一种P1型沸石分子筛免烧陶粒及制备方法技术

一种P1型沸石分子筛免烧陶粒，由以下重量百分比的各组分组成：P1型沸石分子筛60-70％、杭锦土10-20％、水玻璃8-15％、碳酸钠8-15％。本发明专利技术还公开了制备上述粉煤灰分子筛免烧陶粒的方法。本发明专利技术利用工业固体废弃物粉煤灰合成的P1型沸石为主要原料，产品成本低廉，且实现了资源的再利用，起到了保护环境的目的；生产工艺相对简单，便于运用；克服了烧结法制备陶粒成本高和污染大的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用粉煤灰制成的Pl型沸石分子筛免烧陶粒。本专利技术还涉及上述免烧陶粒的制备方法。
技术介绍
煤炭作为我国主要能源，在一次能源结构中比例达到70%左右，年消耗量已经超过30亿吨，且继续增长，直接导致我国粉煤灰的年排放量急速增长，粉煤灰污染已成为我国最大单一固体污染源。粉煤灰作为一种工业固体废弃物，其排放不仅会占用大量土地资源，而且会带来严重的大气污染、水污染、土壤污染、人体健康危害以及地质灾害等多个方面的环境破坏和社会影响。国际环保组织绿色和平在北京发布《煤炭的真实成本-2010中国粉煤灰调查报告》指出，火力发电产生的粉煤灰排放已经成为中国工业固体废物的最大单一污染源。绿色和平在报告中指出:2009年，中国粉煤灰产量达到了 3.75亿吨，相当于当年中国城市生活垃圾总量的两倍多，其体积可达到4.24亿立方米，相当于每两分半钟就倒满一个标准游泳池，或每天一个水立方。因此，对粉煤灰进行综合研究和再次利用，防止其任意排放，对于节约资源和生态环境保护，维持社会的可持续发展具有重要的研究价值。目前粉煤灰主要用于粉煤灰可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料；用于道路、煤矿沉陷区、农田坑洼区以及矿井的回填；提取其中的有用物质，制作耐火材料、保温材料和填料等。随着对粉煤灰的深入研究和当下对环境的重视，利用粉煤灰合成沸石分子筛制备成污水处理填料已经成为环保领域研究的一个热门方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供的一种用于污水处理的Pl型沸石分子筛免烧陶粒。 本专利技术的又一目的在于提供一种制备上述免烧陶粒的方法。为实现上述目的，本专利技术提供的Pl型沸石分子筛免烧陶粒，由以下重量百分比的各组分组成=Pl型沸石分子筛60-70%、杭锦土 10-20%、水玻璃8-15%、碳酸钠8-15%。所述的免烧陶粒，其中，陶粒的粒径为5_20mm。本专利技术提供的制备上述Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，主要包括以下步骤:I)将Pl型沸石分子筛、杭锦土、碳酸钠按比例搅拌均匀后进行造粒；2)淋入水玻璃溶液后继续造粒制成小球；3)将制成的小球通过5-20_的筛子，收集符合标准规格的陶粒；4)将合格的陶粒置于蒸汽锅炉，80-100°C、常压养护即得粉煤灰分子筛免烧陶粒。所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤I)是在搅拌机和造粒机中进行。所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤3)中的不合格小球需要重新制备陶粒。所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤4)的常压养护时间为6-10小时。所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤I)中粉煤灰合成Pl型沸石分子筛的方法是:(I)将固体废物与碱的水溶液配成混合液，加热搅拌进行反应；步骤I中加热温度为60-90°C，搅拌速度为20-40min，反应温度是110_130°C ；(2)在步骤I反应后的混合液中添加铝源或硅源调整硅铝比于110-130°C进行反应；(3)将步骤2反应后的混合液降温冷却后进行固液分离；(4)分离后的固体用水清洗后，加入CaCl2或FeCl2溶液，得到阳离子类型为Ca或Fe型沸石；(5)将步骤4的混合液降温冷却后进行固液分离；(6)分离后的固体用水清洗，干燥后得到粉末状Pl型沸石分子筛。(7)步骤6得到的粉末状Pl型沸石分子筛造粒、干燥获得粒状Pl型沸石分子筛。所述粉煤灰合成Pl型沸石分子筛的方法，其中，步骤I中的固体废物是粉煤灰和赤泥中的一种或任意比例的两种。所述粉煤灰合成Pl型沸石分子筛的方法，其中，步骤I中的碱的水溶液是氢氧化钠水溶液，固体废物:水+NaOH质量比为1: 2-4，其中NaOH质量浓度为8-15%。本专利技术的特点主要是基于利用粉煤灰低温下合成的Pl型沸石分子筛，再经过免烧结合成陶粒，以便于分子 筛的 运输和保存，同时也拓宽了粉煤灰合成分子筛的用途。附图说明图1是本专利技术用粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛的扫描电镜图。图2是本专利技术用粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛的X射线衍射(XRD)图。具体实施例方式本专利技术利用粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛制备免烧陶粒中，选用杭锦土作为粘结剂，用于增加各种材料之间的粘结性。