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粉煤灰水熱合成法制備4A 型分子篩研究進(jìn)展

2020-01-07 00:19:33鄒萍
礦產(chǎn)綜合利用 2020年3期
關(guān)鍵詞:晶化水熱氫氧化鈉

鄒萍

(神華準(zhǔn)能資源綜合開發(fā)有限公司 研發(fā)中心,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

粉煤灰的含義及帶來的危害。粉煤灰是煤燃燒后產(chǎn)生的固體廢物,若不加以利用,會因?yàn)榇罅慷逊耪加眠^多土地,雨水沖刷污染地下水源及附近水體,粉塵揚(yáng)起影響空氣質(zhì)量,并加劇霧霾天氣。

粉煤灰物理化學(xué)特性。顏色呈淺灰色至灰黑色;粒度細(xì)小,平均粒徑在幾微米至數(shù)十微米之間;比表面積較大,約0.5 ~ 15 m2/g 之間;燒失量約1% ~6%;化學(xué)組分主要由氧化鋁和二氧化硅組成,主要呈玻璃體結(jié)構(gòu),含有一定莫來石及石英等晶相。粉煤灰的物化特性決定了粉煤灰雖然是固體廢物,但是具有多方面的利用價值。

4A 型分子篩含義及應(yīng)用。從廣義上講,分子篩是一類具有篩分分子作用的物質(zhì),所以該類物質(zhì)一般具有特定的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及孔徑,是一種無機(jī)晶體材料。分子篩大致可分為沸石分子篩(指含硅鋁元素的分子篩),磷酸鋁分子篩以及其他多孔材料。4A 型分子篩是沸石分子篩中的一種,因其有效孔徑約為而命名,其硅鋁比(SiO2/Al2O3摩爾比,下同)≈2,化學(xué)式表示為Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O。4A分子篩因其優(yōu)異的吸附、分離等性能,使其成為工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的分子篩品種之一。

粉煤灰制備4A 分子篩的必要性。因?yàn)槔眉兓瘜W(xué)試劑或天然礦物制備4A 分子篩,原料成本較高,所以利用粉煤灰制備4A 分子篩,即可充分利用粉煤灰中的硅鋁成分,節(jié)約原料成本,又可將粉煤灰作為二次資源,變廢為寶,開拓粉煤灰綜合利用途徑。

本文主要研究內(nèi)容。粉煤灰制備4A 分子篩以水熱合成法為主,不同之處主要在于粉煤灰的預(yù)處理方式。一部分研究者采用粉煤灰焙燒活化方式,例如碳酸鈉焙燒活化,氫氧化鈉焙燒活化,直接焙燒活化+氫氧化鈉焙燒活化,微波焙燒活化及直接焙燒活化等;另一部分研究者從粉煤灰中直接提取硅鋁源。本文詳細(xì)總結(jié)并評論上述各種方法所取得的進(jìn)展情況,并簡述了活化及合成機(jī)理,對目前工藝路線、參數(shù)優(yōu)化、性能優(yōu)化及應(yīng)用推廣做了具體分析,給出結(jié)論及建議,以期對粉煤灰水熱合成法制備4A 分子篩的基礎(chǔ)研究和工業(yè)化實(shí)踐提供良好的導(dǎo)向作用。

1 粉煤灰水熱合成法制備4A 分子篩研究現(xiàn)狀

1.1 粉煤灰焙燒活化方式

1.1.1 碳酸鈉焙燒活化

碳酸鈉活化機(jī)理:碳酸鈉與粉煤灰中莫來石,石英相或玻璃體通過燒結(jié)反應(yīng)生成活性較高的霞石與鋁酸鈉。在此過程中,共價鍵轉(zhuǎn)換成離子鍵,鍵強(qiáng)降低,穩(wěn)定的鏈狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成架狀結(jié)構(gòu)[1]。

