[发明专利]一种利用铝钙粉反应渣制备P型沸石分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种利用铝钙粉反应渣制备P型沸石分子筛的方法，本发明是以铝钙粉生产聚合氯化铝过程中产生的铝钙粉反应渣为原料，经过盐酸浸出，浸出液返回制备聚合氯化铝，盐酸浸出渣经过焙烧获得焙烧产物，焙烧产物与氢氧化钠溶液混合，搅拌均匀，陈化后进行晶化，晶化结束后过滤、烘干得到P型沸石分子筛。本发明的特点是采用盐酸浸出使铝钙粉反应渣结构发生改变，Fe、Ti、Ca等影响沸石晶体生长的杂质得以有效去除，使焙烧渣可直接制备P型沸石分子筛，且晶化时间短，同时盐酸浸出液用于制备聚合氯化铝，资源得以充分利用，是环境友好型生产技术。采用850℃热活化的方式晶化后的P型沸石分子筛具有较小晶粒，结晶度高达92.20％。

技术领域

本发明涉及一种利用铝钙粉反应渣制备P型沸石分子筛的方法，属于固体废弃物的回收利用技术领域。

背景技术

铝钙粉生产聚合氯化铝溶解、聚合过程中会有部分铝酸钙粉及其他矿物不能溶解，被压滤出来成为工业废渣，中国聚合氯化铝生产过程中每年产生的铝钙粉反应渣大约有15万t。而这些铝钙粉反应渣目前只能作为固体废弃物并支付一定处理费用后交由相关环保单位处理。这样处理不仅大幅增加了企业的负担，而且仍然存在对环境污染的风险，另外由于这些铝钙粉反应渣还含有大量的Al，具有良好的Al回用价值，如果作为固体废弃物处理，造成了很大的资源浪费。

P型沸石分子筛是一种较早合成的沸石分子筛，具有八元环孔道结构。其结构尺寸分别为和其独特的孔结构为气体的选择吸附性提供了空间限制作用，同时由于平衡电荷阳离子的存在，使得P型沸石分子筛的有效孔径在左右，除H₂O、NH₃等动力学直径较小的气体，不吸附其他组分，此外P型沸石分子筛对水溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子有较好的选择性，这些特性使得P型沸石分子筛在洗涤助剂、水处理和吸附分离等领域有较为广阔的应用。

Ibraheem O.Ali等将硅灰、铝酸钠、氢氧化钠和水按nNa₂O：nSiO₂：nAl₂O₃：nH₂O＝(1.4～1.6)：(1.4～5.7)：1：125混合，在25℃下陈化30min后在100℃下晶化4d后得到P型沸石分子筛。该方法可有效制备高结晶度P型沸石，但晶化时间过长，能源利用效率低。[Ibraheem O.Ali,Said M.El-Sheikh,Tarek M.Salama,et al.Controllable synthesisof NaP zeolite and its application in calcium adsorption[J].Science ChinaMaterials,2015,58(8):621-633.]

一种P型分子筛的制备方法(CN103274427A)专利中以氧化铝、可溶性铝盐、铝酸盐和有机醇铝化合物中的一种或多种作为铝源，以硅溶胶、水玻璃和有机硅酸酯中的一种或多种作为硅源。将硅源、铝源、氢氧化钠和水按nNa₂O：nSiO₂：nAl₂O₃：nH₂O＝(3～7)：(2～5)：1：(50～250)混合形成前驱体，加入具备GIS结构的硅铝分子筛作为晶种，晶种的加入量为晶种所含Al₂O₃的物质的量为前驱体中Al₂O₃物质的量的2～50％，在70～190℃下，晶化4～168h得到P型沸石分子筛。该方法制备了相对结晶度为99.7％的P型沸石，但对硅源、铝源的品质要求高且在制备过程中需要添加晶种，生产成本较高。