[发明专利]一种磁性沸石材料及其制备方法、应用

说明书

本发明属于无机多孔材料技术领域，具体涉及一种磁性沸石材料及其制备方法、应用。本发明的磁性沸石材料由以下质量百分比的原料于水中经晶化反应制成：拜耳法赤泥42～47％，电解锰渣47～52％，二氧化钛3～5％，氢氧化钠3～8％。本发明的磁性沸石材料以拜耳法赤泥以及电解锰渣为主要原料，降低了生产成本，为拜耳法赤泥以及电解锰渣的资源化处理提供了一种新的方法，能够减轻拜耳法赤泥以及电解锰渣的排放压力甚至实现零排放。同时本发明的沸石材料具有磁性，从而在处理废水时能够有效提高对放射性元素的吸附能力。

技术领域

本发明属于无机多孔材料技术领域，具体涉及一种磁性沸石材料及其制备方法、应用。

背景技术

沸石分子筛因具有较大的比表面积和优良的吸附、分离、离子交换的能力，被广泛应用于污水处理，以达到除去污水中的砷、镍，铜，铁和锰离子等多种污染物。由于天然的沸石资源量有限，人工合成的沸石分子筛已成为污水处理的重要来源。以碱、铝和硅酸钠等纯化工原料为基础的人工合成沸石分子筛成本较高，从而以廉价的矿物原料为基础的沸石分子筛的合成成为重要的研究方向。同时目前的一些稀土冶炼工厂和医院排放废水中的放射性元素含量较高，现有的沸石分子筛对放射性元素的处理效果较差，合成对放射性元素具有较好的处理效果的沸石分子筛同样是人工合成分子筛的重要研究方向。

拜耳法赤泥是用高浓度氢氧化钠在50～150℃条件下浸出铝土矿中的氧化铝形成的碱性废渣。生产1t氧化铝要产生1～1.5t拜耳法赤泥。拜耳法赤泥中含有大量碱性成分，在堆存过程对环境造成了严重影响。电解锰渣是电解锰行业产生的酸浸废渣，这些废渣堆存在自然环境中，经过长时间的风化和水洗，渣体中一部分有害物质进入土壤、水体中，进而对生态系统造成危害，电解锰渣中的重金属对土壤和水环境的影响重大。因此拜耳法赤泥以及电解锰渣的综合回收与利用已成为氧化铝工业以及电解锰行业的重要课题。

由于赤泥和电解锰渣中含有大量硅、铝成分，与沸石的构成成分相似，因此其可以作为合成沸石分子筛的原料。如公告号为CN102530978B的中国发明专利文件中公布了一种利用拜耳法赤泥制备钠型分子筛的方法，该方法在采用纯的硅酸钠以及偏铝酸钠化学品调节拜耳法赤泥的硅铝比后经过陈化、晶化反应得到了钠型沸石分子筛。但是制得的沸石分子筛无磁性，处理废水时对放射性元素的处理效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性沸石材料，成本低并且对放射性元素具有较好的去除效果。

本发明的目的还在于提供一种上述磁性沸石材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种上述磁性沸石材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种磁性沸石材料，由以下质量百分比的原料于水中经晶化反应制成：拜耳法赤泥42～47％，电解锰渣47～52％，二氧化钛3～5％，氢氧化钠3～8％。

本发明的磁性沸石材料，以拜耳法赤泥以及电解锰渣为主要原料，降低了生产成本，并且所需拜耳法赤泥以及电解锰渣的量较大，为二者的资源化处理提供了一种新的方法，能够减轻拜耳法赤泥以及电解锰渣的排放压力甚至实现零排放。同时，以二氧化钛为原料之一，在晶化反应过程中其能够促进电解锰渣中残余的氧化锰、氧化铁以及拜耳法赤泥中的氧化铁附着在形成的沸石分子筛表面及其孔道中，使得形成的沸石分子筛具有磁性，从而在处理废水时能够有效提高对放射性元素的吸附能力。

优选的，本发明的磁性沸石材料由以下质量百分比的原料于水中经晶化反应制成：拜耳法赤泥42～44％，电解锰渣47～49％，二氧化钛3～4％，氢氧化钠5～7％。

通过对拜耳法赤泥和电解锰渣中硅铝比的控制来实现对本发明的磁性分子筛材料的硅铝比的调控，从而进一步提高其吸附性能。优选的，所用拜耳法赤泥和电解锰渣中硅元素的总质量与铝元素的总质量之比为(1～1.5)：1。