專利名稱：一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法。
二背景技術(shù)：
我國(guó)油頁(yè)巖資源豐富，可回收頁(yè)巖油資源量為120億噸，主要分布在吉林省樺甸、農(nóng)安，廣東茂名、遼寧撫順等地，居世界第四位。油頁(yè)巖資源的主要利用方式是提煉頁(yè)巖油和直接燃燒發(fā)電。以撫順為例，每年利用油頁(yè)巖產(chǎn)頁(yè)巖油近40萬(wàn)噸，一年產(chǎn)生的油頁(yè)巖廢渣可達(dá)500萬(wàn)噸?，F(xiàn)在有效利用油頁(yè)巖廢渣的方法還不多，致使油頁(yè)巖廢渣大量堆積，不但占用大面積的土地，而且還存在較大的環(huán)境污染問(wèn)題。因此如何更好地的綜合利用油頁(yè)巖廢渣，提高油頁(yè)巖資源的附加值，是亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。我國(guó)油頁(yè)巖廢渣中富含高嶺石(A1203 Si02 2H20)，即粘土硅鋁酸鹽，其中含有50 70% Si02， 10 25% A1203。 Si02和A1203總和占成分的80%以上，正是制備沸石分子篩的主要原料，利用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩使其變廢為寶，是一種行之有效的辦法。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法，采用該方法可使油頁(yè)巖廢渣變廢為寶，從而解決占用土地及環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)更好的達(dá)到油頁(yè)巖綜合利用的目的。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 ①將油頁(yè)巖廢渣研磨至100目以下，55(TC下焙燒活化2小時(shí)； ②向焙燒后的廢渣中，按照1 : 3的質(zhì)量比加入質(zhì)量濃度為30%的112504溶液，加
熱到90-95t:反應(yīng)5小時(shí)，熱過(guò)濾，分得一次鋁鐵溶液和濾渣，將所得濾渣水洗1-2次，所得
洗液并入一次鋁鐵溶液； ③將步驟②所得的一次鋁鐵溶液蒸發(fā)至原體積的1/6-4/6，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體及含酸鋁鐵濾液； 按照1 : 3的質(zhì)量比，將步驟③所得的含酸鋁鐵濾液與新加入的油頁(yè)巖廢渣混合，加熱至90-95t:反應(yīng)3小時(shí)，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體； ⑤將步驟③和④所得的硫酸鋁晶體混合，并向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，使其中的沉淀完全溶解，得偏鋁酸鈉溶液待用； ⑥向步驟①所得的濾渣中，按照1 : 3的質(zhì)量比加入氫氧化鈉溶液，加熱至90-95t:反應(yīng)5小時(shí)，過(guò)濾得水玻璃溶液； ⑦將步驟⑥所得水玻璃溶液與步驟⑤所得的偏鋁酸鈉溶液混合，得硅鋁凝膠，硅
鋁凝膠中各組分的摩爾比為sio2 : ai2o3 = 2 : l-6 : i， Na2o : sio2 = i : 1-4 : i，
H20 : Na20 = 30 : 1-70 : 1，將所得硅鋁凝膠經(jīng)陳化、晶化后，洗滌、干燥即得沸石分子篩。
上述的陳化時(shí)間為12-48小時(shí)，溫度為室溫。
上述的晶化時(shí)間為6-20小時(shí)，溫度為ll(TC。
本發(fā)明采用酸浸將油頁(yè)巖廢渣中的3102分離至固相，將八1203變成鋁鹽溶于液相，再通過(guò)加堿使固、液相分別生成水玻璃及偏鋁酸鈉溶液，最后將兩者混合得到的硅鋁凝膠脫水形成過(guò)渡偏膠體，從而形成穩(wěn)定的自生礦物，即沸石分子篩。采用該方法可使油頁(yè)巖廢渣得到充分利用，提高了利用率，增加了經(jīng)濟(jì)效益，變廢為寶的同時(shí)避免了廢渣的大量堆積，減少了土地的占用量，降低了環(huán)境污染。本方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，投資小，成本低，是一種極具前景的油頁(yè)巖廢渣精細(xì)化工、綜合利用產(chǎn)業(yè)化方法。
四具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 : ①取研磨至100目以下，55(TC下焙燒活化2小時(shí)后的油頁(yè)巖廢渣100g ;
②向焙燒后的廢渣中，按照1 : 3的質(zhì)量比加入質(zhì)量濃度為30%的112504溶液，加熱到90-95t:反應(yīng)5小時(shí)，熱過(guò)濾，分得一次鋁鐵溶液和濾渣，將所得濾渣水洗1-2次，所得洗液并入一次鋁鐵溶液； ③將步驟②所得的一次鋁鐵溶液蒸發(fā)至原體積的2/6，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體及含酸鋁鐵濾液； 按照1 : 3的質(zhì)量比，將步驟③所得的含酸鋁鐵濾液與新加入的油頁(yè)巖廢渣混合，加熱至90-95t:反應(yīng)3小時(shí)，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體； ⑤將步驟③和④所得的硫酸鋁晶體混合，并向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，使其中的白色沉淀完全溶解，得偏鋁酸鈉溶液待用； ⑥向步驟①所得的濾渣中，按照1 : 3的質(zhì)量比加入質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉溶液，加熱至90-95t:反應(yīng)5小時(shí)，過(guò)濾得水玻璃溶液； ⑦將步驟⑤所得水玻璃溶液與步驟⑥所得的偏鋁酸鈉溶液混合，得硅鋁凝膠，硅
鋁凝膠中各組分的摩爾比為Si02 : Al203 = 3. 5 : l，Na20 : Si02 = 2 : 1，H20 : Na20 =