本专利技术选用水玻璃作为造孔剂，用于提高材料的孔隙率。本专利技术选用碳酸钠作为发泡材料，用于降低陶粒的密度。本专利技术的制备方法，是先用粉煤灰合成Pl型沸石分子筛，然后经过免烧结制成陶粒，克服了烧结法制备陶粒的高成本、污染大和以及免烧陶粒密度大等问题。本专利技术的制备方法具体包括以下步骤:I)将粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛、杭锦土、碳酸钠按照配方比例称取，置于搅拌机中搅拌均匀，然后将搅拌均匀的物料投入到造粒机中；2)将水玻璃溶液全部淋入造粒机中，在全部淋完后继续造粒即可成球；3)将制成的小球通过5_20mm的筛子，收集符合标准规格的陶粒；4)将合格的陶粒置于蒸汽锅炉，80-100°C、常压养护6-10小时后，即得粉煤灰分子筛免烧陶粒。以上步骤中的不合格小球需要重新制备陶粒。本专利技术以下实施例中所采用的Pl型沸石分子筛，是通过下述方法制备得到:1)将固体废物(固体废物可以是粉煤灰和赤泥中的一种或任意比例的两种)与碱(氢氧化钠)的水溶液配成混合液，加热搅拌，并于110_130°C反应l_2h ;固体废物:水+NaOH质量比为1: 2-4，其中NaOH质量浓度为8-15% ;2)在步骤I反应后的混合液中添加铝源或硅源调整硅铝比，于110_130°C反应；3)待步骤2反应后的混合液降温冷却后进行固液分离；4)分离后的固体用水清洗，加入CaC12或FeC12溶液，制备阳离子类型为Ca或Fe型沸石；5)等步骤4的混合液降温冷却后进行固液分离，得到的固体清洗、干燥后获得粉末状P型沸石分子筛，造粒、干燥获得粒状Pl型沸石分子筛。本专利技术制备的Pl型沸石分子筛图的扫描电镜图如图1所示，图2是Pl型沸石分子筛的X射线衍射(XRD)图。实施例1由以下重量百分比的各组分组成:P1型沸石分子筛70%、杭锦土 15%、水玻璃10%和碳酸钠5%。制备方法如下:将粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛、杭锦土、碳酸钠按照配方比例称取，置于搅拌机中搅拌均匀，然后将搅拌均匀的物料投入到造粒机中；启动造粒机，将水玻璃的水溶液全部淋入造粒机中，在全部淋完后继续造粒35min即可成球，挑选粒径为15-20_的陶粒；将合格的陶粒置于蒸汽锅炉，90°C、常压养护9小时后，即得粉煤灰分子筛免烧陶粒。不合格的陶粒返回造粒机重新制备陶粒。实施例2由以下重量百分比的各组分组成:P1型沸石分子筛65%、杭锦土 12%、水玻璃15%和碳酸钠8%。制备方法如下:将粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛、杭锦土、碳酸钠按照配方比例称取，置于搅拌机中搅拌均匀，然后将搅拌均匀的物料投入到造粒机中；启动造粒机，将水玻璃的水溶液全部淋入造粒机中，在全部淋完后继续造粒40min即可成球，挑选粒径为10-15mm的陶粒；将合格的陶粒置于蒸汽锅炉，80°C、常压养护10小时后，即得粉煤灰分子筛免烧陶粒。不合格的陶粒返回造粒机重新制备陶粒。实施例3由以下重量百分比的各组分组成:P1型沸石分子筛70%、杭锦土 12%、水玻璃12%和碳酸钠6%。制备方法如下:将粉煤灰合成的Pl型沸石分子筛、杭锦土、碳酸钠按照配方比例称取，置于搅拌机中搅拌均匀，然后将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种P1型沸石分子筛免烧陶粒，由以下重量百分比的各组分组成：P1型沸石分子筛60?70％、杭锦土10?20％、水玻璃8?15％、碳酸钠8?15％。

【技术特征摘要】
1.一种Pl型沸石分子筛免烧陶粒，由以下重量百分比的各组分组成:P1型沸石分子筛60-70 %、杭锦土 10-20 %、水玻璃 8-15 %、碳酸钠 8-15 %。2.根据权利要求1所述的免烧陶粒，其中，陶粒的粒径为5-20mm。3.一种制备权利要求1所述的Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，主要包括以下步骤: 1)将Pl型沸石分子筛、杭锦土、碳酸钠按比例搅拌均匀后进行造粒； 2)淋入水玻璃溶液后继续造粒制成小球； 3)将制成的小球通过5-20_的筛子，收集符合标准规格的陶粒； 4)将合格的陶粒置于蒸汽锅炉，80-100°C、常压养护即得粉煤灰分子筛免烧陶粒。4.根据权利要求3所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤I)是在搅拌机和造粒机中进行。5.根据权利要求3所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤3)中的不合格小球需要重新制备陶粒。6.根据权利要求3所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，步骤4)的常压养护时间为6-10小时。7.根据权利要求3所述制备Pl型沸石分子筛免烧陶粒的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：席北斗，赵颖，彭星，张列宇，夏训峰，李晓光，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：