任根寬等[2]首先將粉煤灰粉磨,再混合碳酸鈉,經(jīng)焙燒→冷卻→補(bǔ)添鋁酸鈉溶液以及氫氧化鈉和水→混合→老化→反應(yīng)→趁熱過濾→干燥,最后制備出晶相均一的4A 分子篩。工藝參數(shù):灰粉磨至-90 μm,堿灰比(質(zhì)量比,下同)1.25,焙燒溫度800℃,時間1.5 h,晶化溫度90℃,時間3 h。性能及應(yīng)用:鈣離子交換能力達(dá)到308 mg/g,在60 mL 垃圾滲濾液中投加9 g 4A 分子篩,吸附時間40 min,pH 值為8 的條件下,可將垃圾滲濾液中氨氮及COD 去除88%和74.2%。

該工藝粉煤灰來自煤制甲醇產(chǎn)生的殘渣,鋁酸鈉來自粉煤灰石灰石燒結(jié)法提鋁產(chǎn)生的溶出液,充分利用了粉煤灰提取化工原料過程產(chǎn)生的殘渣和溶液,原料成本低;碳酸鈉使用量較大,且還需補(bǔ)填一次氫氧化鈉,具有一定能耗,原料成本略有提升;但水熱合成過程時間較短,合成效率高。同時有針對性的對該產(chǎn)品在垃圾滲濾液中的應(yīng)用進(jìn)行了初步研究,但投加量較大,循環(huán)使用效果未進(jìn)行研究。總體來講具有一定開發(fā)價值。

1.1.2 氫氧化鈉焙燒活化

氫氧化鈉活化機(jī)理:同碳酸鈉活化類似,堿性物質(zhì)可以破壞粉煤灰中Si-O 鍵和Al-O 鍵,降低[SiO4]和[AlO6]的聚合度,提高其活性[3]。也可以說氫氧化鈉與硅反應(yīng)生成可溶性硅,直接破壞穩(wěn)定的晶態(tài)結(jié)構(gòu),使其活性提高[4]。

郭俊文[5]等將顆粒氫氧化鈉和粉煤灰經(jīng)研磨→焙燒→冷卻→加水?dāng)嚢琛惢Щ闉V→洗滌→干燥,制備出結(jié)晶度較高的4 A 分子篩。工藝參數(shù):堿灰比1.2,焙燒溫度850℃,時間2 h,加水使氫氧化鈉濃度為2 mol/L,陳化時間6 h,晶化溫度110℃,時間11 h。

該工藝粉煤灰來自電廠,工藝過程中未添加硅源和鋁源,只需加水調(diào)節(jié)氫氧化鈉濃度,因此原料成本低;堿使用量較大,且有一定能耗;陳化和晶化時間較長,合成效率較慢。工藝參數(shù)只研究了晶化溫度和時間,優(yōu)化范圍較窄;在產(chǎn)品應(yīng)用方面未進(jìn)行研究。建議對工藝參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,提高合成效率;并對應(yīng)用進(jìn)行研究,驗(yàn)證、推廣產(chǎn)品實(shí)用性。

李利敏[6]將粉煤灰研磨,與氫氧化鈉經(jīng)混合→煅燒→冷卻→粉碎→加水?dāng)嚢琛惢Щ脽徇^濾→洗滌→烘干,得到4 A 分子篩。工藝參數(shù):研磨至48 μm 以下,堿灰比1.2,煅燒溫度800℃,時間2 h,熟料粉碎1 h,加水液固比350:41,陳化6 h,晶化溫度95℃,時間12 h,烘干溫度80℃。改性研究:主要制備工藝不變,只在水溶液中添加硝酸鋅,液固比調(diào)整為15:2,成功制備了4 A-Zn 分子篩,引入的Zn 置換了晶體結(jié)構(gòu)中部分Al,分子篩結(jié)構(gòu)未被破壞。應(yīng)用研究:在聚丙烯合成過程中,添加膨脹型阻燃劑的同時,將粉煤灰,粉煤灰制備的4 A 分子篩及粉煤灰制備的4 A-Zn 分子篩作為協(xié)同阻燃劑,分別制備出復(fù)合材料,其阻燃性及力學(xué)性能以添加4 A-Zn 分子篩最優(yōu),4 A 分子篩次之,粉煤灰最差。

