[发明专利]以白泥为原料制备ZSM-5分子筛的方法及ZSM-5分子筛

说明书

本发明提供一种以白泥为原料制备ZSM‑5分子筛的方法及利用该方法制备得到的ZSM‑5分子筛，该方法包括以下步骤：(1)将白泥与活化剂一起煅烧活化得到熟料；所述活化剂为氢氧化钠或无水碳酸钠；(2)向步骤(1)得到的熟料中加入去离子水和模板剂，搅拌均匀得到硅铝凝胶；(3)将步骤(2)得到的硅铝凝胶置于晶化釜中进行晶化，得到ZSM‑5分子筛。本发明的以白泥为原料制备ZSM‑5分子筛的方法，能够充分利用白泥中的有效硅和铝来制备ZSM‑5分子筛，不仅实现了白泥的废物利用，同时降低了ZSM‑5分子筛的制备成本，有助于提高经济效益和市场竞争力，制备方法简单易操作；利用上述方法制备得到的ZSM‑5分子筛，生产成本低、经济利益高、市场竞争力强。

技术领域

本发明属于分子筛领域，特别是以白泥为原料制备ZSM-5分子筛的方法及ZSM-5分子筛。

背景技术

ZSM-5分子筛由于其独特的择形催化和酸性性能使得其在催化和分离领域有着非常重要的应用，一直是化工科研工作者研究的热点。目前，已有大量关于ZSM-5分子筛制备及其性能研究的报道，但主要集中在以成本较高的硅胶、水玻璃、硅溶胶、正硅酸乙酯等纯化学试剂为硅源，同时还要另外添加硝酸铝和硫酸铝等铝源，制备成本较高，市场竞争力弱。

粉煤灰是火力发电厂发电过程中的固体废弃物，排放量日益增大，污染严重。从粉煤灰中提取氧化铝是一种高效再利用粉煤灰的方式。神华集团成功开发出世界首创的“一步酸溶法”粉煤灰制取氧化铝新工艺，参考专利文献CN 102145905 A。该工艺具有提取氧化铝溶出率高及工艺简单的特点。根据该工艺计算，每2.5吨粉煤灰产生1吨冶金级氧化铝与1.5吨高硅尾渣(俗称白泥)。排放量大，污染环境。其白泥的成分见表1。

表1白泥的成分及各成分的含量

从表1中可以看出，高硅尾渣(白泥)的成分主要为SiO₂与Al₂O₃，占到总量的80％以上，在硅铝资源再利用方面具有较高的资源化价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以白泥为原料制备ZSM-5分子筛的方法，该方法能够充分利用白泥中的有效硅和铝来制备ZSM-5分子筛，不仅实现了白泥的废物利用，同时降低了ZSM-5分子筛的制备成本，有助于提高经济效益。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述方法制备得到的ZSM-5分子筛，该ZSM-5分子筛生产成本低，经济利益高，市场竞争力强。

为实现本发明的一个目的，本发明采用的技术方案如下：

一种以白泥为原料制备ZSM-5分子筛的方法，包括以下步骤：

(1)将白泥与活化剂一起煅烧活化得到熟料；所述活化剂为氢氧化钠或无水碳酸钠；所述白泥包括SiO₂和Al₂O₃；活化过程的主要反应是活化剂(氢氧化钠或者无水碳酸钠)与白泥中的二氧化硅反应，生成硅酸钠，因此熟料的主要成分为硅酸钠；

(2)向步骤(1)得到的熟料中加入去离子水和模板剂，搅拌均匀得到硅铝凝胶；

(3)将步骤(2)得到的硅铝凝胶置于晶化釜中进行晶化，得到ZSM-5分子筛。

本发明的以白泥为原料制备ZSM-5分子筛的方法，能够充分利用白泥中的有效硅和铝来制备ZSM-5分子筛，不仅实现了白泥的废物利用，同时降低了ZSM-5分子筛的制备成本，有助于提高经济效益。

本领域技术人员可以理解，步骤(3)中晶化后，可以将晶化产物过滤并对过滤后得到的灰白色沉淀进行洗涤和干燥，得到ZSM-5分子筛；其中，洗涤时可依次用蒸馏水和乙醇洗涤，可洗涤三次以上，干燥时可在50～70℃(比如60℃)的真空干燥箱中干燥6～10h(比如8h)。