一种利用高炉渣矿化CO2联产X型沸石的方法

技术领域

本发明属于CO

背景技术

能源需求的增加和化石燃料的过度使用导致了大量二氧化碳(CO

针对高炉渣在矿化CO

基于上述，本发明提出了一种利用高炉矿渣为原料，将CO

发明内容

本发明针对CO

本发明所述利用高炉渣矿化CO

1、浸出高炉渣

将细磨至150μm以下的高炉渣与硫酸铵均匀混合加入硫酸溶液中，控制高炉渣与硫酸铵质量比为1:1～6，硫酸溶液的浓度为10～40wt％，硫酸与固体物料质量比为0.5～4:1；并将混合物料在25～70℃磁力搅拌15～80min，过滤获得硫酸盐浸出液，以及半水石膏浸出渣；

2、制备硅铝凝胶

向步骤1得到的硫酸盐浸出液缓慢加入氨水，调节pH值为6～8，控制温度在25～80℃，过滤后得到硅铝凝胶及硫酸镁母液；

3、制备导向剂

将氢氧化铝和氢氧化钠混合溶解于水中，加入适量硅酸钠，控制硅铝摩尔比为1～4：1，得到导向剂；

4、制备沸石

将步骤3得到导向剂加入至第二步获得的硅铝凝胶中，并与氢氧化钠充分混合后置于反应釜内，在一定温度下进行水热反应，控制导向剂与硅铝凝胶的质量比为1～5：1，氢氧化钠与硅铝凝胶的质量比为0.6～1.4:1，水热温度为70～110℃，水热时间为4～24h，用去离子水洗涤固体产物，得到X型沸石。

5、矿化CO

向步骤1和步骤2获得的半水石膏浸出渣与硫酸镁母液加入氨水并通入CO

本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)本工艺采用工业固废高炉渣作为原料，来源广泛，且成功制备X型沸石，实现了废物资源化利用，既减小了环境污染又节约了生产成本；(2)本工艺反应条件温和，沸石纯度高；(3)本发明工艺简单，操作方便，生产成本低，无废水排放，具有工业化应用前景。

附图说明

图1是摘要附图，且为本发明的工艺流程图

图2是本发明所得沸石产品的XRD图

图3是本发明所得沸石产品的SEM图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，但是本发明的保护范围不仅限于下面的实施例。

表1：高炉渣的化学成分(wt.％)

实施例一

(1)将细磨至150μm以下的高炉渣与硫酸铵均匀混合加入硫酸溶液中，控制高炉渣与硫酸铵质量比为1:2，硫酸溶液浓度为10wt％，硫酸溶液与固体物料质量比为4:1；并将混合物料在25℃磁力搅拌60min，过滤获得硫酸盐浸出液，以及半水石膏浸出渣；

(2)向步骤1得到的硫酸盐浸出液缓慢加入氨水，调节pH值为6，控制温度在30℃，过滤后得到硅铝凝胶及硫酸镁母液；

(3)将氢氧化铝和氢氧化钠混合溶解于水中，加入适量硅酸钠，控制硅铝摩尔比为1：1，得到导向剂；

(4)将步骤3得到导向剂加入至第二步获得的硅铝凝胶中，并与氢氧化钠充分混合后置于反应釜内，在一定温度下进行水热反应，控制导向剂与硅铝凝胶的质量比为1：1，氢氧化钠与硅铝凝胶的质量比为0.6:1，水热温度为70℃，水热时间为24h，用去离子水洗涤固体产物，得到X型沸石。

(5)向步骤1和步骤2获得的半水石膏浸出渣与硫酸镁母液加入氨水并通入CO

实施例二

(1)将细磨至150μm以下的高炉渣与硫酸铵均匀混合加入硫酸溶液中，控制高炉渣与硫酸铵质量比为1:3，硫酸溶液浓度为20wt％，硫酸与固体物料质量比为3:1；并将混合物料在40℃磁力搅拌50min，过滤获得硫酸盐浸出液，以及半水石膏浸出渣；

(2)向步骤1得到的硫酸盐浸出液缓慢加入氨水，调节pH值为6.5，控制温度在45℃，过滤后得到硅铝凝胶及硫酸镁母液；

(3)将氢氧化铝和氢氧化钠混合溶解于水中，加入适量硅酸钠，控制硅铝摩尔比为2：1，得到导向剂；

(4)将步骤3得到导向剂加入至第二步获得的硅铝凝胶中，并与氢氧化钠充分混合后置于反应釜内，在一定温度下进行水热反应，控制导向剂与硅铝凝胶的质量比为2：1，氢氧化钠与硅铝凝胶的质量比为0.8:1，水热温度为80℃，水热时间为18h，用去离子水洗涤固体产物，得到X型沸石。

(5)向步骤1和步骤2获得的半水石膏浸出渣与硫酸镁母液加入氨水并通入CO

实施例三

(1)将细磨至150μm以下的高炉渣与硫酸铵均匀混合加入硫酸溶液中，控制高炉渣与硫酸铵质量比为1:4，硫酸溶液浓度为30wt％，硫酸与固体物料质量比为1:1；并将混合物料在55℃磁力搅拌35min，过滤获得硫酸盐浸出液，以及半水石膏浸出渣；

(2)向步骤1得到的硫酸盐浸出液缓慢加入氨水，调节pH值为7，控制温度在65℃，过滤后得到硅铝凝胶及硫酸镁母液；

(3)将氢氧化铝和氢氧化钠混合溶解于水中，加入适量硅酸钠，控制硅铝摩尔比为3:1，得到导向剂；

(4)将步骤3得到导向剂加入至第二步获得的硅铝凝胶中，并与氢氧化钠充分混合后置于反应釜内，在一定温度下进行水热反应，控制导向剂与硅铝凝胶的质量比为3：1，氢氧化钠与硅铝凝胶的质量比为1:1，水热温度为100℃，水热时间为12h，用去离子水洗涤固体产物，得到X型沸石。

(5)向步骤1和步骤2获得的半水石膏浸出渣与硫酸镁母液加入氨水并通入CO

实施例四

(1)将细磨至150μm以下的高炉渣与硫酸铵均匀混合加入硫酸溶液中，控制高炉渣与硫酸铵质量比为1:1，硫酸溶液浓度为40wt％，硫酸与固体物料质量比为0.5:1；并将混合物料在70℃磁力搅拌20min，过滤获得硫酸盐浸出液，以及半水石膏浸出渣；

(2)向步骤1得到的硫酸盐浸出液缓慢加入氨水，调节pH值为8，控制温度在80℃，过滤后得到硅铝凝胶及硫酸镁母液；

(3)将氢氧化铝和氢氧化钠混合溶解于水中，加入适量硅酸钠，控制硅铝摩尔比为4:1，得到导向剂；

(4)将步骤3得到导向剂加入至第二步获得的硅铝凝胶中，并与氢氧化钠充分混合后置于反应釜内，在一定温度下进行水热反应，控制导向剂与硅铝凝胶的质量比为5：1，氢氧化钠与硅铝凝胶的质量比为1.2:1，水热温度为110℃，水热时间为4h，用去离子水洗涤固体产物，得到X型沸石。

(5)向步骤1和步骤2获得的半水石膏浸出渣与硫酸镁母液加入氨水并通入CO