流化床粉煤灰合成分子篩的研究
摘要:分別以太原和清徐某電廠(chǎng)的工業(yè)廢渣流化床粉煤灰為原料,通過(guò)水熱法成功合成結(jié)晶度較高的P、X型沸石分子篩。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),原料的組成(SiO2/Al2O3質(zhì)量比)、晶化時(shí)間、堿度等合成條件對(duì)沸石分子篩的晶型和結(jié)晶度有一定的影響。結(jié)果表明,富硅的流化床粉煤灰容易合成P型沸石分子篩,而富鋁的流化床粉煤灰易合成X型沸石分子篩;添加少量的水玻璃有利于提高沸石分子篩的純度和相對(duì)結(jié)晶度;合成P型沸石分子篩的最佳條件為NaOH摩爾濃度1.72 mol/L、晶化時(shí)間16 h,其相對(duì)結(jié)晶度最高達(dá)95%;合成X型沸石的最佳條件為NaOH摩爾濃度1.75 mol/L、晶化時(shí)間12 h,其相對(duì)結(jié)晶度最高達(dá)69%。
關(guān)鍵詞:流化床粉煤灰 分子篩 合成
粉煤灰是火力發(fā)電廠(chǎng)排放的一種工業(yè)廢渣。流化床粉煤灰是煤粉在沸騰爐中經(jīng)過(guò)燃燒后形成的細(xì)粒分散狀殘余物,主要來(lái)源于矸石電廠(chǎng)。其化學(xué)成分以SiO2和Al2O3為主,此外還含有少量碳和晶體(石英、莫來(lái)石)。目前全國(guó)累計(jì)堆積量已超過(guò)30億t,并且正以1.5億t/a的速度增長(zhǎng)[1],而其利用率只有30%左右,其余則就地堆放,不僅占用大量土地,而且污染環(huán)境。因此,粉煤灰的綜合處理和利用已成為亟待解決的問(wèn)題。
沸石又稱(chēng)分子篩,是一種晶體硅鋁酸鹽,具有三維空曠骨架結(jié)構(gòu)[2]。由于其具有良好的離子交換、吸附性和催化性,因此常用作吸附劑、干燥劑和催化劑,廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)業(yè)及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域[3]。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛開(kāi)展了利用粉煤灰合成沸石的研究[4],其中很多研究側(cè)重于粉煤灰合成分子篩的方法[5,6]。本研究以2種不同粉煤灰為原料,主要考察了粉煤灰合成沸石的晶型受原料組成(SiO2/Al2O3)的影響以及采用不同的合成工藝對(duì)合成沸石的影響。
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