CN101450805A - 湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于粉煤灰综合利用技术领域，特别涉及湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺。该工艺是将粉煤灰经过粉磨、高强磁铁除铁、酸溶除铁、并过滤洗涤至接近中性后，再将适量强碱溶于水中与粉煤灰混匀、烘干，在适当温度下煅烧活化并进行淬冷处理，把煅烧料与其他配合料一起粉磨成料浆并用高强磁铁除铁后，在预定温度下成胶、晶化合成、过滤洗涤、烘干即可得到分子筛产品。采用本发明工艺可显著提高粉用煤灰水热法合成分子筛产品的白度、结晶度和产率，同时也可以缩短成胶与晶化合成的反应时间提高生产效率，减少酸和碱原料消耗并降低粉煤灰活化煅烧温度和热能消耗。

Description

湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺

技术领域

本发明属于粉煤灰综合利用技术领域，特别涉及湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺。

背景技术

粉煤灰是燃煤电厂生产过程将煤或煤粉燃烧后产生的细粒分散状残余物。随着经济建设的发展，其排放量与日俱增。目前，粉煤灰多用来生产附加值较低的水泥、免烧砖和砌块等建筑材料。

用粉煤灰合成分子筛的研究，从1985年开始，至今只有21年的历史。分子筛产品在国家经济建设各部门有着广泛的应用，尤其在石油化学工业，精细化工，医药，气体分离，合成洗涤剂、污水处理等方面正在被人们越来越多地使用。

近年来，用粉煤灰合成分子筛的研究很多，但工艺技术参数选择差异较大，所获得的产品产率及性能也各异。总体来看，由于粉煤灰中不利于合成分子筛的杂质含量较高，使其分子筛结晶度与晶化合成产率较低，且其产品白度也较低，限制了其在一些高档产品中的应用。

分子筛合成的具体方法较多，但目前实验及生产中用得最多的是水热合成法。用粉煤灰水热合成分子筛的基本工艺为；粉煤灰→过筛→酸溶除铁→洗涤过滤→烘干→加碱及其他配合料→干法混合→煅烧活化→浸取→成胶→晶化合成→洗涤过滤→烘干→成品。

由以上工艺合成生产分子筛产品，会由于粉煤灰中含有太多没有磁性或微磁性以及酸溶难以除去的着色物质，而使分子筛产品白度较低。同时也会因为粉煤灰中含有一定量稳定性强的石英和莫来石晶体难以活化，而使分子筛的晶化合成产率较低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用粉煤灰合成分子筛的新工艺，以克服目前用粉煤灰合成分子筛产品所出现的白度、结晶度和产率都较低的问题。该工艺是在粉煤灰经过粉磨并经过高强磁铁除铁后，加入适量的酸混合搅拌进一步溶解其中着色金属物质，然后将酸液与粉煤灰进行固液分离，并用自来水洗涤粉煤灰，使其洗涤水pH值接近中性，再把适量强碱物质溶于水中与粉煤灰混匀，然后烘干并在适当温度下煅烧活化，把煅烧料淬冷处理再与其他配合料一起粉磨，经高强磁铁除铁后，在预定温度下成胶、晶化合成、过滤洗涤、烘干即可得到分子筛产品。

本发明的特征在于；将粉煤灰用干法或湿法粉磨，电磁铁或永久磁铁等高强磁铁除铁，盐酸、硝酸或硫酸等强酸中的一种或多种混合物进行酸溶除铁后，用自来水洗涤至接近中性，再将粉煤灰与氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化锂等强碱物质中的一种或多种混合物和水按1:0.3～1.2:0.3～2.0的比例搅拌混合溶解后，把混合料在110℃左右烘干，然后在600～900℃温度下煅烧活化，保温0.5～2.0小时，把高温煅烧料立即放到自来水中进行淬冷处理再和其他配合料粉磨至细度为325目筛余0.03％以下，经高强磁铁除铁后，再把料浆在60～70℃下成胶1～4小时，在95～105℃下晶化合成4～12小时，用自来水洗涤过滤晶化合成物质，使其洗涤液pH值为10～11左右，烘干晶化合成物即为分子筛产品。

