的制备方法，更详细地涉及如下合成沸石的制备方法：以粉末状混合粉碎的轻石和碱性物质之后，进行加热来均匀地融合，使已融合的粉末状的融合物与含铝物质及沸石晶种一同在水中进行混合，并通过熟成、结晶化及干燥过程来生产沸石，作为上述粉碎的轻石，将作为结晶化妨碍物质的CaO含量减少到规定水平以下后，与碱性物质进行混合，从而进行结晶化，由此提高结晶化度来可进行批量生产，并且能够以规定的水平维持沸石的品质。

背景技术

煤炭是从前开始在火电厂、家用燃料、炼铁厂高炉等各种产业中利用的有用的资源。在上述煤炭中，除了进行采掘后经过选煤过程利用于产业的煤炭之外，剩余的废弃物被称为矿尾，其中，因几乎无煤炭成分而进行废弃的岩石被称为轻石(脉石),包括除了煤矿之外在其他矿物矿产中废弃的岩石。在韩国无烟煤煤矿的情况下，以与在选煤过程中筛选的煤炭量几乎相同的量生成进行废弃的轻石。当前这种轻石作为难以进行处理的煤矿的副产物，处理成简单的废弃物。

但是，由于环境污染的限制，在采矿过程中产生的轻石难以进行废弃处理，从而处于按原样放置于煤矿的状态，其量还达到数亿吨。

观察轻石的成分虽然具有略微的差异，但是大致除了碳之外由40～50％的SiO₂、15～25％的Al₂O₃、2～10％的Fe₂O₃及其他TiO₂、CaO、MgO等形成。在这种成分中，SiO₂和Al₂O₃是在沸石合成中需要的有用的原料，因此可回收煤矿废弃物，尤其进行废弃的轻石作为沸石。

作为这种沸石的生产方法提出多种方法，但是大部分涉及利用在火电厂中产生的飞灰的沸石的制备方法。并且，在利用现有的飞灰的沸石的制备方法中，因在脱硫工序中所投入的石灰石的影响，在飞灰中CaO含量以20重量百分比以上比较高，并由CaO的影响沸石的合成、纯度、收取量、结晶度等变低，从而存在难以制备所需的形状的沸石的缺点。

并且，由于在现有沸石的制备方法中，在制备过程适用水热合成或碱溶液，因而难以进行批量生产，并且内在装备腐蚀的问题。

并且，根据不同的地区轻石的成分不同，因此当前由难以批量生产具有规定的品质的沸石，需要对新方式的制备方法的研究。

在韩国授权专利第10-0656177号(2006年12月05日授权；以下被称为：“现有文献1”)中提出了利用火电厂的底灰的NaP1型沸石合成方法。现有文献1包括：在90～110℃温度下，将堆积在锅炉底部的底灰干燥22～26小时后，以100μm以下的粒度粉碎经干燥的上述底灰的预处理步骤；在2M～3M的NaOH溶液中混合经预处理的上述底灰，来在80℃～100℃温度下，常温常压或进行水热合成来合成沸石的步骤，以及利用蒸馏水清洗合成的上述沸石后在70～90℃温度下干燥11～13小时。在上述现有文献1中通过水热合成方法合成沸石，因此需要高温高压条件，从而作为批量生产方式不适合。并且，作为结晶化妨碍物质的CaO成分含量低于飞灰，但是仍然以相对于总重量9重量百分比以上的方式高比率混合，因此存在在常温常压条件下难以借助结晶化妨碍物质生产多种类型的沸石生产。