60 : l，將所得硅鋁凝膠放入反應(yīng)釜內(nèi)于室溫靜置陳化12-48小時(shí)，然后升溫至ll(TC晶化
8-20小時(shí)，經(jīng)洗滌過(guò)濾、干燥得沸石分子篩粉末，成型后得分子篩成品。 經(jīng)電鏡掃描可以看出，其晶體結(jié)構(gòu)趨近于圓形，為13X型沸石分子篩。經(jīng)
GB6287-86測(cè)定，靜態(tài)水吸附率可達(dá)20%以上，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)施例2 : ①取研磨至100目以下，55(TC下焙燒活化2小時(shí)后的油頁(yè)巖廢渣200g ;
②向焙燒后的廢渣中，按照1 : 3的質(zhì)量比加入質(zhì)量濃度為30%的112504溶液，加熱到90-95t:反應(yīng)5小時(shí)，熱過(guò)濾，分得一次鋁鐵溶液和濾渣，將所得濾渣水洗1-2次，所得洗液并入一次鋁鐵溶液； ③將步驟②所得的一次鋁鐵溶液蒸發(fā)至原體積的4/6，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體及含酸鋁鐵濾液； 按照1 : 3的質(zhì)量比，將上步驟③所得的含酸鋁鐵濾液與新加入的油頁(yè)巖廢渣混合，加熱至90-95t:反應(yīng)3小時(shí)，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體； ⑤將步驟③和④所得的硫酸鋁晶體混合，并向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，使其中的白色沉淀完全溶解，得偏鋁酸鈉溶液待用； ⑥向步驟①所得的濾渣中，按照1 : 3的質(zhì)量比加入質(zhì)量濃度為30%的氫氧化鈉
4溶液，加熱至90-95t:反應(yīng)5小時(shí)，過(guò)濾得水玻璃溶液； ⑦將步驟⑥所得水玻璃溶液與步驟⑤所得的偏鋁酸鈉溶液混合，得硅鋁凝膠，硅鋁凝膠中各組分的摩爾比為Si02 : Al203 = 4 : 1， Na20 : Si02 = 3 : 1， H20 : Na20 =30 : l，將所得硅鋁凝膠放入反應(yīng)釜內(nèi)于室溫靜置陳化10-36小時(shí)，然后升溫至ll(TC晶化6-16小時(shí)，經(jīng)洗滌過(guò)濾、干燥得沸石分子篩粉末，成型后得分子篩成品。
經(jīng)電鏡掃描可以看出，其晶體結(jié)構(gòu)趨近于圓形，為13X型沸石分子篩。經(jīng)GB6287-86測(cè)定，靜態(tài)水吸附率可達(dá)20%以上，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法，包括如下步驟①將油頁(yè)巖廢渣研磨至100目以下，550℃下焙燒活化2小時(shí)；②向焙燒后的廢渣中，按照1∶3的質(zhì)量比加入質(zhì)量濃度為30％的H2SO4溶液，加熱到90-95℃反應(yīng)5小時(shí)，熱過(guò)濾，分得一次鋁鐵溶液和濾渣，將所得濾渣水洗1-2次，所得洗液并入一次鋁鐵溶液；③將步驟②所得的一次鋁鐵溶液蒸發(fā)至原體積的1/6-4/6，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體及含酸鋁鐵濾液；④按照1∶3的質(zhì)量比，將步驟③所得的含酸鋁鐵濾液與新加入的油頁(yè)巖廢渣混合，加熱至90-95℃反應(yīng)3小時(shí)，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，得硫酸鋁晶體；⑤將步驟③和④所得的硫酸鋁晶體混合，并向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，使其中的沉淀完全溶解，得偏鋁酸鈉溶液待用；⑥向步驟①所得的濾渣中，按照1∶3的質(zhì)量比加入氫氧化鈉溶液，加熱至90-95℃反應(yīng)5小時(shí)，過(guò)濾得水玻璃溶液；⑦將步驟⑥所得水玻璃溶液與步驟⑤所得的偏鋁酸鈉溶液混合，得硅鋁凝膠，硅鋁凝膠中各組分的摩爾比為SiO2∶Al2O3＝2∶1-6∶1，Na2O∶SiO2＝1∶1-4∶1，H2O∶Na2O＝30∶1-70∶1，將所得硅鋁凝膠經(jīng)陳化、晶化后，洗滌、干燥即得沸石分子篩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法，其特征是所述的陳化時(shí)間為12-48小時(shí)，溫度為室溫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法，其特征是 所述的晶化時(shí)間為6-20小時(shí)，溫度為ll(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用油頁(yè)巖廢渣制備沸石分子篩的方法，該方法采用酸浸將油頁(yè)巖廢渣中的SiO2分離至固相，將Al2O3變成鋁鹽溶于液相，再通過(guò)加堿使固、液相分別生成水玻璃及偏鋁酸鈉溶液，最后將兩者混合得到的硅鋁凝膠脫水形成過(guò)渡偏膠體，從而形成穩(wěn)定的自生礦物，即沸石分子篩。采用該方法可使油頁(yè)巖廢渣得到充分利用，提高了利用率，增加了經(jīng)濟(jì)效益，變廢為寶的同時(shí)避免了廢渣的大量堆積，減少了土地的占用量，降低了環(huán)境污染。本方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，投資小，成本低，是一種極具前景的油頁(yè)巖廢渣精細(xì)化工、綜合利用產(chǎn)業(yè)化方法。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101723397SQ200910220189
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者姚興光, 趙鑫, 韓放, 高健, 鮑明福 申請(qǐng)人:撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司