該工藝以電廠粉煤灰為原料,未添加硅鋁源,原料成本低;仍存在堿用量較大,具有一定能好的問題;合成的4 A 分子篩及改性4 A-Zn 分子篩,添加到聚丙烯/膨脹型阻燃劑復(fù)合材料中作為協(xié)同阻燃劑,平衡了復(fù)合材料的機(jī)械性能和阻燃性能,使其綜合性能得到優(yōu)化,即從分子篩的生產(chǎn),改性,到實(shí)際應(yīng)用,研究得較為深入。不足之處:合成效率較低;關(guān)于分子篩改性選擇引入Zn,不引入其他元素方面未做具體解釋,只給出了協(xié)同作用機(jī)理和結(jié)論。

林偉[7]以粉煤灰為原料,經(jīng)研磨→酸浸→水洗→過濾→干燥(得到預(yù)處理粉煤灰)→加氫氧化鈉混合研磨→加偏鋁酸鈉調(diào)硅鋁比→焙燒→冷卻→加水→攪拌→晶化→冷卻→過濾→洗滌→烘干,制備出4A 分子篩。工藝參數(shù):粉煤灰研磨時間30 min,研磨粒徑-74 μm,酸濃度50%,酸浸液固比10,酸浸溫度80℃,時間2 h,堿灰比1.5,硅鋁比1.5,焙燒溫度750℃,時間6 h,水與熟料液固比10,攪拌時間24 h,晶化溫度90℃,時間8 h。性能應(yīng)用:制備的分子篩未經(jīng)處理呈堿性,水洗至中性,烘干后,吸附模擬廢水中的鎘,吸附平衡時間為240 min,吸附容量229.5 mg/g。

該工藝電廠粉煤灰硅鋁比較高,合成4 A 分子篩需要補(bǔ)加鋁源,在不加鋁源的情況下也可制備出X 型分子篩,因此單從原料上講更適合制備X 型分子篩,但從對鎘吸附性能方面看A 型優(yōu)于X 型。原料粉煤灰需要經(jīng)過了研磨酸浸等預(yù)處理,再進(jìn)行焙燒活化,工藝流程較為復(fù)雜,且合成效率較低。建議通過調(diào)整工藝條件,試驗(yàn)可否不經(jīng)酸浸等處理合成4A 分子篩。另外在焙燒活化前補(bǔ)加固體鋁源,比在液體中補(bǔ)加簡單,但對活化效果的影響未知。

賀龍強(qiáng)[8]等采用粉煤灰為原料,經(jīng)磁選過篩→與燒堿混合→煅燒→冷卻→研磨→過篩→加水→陳化→晶化→洗滌→過濾→烘干,制得純度好的4 A 分子篩。工藝參數(shù):堿灰比0.8,煅燒溫度700℃,時間1 h,老化溫度70℃,時間2 h,晶化溫度100℃,時間3 h。應(yīng)用研究:以10 mg/L 的 六價鉻為配制溶液,較佳吸附條件為固液比0.3:50(g/mL),pH 值6 ~7,吸附時間30 min,溫度10 ~25℃,去除率達(dá)到92.3%。最后對分子篩進(jìn)行了3 次再生,相對吸附容量維持90%以上。

該工藝4 A 分子篩制備過程較簡易,工藝參數(shù)設(shè)置較合理;在吸附性能方面做了系統(tǒng)研究,對六價鉻的吸附效果較好,建議將產(chǎn)品進(jìn)一步應(yīng)用到實(shí)際的重金屬廢水中,研究其適應(yīng)性,并增加再生次數(shù),對分子篩的實(shí)際再生效果進(jìn)行驗(yàn)證。具有較好的開發(fā)前景。

1.1.3 直接焙燒+氫氧化鈉焙燒活化

焙燒活化機(jī)理:直接焙燒在去除粉煤灰中包裹的未燃碳及其他有機(jī)質(zhì)的同時,減小粉煤灰粒度,增加比表面積,提高粉煤灰反應(yīng)活性。但粉煤灰中惰性的晶態(tài)結(jié)構(gòu)可能破壞不完全,再此基礎(chǔ)上,再使用氫氧化鈉焙燒,將得到進(jìn)一步充分活化。