本发明的积极效果是相对已有分子筛水热法合成工艺，采用粉磨工艺使粉煤灰颗粒的更细小，反应活性增加，同时用高强磁铁除铁也可以减少酸类原料的消耗。更重要的是本发明采用湿法加碱煅烧活化处理粉煤灰，与以往干法加碱混合煅烧工艺相比，在碱与粉煤灰的混合机理上，以往的合成工艺是将氢氧化钠颗粒与粉煤灰颗粒在毫米或微米级别的干法机械混合，其混合的均匀程度极为有限，从而使氢氧化钠与粉煤灰在高温活化处理时，只有两种颗粒的接触面才能发生较强烈的硅铝酸钠活化反应，其非接触面的反应程度则很有限。而采用本发明湿法加碱煅烧工艺，氢氧化钠是以离子大小级别与粉煤灰颗粒的渗透性混合，两种物质的接触面大大加强，这样不仅加强了氢氧化钠与粉煤灰的高温活化反应，使粉煤灰中以往难以活化的石英和莫来石晶体得以完全转化而成为非晶态活化组分，为提高分子筛晶化合成产率及结晶度，减少分子筛成胶和晶化合成时间，提高分子筛生产效率创造了基本条件，而且还大幅度减少了氢氧化钠用量并降低粉煤灰的煅烧温度，从而减少了粉煤灰煅烧活化处理的原料与能量消耗。同时这种湿法加碱煅烧工艺还显著提高了合成分子筛产品的白度，从而提升了粉煤灰合成分子筛产品的档次。另外本发明还采用了煅烧料高温淬冷处理工艺，不仅加大了煅烧料的冷却速率，而且煅烧料经淬冷处理会更好保持其无定型物质结构特性并产生许多微裂纹，使煅烧料的反应火性及反应接触面进一步增加，为缩短后续的成胶及晶化合成反应时间，提高生产效率创造了更好的条件。

附图说明

附图为本发明工艺路线图。

具体实施方式

将从电厂取来的粉煤灰干料称量500克，按料；球石；水为1.0:2.0:0.5的比例装入快速球磨机中球磨20分钟使料浆细度达到325目筛余为0.03％以下，卸出料浆用高强磁铁除铁后，再把盐酸加入料浆中使其液固比为0.5～5:1左右，盐酸浓度达到5～15％，搅拌混合进一步酸溶除铁，然后进行过滤洗涤，用去离子水洗涤粉煤灰，使其洗涤水pH值接近中性，再按粉煤灰；氢氧化钠；水为1.0:0.2～1.0:0.2～1.0的比例向料浆中加入氢氧化钠使其溶于料浆中搅拌混匀，把料浆放入干燥箱中在110℃下烘干，再把烘干料放入马弗炉中升温至600～900℃保温0.5～2.0小时，立即取出煅烧料放入称量好的自来水中淬冷，淬冷后的料浆加入其它配合料装入快速球磨机中再球磨20分钟，使其料浆细度达到325筛余为0.03％以下，卸出料浆用高强磁铁除铁，取200毫升混匀料浆加入250毫升三口烧瓶中，放进电热套内在60～70℃下搅拌成胶1.0～4.0小时，然后再升温至95～105℃，晶化合成保温4～10小时，停止加温，将烧瓶内料浆倒出，进行过滤洗涤，用自来水洗涤至pH值为10～11左右，过滤、烘干晶化合成物即为分子筛产品。

Claims (6)

1.一种湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺，其特征在于将粉煤灰经过粉磨、高强磁铁除铁、酸溶除铁、并用自来水洗涤至接近中性后，把适量强碱溶于水中与粉煤灰混匀，烘干并在适当温度下煅烧活化，再将煅烧料高温淬冷处理，与其他配合料一起粉磨并用高强磁铁除铁后，在预定温度下成胶、晶化合成、过滤洗涤、烘干而得到分子筛产品。

2.根据权利要求1所述湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺，其特征在于：所述粉磨工艺可以是湿法粉磨或干法粉磨，其粉磨细度较合适的参数是325目筛余0.03％以下。

3.根据权利要求1所述湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺，其特征在于：所述高强磁铁除铁工艺可以使用永久磁铁或是电磁铁。

4.根据权利要求1所述湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺，其特征在于：所述酸溶除铁工艺所使用的酸可以是盐酸、硝酸或硫酸等强酸中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺，其特征在于：所述湿法加碱所用的强碱可以是氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化锂等强碱物质中的一种或多种混合物。

6.根据权利要求1所述湿法加碱煅烧粉煤灰合成分子筛新工艺，其特征在于：所述煅烧料高温淬冷工艺是将高温煅烧料放置到自来水中进行淬冷处理。

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