[发明专利]一种利用煤气化渣制备分子筛的方法

说明书

本发明公开了一种利用煤气化渣制备分子筛的方法，包括以下步骤：(1)对煤气化渣进行预处理；(2)利用碱溶液与步骤(1)中处理后的气化渣进行水热反应，得到滤液或上清液；(3)将步骤(2)得到的滤液或上清液与模板剂混合，将得到的混合溶液进行晶化反应；(4)将步骤(3)得到的晶化产物进行固液分离、干燥和焙烧，得到分子筛产品。本发明的方法利用煤气化渣中丰富的二氧化硅作为硅源，降低分子筛的合成成本，有效提高煤气化渣的经济利用价值，同时提出了一种煤气化细渣基分子筛新的合成方案。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化处理与分子筛制备技术领域，具体涉及一种利用煤气化渣制备分子筛的方法。

背景技术

煤气化渣是煤气化工艺中产生的残渣，据统计，百万吨级煤间接制油工艺每年将产生愈90万吨的煤气化渣。目前煤气化渣更多地被用作建筑材料、结构回填等中低值化利用途径，然而其复杂的化学成分未得到充分处理便投入使用，在自然环境中将存在潜在的生物毒性和环境危害性。随着我国不断推进环境治理体系和一系列环境保护政策，对煤气化渣地增值化利用研究逐渐成为热门的研究热点。

煤气化渣根据来源可被分为粗渣和细渣。无论是粗渣还是细渣均含有丰富的二氧化硅、氧化铝、氧化铁，三者含量之和最高可达70％以上，具有一定的火山灰活性。这些特性为煤气化渣制备分子筛提供了重要的物质基础。

然而，与同属煤基固废的粉煤灰和煤矸石等制备分子筛的原料相比较，国内外以煤气化渣为硅铝源制备分子筛的研究很少。一是因为煤气化工艺复杂，各地出产的煤气化渣理化性质多样，难以找到一种完全普适的处理方法；二是煤气化渣中包含很多残碳，处理起来难度较大；三是煤气化产业起步时间不长，人们对于煤气化渣的处理问题重视还不足。中国发明专利CN108817030A《一种煤气化细渣活化处理的方法》提供了一种可以在较低外界温度下将煤气化细渣中的硅铝化合物快速转化为活性相的方法。中国发明专利CN107855104A《煤气化粗渣制备复合介孔材料的方法及制得的介孔材料》提出以煤气化粗渣为炭、硅源，经过酸溶、高温到水淬急冷制备出炭/硅复合介孔材料。随着煤炭利用技术的更迭，煤气化渣的排放量正日益扩大，其处理方法也将得到关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用煤气化细渣制备分子筛的方法，提高煤气化渣资源化利用效率，成本低廉，为煤气化渣的增值化利用提供一种新的产品路径。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种利用煤气化渣制备分子筛的方法，包括以下步骤：

(1)对煤气化渣进行预处理；

(2)利用碱溶液与步骤(1)中处理后的气化渣进行水热反应，得到滤液或上清液；

(3)将步骤(2)得到的滤液或上清液与模板剂混合，将得到的混合溶液进行晶化反应；

(4)将步骤(3)得到的晶化产物进行固液分离、干燥和焙烧，得到分子筛产品。

根据上述方法的一些实施方式，所述分子筛为ZSM-5分子筛。

根据上述方法的一些实施方式，步骤(1)中，所述预处理包括：将气化渣依次进行第一次烘干、酸浸、洗涤和第二次烘干。

根据上述方法的一些实施方式，所述步骤(1)中的酸浸过程中，酸浸剂为盐酸。优选地，盐酸浓度10％～25％。根据上述方法的一些实施方式，煤气化渣与盐酸比例为1：5～20(g/mL)。根据上述方法的一些实施方式，酸浸温度为15-40℃，酸浸时间为4～8小时。

根据上述方法的一些实施方式，所述步骤(1)中的洗涤包括使用去离子水洗涤酸浸后煤气化渣，至滤液pH为6.0-8.0。

根据上述方法的一些实施方式，所述模板剂为四丙基氢氧化铵(TPAOH)。