賈敏[9]等以粉煤灰酸法提鋁殘渣為原料,經(jīng)直接焙燒→與氫氧化鈉及氧化鋁混合→研磨→再次焙燒→熟料研磨→加水混合→陳化→晶化→冷卻→過濾→洗滌→干燥,制備出純度好、性能優(yōu)異的4 A 分子篩。工藝參數(shù):第一次焙燒800℃,時間2 h,第二次焙燒600℃,時間2 h,硅鋁比1.5,堿灰比1.2,液固比15,陳化過夜,晶化溫度100℃,時間8 h。性能研究:同樣條件下,粉煤灰提取殘渣合成的4A 分子篩對鈣離子的吸附容量優(yōu)于商品分子篩及殘渣原料。

該工藝是以粉煤灰提鋁后的殘渣為原料制備分子篩,完善、開拓了粉煤灰提鋁工藝殘渣的資源化利用新途徑;以粉煤灰提鋁的產(chǎn)品為鋁源,將發(fā)揮粉煤灰酸法提鋁工藝更多技術(shù)優(yōu)勢,進(jìn)一步節(jié)省原料成本;且粉煤灰酸溶后雜質(zhì)元素也隨之降低,無需額外酸浸除雜處理,原料適宜。但制備工藝需要兩次焙燒和研磨,耗能較大。建議將第一次焙燒合并到第二次焙燒,試驗(yàn)其可行性,節(jié)省能耗。

1.1.4 微波焙燒活化

微波焙燒活化機(jī)理:通過微波提供高頻交變電磁場,將電磁能轉(zhuǎn)化成物質(zhì)內(nèi)能,使物質(zhì)的溫度升高,因此無需熱傳導(dǎo),可實(shí)現(xiàn)快速加熱[10]。此外微波輻射過程中原子移動劇烈,可以降低活化能[11]。

訾昌毓等[12]研究了粉煤灰微波焙燒活化方式,發(fā)現(xiàn)微波活化具有效率高,活化后的粉煤灰分散性更好的優(yōu)點(diǎn),但是微波過程無法監(jiān)控溫度,使得活化程度不好控制。因此未進(jìn)行后續(xù)水熱合成研究。

1.1.5 直接焙燒活化+微波輔助晶化

微波晶化機(jī)理:微波輻射加熱,提供內(nèi)能的同時,可以使物質(zhì)在一定震蕩過程中保持物料的均勻性[12]。

訾昌毓等[12]選擇直接焙燒活化后水熱合成,對比了水浴晶化和微波晶化的優(yōu)缺點(diǎn),主要工藝路線為粉煤灰直接焙燒→酸洗→堿溶→陳化→水浴或微波晶化→過濾→烘干。工藝參數(shù):焙燒溫度950℃,時間10 h,酸洗鹽酸濃度10%,液固比20:1(mL/g),溫度90℃,攪拌時間3 h,堿溶氫氧化鈉濃度3.5 mol/L,液固比10:1,溫度95℃,攪拌時間2 h,室溫陳化24 h,水浴晶化溫度110℃,時間20 h,微波晶化功率P 80,時間40 min,烘干時間24 h。

通過對比發(fā)現(xiàn),微波合成分子篩均勻、致密,分散程度好,合成效率高,但產(chǎn)率低;水浴合成與微波合成恰恰相反,為取長補(bǔ)短,提出了“前期微波,后期水浴晶化”的思路,同時提高合成效率和產(chǎn)率。

該工藝將微波在粉煤灰制備分子篩中所起的作用做了摸索,有利于提高分子篩合成效率以及產(chǎn)品的均一,致密和分散性。粉煤灰原料硅鋁含量較低,二者氧化物質(zhì)量之和低于50%,且鈣含量較高,活化溫度較高,時間較長,并需要酸洗除雜,因此原料成本雖低,但質(zhì)量一般,預(yù)處理成本增加。產(chǎn)品并不是單一相分子篩,以A 型和X 型為主,可以驗(yàn)證其實(shí)際應(yīng)用途徑,開拓市場。關(guān)于微波的輔助具有借鑒意義。

