[发明专利]一种有色金属锡矿尾矿无需酸浸除杂快速制备高结晶度ZSM-5分子筛的方法

摘要

本发明公开了一种有色金属锡矿尾矿无需酸浸除杂快速制备高结晶度ZSM‑5分子筛的方法。其特征在于有色金属尾矿直接以高温碱融煅烧活化，并提供全部硅源、碱源和铝源，以乙醇、少量有机模板剂和晶种的混合导向法快速水热合成出高结晶度的ZSM‑5分子筛产物。包括：(1)有色金属尾矿磨破后直接高温碱融活化；(2)所得活化矿料水解后以离心除杂获得合成原液；(3)向合成原液中添加乙醇、少量有机胺模板剂和晶种，水热法合成ZSM‑5分子筛；(4)产物经高温煅烧，得到脱除模板剂的钠型ZSM‑5产物。该方法具有ZSM‑5分子筛合成工艺简单、快速，工艺二次污染小，尾矿中重金属组分的干扰小等优点，可实现有色金属锡矿尾矿的有效资源化和绿色工艺化处置利用。

主权项

1.一种有色金属锡矿尾矿无需酸浸除杂快速制备高结晶度ZSM‑5分子筛的方法，包括有色金属锡矿尾矿的磨破及活化，将活化矿料水解混合物进行离心除杂处理，并以所得上层清液为合成ZSM‑5所需要的硅源、铝源及碱源，采用向合成液中添加乙醇，少量有机模板剂及晶种后，调节合成液pH至一定值，进行静置陈化处理，再通过水热条件于反应釜内于一定温度及时间下进行晶化反应得到ZSM‑5分子筛产物，将所得产物进行高温煅烧处理，即可得到脱除模板剂的Na‑ZSM‑5产物；该方法的尾矿无需酸浸除杂，不需要添加其他辅助硅源以及铝源，尾矿中的重金属组分对产物的生成干扰小，工艺的二次污染小，制备ZSM‑5分子筛工艺简单、合成快捷等优点，可实现对有色金属锡矿尾矿进行有效资源化和绿色工艺化处置利用，具体包括如下步骤：(1)将有色金属锡矿尾矿料进行磨破处理，得到小于200目的原始磨破矿料，于烘箱内烘干至失重率小于5％，其中，烘干温度为100～150℃；(2)将步骤(1)中所得干燥磨破矿料与NaOH固体混合，于马弗炉内进行高温熔融煅烧处理，得到活化矿料，其中，磨破矿料与氢氧化钠的质量比为1：1.16～1：1.5；熔融煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为2h；(3)将步骤(2)中所得活化矿料与蒸馏水混合搅拌均匀，进行离心除杂处理，得到上层除杂活化矿料的溶液，其中，活化矿料与蒸馏水配比为1g：4～8mL，离心转速为1500～3000r/min，时间为10～20min；(4)取步骤(3)中的除杂活化矿料的溶液，以醇类为助剂，有机胺为模板剂，并向合成液中加入一定量晶种和蒸馏水，搅拌混合液至均匀，调节合成液pH至一定值，静置陈化一段时间，得到晶化前混合悬浮液，其中，煅烧活化矿样与蒸馏水总量的配比为1g：5～10mL；醇类选用乙醇，醇类的添加量为n(醇)/n(SiO2)投料＝0.5～4(摩尔比)；有机胺模板剂为四丙级溴化铵(TPABr)，其用量n(TPABr)/n(SiO2)投料＝0.005～0.05(摩尔比)；晶种为ZSM‑5分子筛，其SiO2/Al2O3摩尔比＝20～45(依据合成液的SiO2/Al2O3比确定)，晶种添加量为m(晶种)/m(活化矿料)＝0.001～0.01(质量比)；pH为10.2～11.5；陈化时间为6～12h，陈化温度为35℃～75℃；(5)将步骤(4)中所得晶化前混合悬浮液转移至反应釜内进行水热晶化反应，反应结束后过滤，滤渣经洗涤后于烘箱内干燥，得到孔道内含有有机模板剂的ZSM‑5产物，其中，水热晶化反应温度为160～220℃；水热晶化反应时间为2～9h；(6)将步骤(5)中所得孔道内含有有机模板剂的ZSM‑5产物在马弗炉内进行煅烧处理，得到最终脱除有机模板剂的Na‑ZSM‑5分子筛产物，其中，煅烧温度为550℃，时间为4h，马弗炉升温速率为10℃/min。