一種P1型沸石分子篩免燒陶粒及制備方法技術

一種P1型沸石分子篩免燒陶粒，由以下重量百分比的各組分組成：P1型沸石分子篩60-70％、杭錦土10-20％、水玻璃8-15％、碳酸鈉8-15％。本發明專利技術還公開了制備上述粉煤灰分子篩免燒陶粒的方法。本發明專利技術利用工業固體廢棄物粉煤灰合成的P1型沸石為主要原料，產品成本低廉，且實現了資源的再利用，起到了保護環境的目的；生產工藝相對簡單，便于運用；克服了燒結法制備陶粒成本高和污染大的缺點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用粉煤灰制成的Pl型沸石分子篩免燒陶粒。本專利技術還涉及上述免燒陶粒的制備方法。
技術介紹
煤炭作為我國主要能源，在一次能源結構中比例達到70%左右，年消耗量已經超過30億噸，且繼續增長，直接導致我國粉煤灰的年排放量急速增長，粉煤灰污染已成為我國最大單一固體污染源。粉煤灰作為一種工業固體廢棄物，其排放不僅會占用大量土地資源，而且會帶來嚴重的大氣污染、水污染、土壤污染、人體健康危害以及地質災害等多個方面的環境破壞和社會影響。國際環保組織綠色和平在北京發布《煤炭的真實成本-2010中國粉煤灰調查報告》指出，火力發電產生的粉煤灰排放已經成為中國工業固體廢物的最大單一污染源。綠色和平在報告中指出:2009年，中國粉煤灰產量達到了 3.75億噸，相當于當年中國城市生活垃圾總量的兩倍多，其體積可達到4.24億立方米，相當于每兩分半鐘就倒滿一個標準游泳池，或每天一個水立方。因此，對粉煤灰進行綜合研究和再次利用，防止其任意排放，對于節約資源和生態環境保護，維持社會的可持續發展具有重要的研究價值。目前粉煤灰主要用于粉煤灰可用作水泥、砂漿、混凝土的摻合料；用于道路、煤礦沉陷區、農田坑洼區以及礦井的回填；提取其中的有用物質，制作耐火材料、保溫材料和填料等。隨著對粉煤灰的深入研究和當下對環境的重視，利用粉煤灰合成沸石分子篩制備成污水處理填料已經成為環保領域研究的一個熱門方向。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供的一種用于污水處理的Pl型沸石分子篩免燒陶粒。 本專利技術的又一目的在于提供一種制備上述免燒陶粒的方法。為實現上述目的，本專利技術提供的Pl型沸石分子篩免燒陶粒，由以下重量百分比的各組分組成=Pl型沸石分子篩60-70%、杭錦土 10-20%、水玻璃8-15%、碳酸鈉8-15%。所述的免燒陶粒，其中，陶粒的粒徑為5_20mm。本專利技術提供的制備上述Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，主要包括以下步驟:I)將Pl型沸石分子篩、杭錦土、碳酸鈉按比例攪拌均勻后進行造粒；2)淋入水玻璃溶液后繼續造粒制成小球；3)將制成的小球通過5-20_的篩子，收集符合標準規格的陶粒；4)將合格的陶粒置于蒸汽鍋爐，80-100°C、常壓養護即得粉煤灰分子篩免燒陶粒。所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟I)是在攪拌機和造粒機中進行。所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟3)中的不合格小球需要重新制備陶粒。所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟4)的常壓養護時間為6-10小時。所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟I)中粉煤灰合成Pl型沸石分子篩的方法是:(I)將固體廢物與堿的水溶液配成混合液，加熱攪拌進行反應；步驟I中加熱溫度為60-90°C，攪拌速度為20-40min，反應溫度是110_130°C ；(2)在步驟I反應后的混合液中添加鋁源或硅源調整硅鋁比于110-130°C進行反應；(3)將步驟2反應后的混合液降溫冷卻后進行固液分離；(4)分離后的固體用水清洗后，加入CaCl2或FeCl2溶液，得到陽離子類型為Ca或Fe型沸石；(5)將步驟4的混合液降溫冷卻后進行固液分離；(6)分離后的固體用水清洗，干燥后得到粉末狀Pl型沸石分子篩。(7)步驟6得到的粉末狀Pl型沸石分子篩造粒、干燥獲得粒狀Pl型沸石分子篩。所述粉煤灰合成Pl型沸石分子篩的方法，其中，步驟I中的固體廢物是粉煤灰和赤泥中的一種或任意比例的兩種。所述粉煤灰合成Pl型沸石分子篩的方法，其中，步驟I中的堿的水溶液是氫氧化鈉水溶液，固體廢物:水+NaOH質量比為1: 2-4，其中NaOH質量濃度為8-15%。本專利技術的特點主要是基于利用粉煤灰低溫下合成的Pl型沸石分子篩，再經過免燒結合成陶粒，以便于分子 篩的 運輸和保存，同時也拓寬了粉煤灰合成分子篩的用途。附圖說明圖1是本專利技術用粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩的掃描電鏡圖。圖2是本專利技術用粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩的X射線衍射(XRD)圖。具體實施例方式本專利技術利用粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩制備免燒陶粒中，選用杭錦土作為粘結劑，用于增加各種材料之間的粘結性。