1.2 粉煤灰提取硅鋁源方式

提取硅鋁源:省去粉煤灰焙燒活化等預(yù)處理方式,直接從粉煤灰中提取硅源和鋁源。

韓楊[13]以電廠粉煤灰為原料,通過酸浸提取氧化鋁為鋁源→殘渣堿溶二氧化硅為硅源→與氧化鈉、水混合攪拌→晶化→過濾→洗滌→干燥,制得固體粉末4A 分子篩。工藝參數(shù):堿溶氫氧化鈉濃度15%,鋁源、硅源、氧化鈉及水按照氧化物摩爾比3.5:2:1:150 投加,晶化溫度95℃,時間8 h,洗滌至pH 值低于10。性能應(yīng)用:陽離子交換容量405 mmol/100 g,對50 mg/L,pH值6 ~ 9 的氨氮模擬廢水中以5 g/L 投加分子篩,吸附80 min,氨氮去除率可達(dá)到75%左右,鈣、鉀、鈉共存陽離子影響氨氮的去除率,鎂基本無影響。氨氮最大吸附容量20 mg/g。在實(shí)際氨氮廢水中以上述同樣工藝條件下,氨氮去除率降到55.37%,提高4A 分子篩投加量至8 g/L,pH 值為6 ~8,去除率提高至63.24%。通過與聚合硫酸鐵絮凝劑聯(lián)用,去除率比單獨(dú)使用效果好,可將氨氮濃度由5 mg/L降低至1.5 mg/L 以下,滿足相關(guān)水體排放標(biāo)準(zhǔn)。

該工藝4A 分子篩的合成工藝未詳細(xì)論述,雖然沒有粉煤灰活化等預(yù)處理工藝,但是提取鋁源、硅源的工藝實(shí)際上并不簡單,成本也會較高;但是本文合成工藝與賈敏[9]提供的工藝類似,可以認(rèn)為鋁源是提鋁工藝剛好獲得的,殘渣沒有進(jìn)行焙燒活化,直接堿溶提硅,從這個角度看,工藝設(shè)計比較合理,成本相對較低。重點(diǎn)研究了產(chǎn)品在氨氮廢水處理方面的應(yīng)用,并通過聯(lián)用絮凝劑,達(dá)到水體排放要求,對分子篩的實(shí)際應(yīng)用推廣起到技術(shù)支撐作用。建議在不調(diào)節(jié)氨氮濃度的實(shí)際廢水中進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn),探索較佳去除條件,并進(jìn)行分子篩再生性能研究,核算使用成本。另建議對分子篩合成工藝進(jìn)行放大試驗(yàn)研究,并進(jìn)行投資核算,盡可能優(yōu)化工藝,降低生產(chǎn)成本。

2 粉煤灰水熱合成制備4 A 分子篩合成機(jī)理

綜上所述,粉煤灰與4 A 分子篩化學(xué)成分均以鋁硅為主,鑒于二者物相結(jié)構(gòu)的不同,一種方式是通過焙燒活化,破壞粉煤灰中穩(wěn)定的玻璃體及晶態(tài)結(jié)構(gòu),在堿性條件下,按照4 A 分子篩的硅鋁比進(jìn)行調(diào)控,使分子篩晶體在一定溫度、時間下成核、長大;另一種方式是直接從粉煤灰中獲取硅源和鋁源,再按照4 A 分子篩化學(xué)組分調(diào)配物料,在一定條件下,使分子篩晶體成核、長大。

3 粉煤灰水熱合成制備4 A 分子篩進(jìn)展分析

研究發(fā)現(xiàn),利用粉煤灰水熱合成制備4 A 分子篩幾乎都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,對工藝路線的選擇、工藝參數(shù)的優(yōu)化以及下游產(chǎn)品的應(yīng)用推廣仍有待進(jìn)一步深入研究,才有望為創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化提供更多技術(shù)保障。