本專利技術選用水玻璃作為造孔劑，用于提高材料的孔隙率。本專利技術選用碳酸鈉作為發泡材料，用于降低陶粒的密度。本專利技術的制備方法，是先用粉煤灰合成Pl型沸石分子篩，然后經過免燒結制成陶粒，克服了燒結法制備陶粒的高成本、污染大和以及免燒陶粒密度大等問題。本專利技術的制備方法具體包括以下步驟:I)將粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩、杭錦土、碳酸鈉按照配方比例稱取，置于攪拌機中攪拌均勻，然后將攪拌均勻的物料投入到造粒機中；2)將水玻璃溶液全部淋入造粒機中，在全部淋完后繼續造粒即可成球；3)將制成的小球通過5_20mm的篩子，收集符合標準規格的陶粒；4)將合格的陶粒置于蒸汽鍋爐，80-100°C、常壓養護6-10小時后，即得粉煤灰分子篩免燒陶粒。以上步驟中的不合格小球需要重新制備陶粒。本專利技術以下實施例中所采用的Pl型沸石分子篩，是通過下述方法制備得到:1)將固體廢物(固體廢物可以是粉煤灰和赤泥中的一種或任意比例的兩種)與堿(氫氧化鈉)的水溶液配成混合液，加熱攪拌，并于110_130°C反應l_2h ;固體廢物:水+NaOH質量比為1: 2-4，其中NaOH質量濃度為8-15% ;2)在步驟I反應后的混合液中添加鋁源或硅源調整硅鋁比，于110_130°C反應；3)待步驟2反應后的混合液降溫冷卻后進行固液分離；4)分離后的固體用水清洗，加入CaC12或FeC12溶液，制備陽離子類型為Ca或Fe型沸石；5)等步驟4的混合液降溫冷卻后進行固液分離，得到的固體清洗、干燥后獲得粉末狀P型沸石分子篩，造粒、干燥獲得粒狀Pl型沸石分子篩。本專利技術制備的Pl型沸石分子篩圖的掃描電鏡圖如圖1所示，圖2是Pl型沸石分子篩的X射線衍射(XRD)圖。實施例1由以下重量百分比的各組分組成:P1型沸石分子篩70%、杭錦土 15%、水玻璃10%和碳酸鈉5%。制備方法如下:將粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩、杭錦土、碳酸鈉按照配方比例稱取，置于攪拌機中攪拌均勻，然后將攪拌均勻的物料投入到造粒機中；啟動造粒機，將水玻璃的水溶液全部淋入造粒機中，在全部淋完后繼續造粒35min即可成球，挑選粒徑為15-20_的陶粒；將合格的陶粒置于蒸汽鍋爐，90°C、常壓養護9小時后，即得粉煤灰分子篩免燒陶粒。不合格的陶粒返回造粒機重新制備陶粒。實施例2由以下重量百分比的各組分組成:P1型沸石分子篩65%、杭錦土 12%、水玻璃15%和碳酸鈉8%。制備方法如下:將粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩、杭錦土、碳酸鈉按照配方比例稱取，置于攪拌機中攪拌均勻，然后將攪拌均勻的物料投入到造粒機中；啟動造粒機，將水玻璃的水溶液全部淋入造粒機中，在全部淋完后繼續造粒40min即可成球，挑選粒徑為10-15mm的陶粒；將合格的陶粒置于蒸汽鍋爐，80°C、常壓養護10小時后，即得粉煤灰分子篩免燒陶粒。不合格的陶粒返回造粒機重新制備陶粒。實施例3由以下重量百分比的各組分組成:P1型沸石分子篩70%、杭錦土 12%、水玻璃12%和碳酸鈉6%。制備方法如下:將粉煤灰合成的Pl型沸石分子篩、杭錦土、碳酸鈉按照配方比例稱取，置于攪拌機中攪拌均勻，然后將本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種P1型沸石分子篩免燒陶粒，由以下重量百分比的各組分組成：P1型沸石分子篩60?70％、杭錦土10?20％、水玻璃8?15％、碳酸鈉8?15％。

【技術特征摘要】
1.一種Pl型沸石分子篩免燒陶粒，由以下重量百分比的各組分組成:P1型沸石分子篩60-70 %、杭錦土 10-20 %、水玻璃 8-15 %、碳酸鈉 8-15 %。2.根據權利要求1所述的免燒陶粒，其中，陶粒的粒徑為5-20mm。3.一種制備權利要求1所述的Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，主要包括以下步驟: 1)將Pl型沸石分子篩、杭錦土、碳酸鈉按比例攪拌均勻后進行造粒； 2)淋入水玻璃溶液后繼續造粒制成小球； 3)將制成的小球通過5-20_的篩子，收集符合標準規格的陶粒； 4)將合格的陶粒置于蒸汽鍋爐，80-100°C、常壓養護即得粉煤灰分子篩免燒陶粒。4.根據權利要求3所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟I)是在攪拌機和造粒機中進行。5.根據權利要求3所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟3)中的不合格小球需要重新制備陶粒。6.根據權利要求3所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，步驟4)的常壓養護時間為6-10小時。7.根據權利要求3所述制備Pl型沸石分子篩免燒陶粒的方法，其中，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：席北斗，趙穎，彭星，張列宇，夏訓峰，李曉光，
申請(專利權)人：中國環境科學研究院，
類型：發明
國別省市：