3.1 工藝路線及工藝參數(shù)的選擇

按照粉煤灰預(yù)處理的不同,可將工藝路線分為兩種:一、粉煤灰活化預(yù)處理→加水溶解→水熱合成;二、粉煤灰提取硅鋁源→混合溶解→水熱合成。

工藝路線一:首先,粉煤灰活化預(yù)處理方式主要包括機(jī)械研磨、直接焙燒、堿性焙燒、微波焙燒。①機(jī)械研磨[7]和直接焙燒,對于粉煤灰活性的提高有一定局限性,但可以促進(jìn)進(jìn)一步的活化或反應(yīng);②堿性焙燒主要采用碳酸鈉和氫氧化鈉,可提供4 A 分子篩中的鈉鹽及堿性環(huán)境,但碳酸鈉和氫氧化鈉與粉煤灰的焙燒比例、溫度和時間,區(qū)分不大,且活化劑的添加量較大,因此可以選擇價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氫氧化鈉的碳酸鈉為活化劑,若鈉鹽或堿性不夠可以在溶解階段補(bǔ)填堿,但為了簡化工藝、降低焙燒溫度,建議在不影響合成的條件下,在焙燒階段一并加入足量的堿;③微波焙燒可以提高焙燒效率、降低活化能,因此可以對比微波輔助焙燒和單純堿性焙燒的活化溫度,時間及成本,擇優(yōu)選擇一種方式。其次,有些原料中雜質(zhì)元素較高,采用了酸浸除雜,使得原料純度提高,更有望合成晶相勻一的4 A 分子篩,且由此推理在合成晶體過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)廢液量降低,但是酸浸除雜也會產(chǎn)生廢液,建議對比不進(jìn)行酸浸,但可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下,堿性廢液和酸性廢液循環(huán)使用等處理成本。另外,需要補(bǔ)加硅源或鋁源時,為降低生產(chǎn)原料成本,建議盡可能從粉煤灰提取化工原料等過程中獲得,且對比在焙燒活化和溶解階段補(bǔ)加硅鋁源的工藝和成本,擇優(yōu)選擇。最后,水熱合成在前期陳化及后期晶化過程均存在生產(chǎn)效率低的問題,可以進(jìn)一步研究陳化時間對晶體合成的影響,以及微波輔助對晶體質(zhì)量、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本的影響,尋求質(zhì)量好、效率高、低成本的方式進(jìn)行水熱合成。

工藝路線二:粉煤灰無需進(jìn)行高溫活化預(yù)處理,省去了此部分的能耗及成本。但是從粉煤灰中專門獲取硅源及鋁源工藝流程并不簡單,如若產(chǎn)業(yè)化需要做的投資范圍較大,與之匹配的人力、物力等均需要專業(yè)定制。因此多數(shù)研究者是在粉煤灰提取氧化鋁工藝過程中獲取鋁源和硅源,原料純度高、成本低,調(diào)整硅鋁比制備分子篩工藝簡單,產(chǎn)品質(zhì)量有所保證,工業(yè)化可行性較高。

3.2 性能優(yōu)化及應(yīng)用推廣

應(yīng)用推廣離不開優(yōu)異的產(chǎn)品性能。但是目前粉煤灰合成的4 A 分子篩在各方面的性能是否均滿足指標(biāo)要求幾乎未見報道,只有在物相結(jié)構(gòu)、粒度、吸附性等方面做了分析、研究,例如氨氮、COD、重金屬的吸附等,多數(shù)去除效果一般,或去除條件過于單一,適應(yīng)性較差。將分子篩產(chǎn)品改性作為協(xié)同阻燃劑的研究較為系統(tǒng),開拓了分子篩的應(yīng)用市場。

當(dāng)粉煤灰制備4 A 分子篩產(chǎn)品完全滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),就可以批量推入市場,但是產(chǎn)業(yè)化后批量的產(chǎn)品可能會導(dǎo)致供過于求,或因?yàn)榈赜?,銷售半徑等原因?qū)е聭?yīng)用受限。因此,仍然需要繼續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量,例如將粉末狀分子篩直接制備成塊狀的自支撐分子篩[14-15],或進(jìn)行改性研究[6],獲得更多優(yōu)異特性,尋求更多應(yīng)用途徑,使4 A 分子篩在高新技術(shù)、環(huán)?;さ雀鱾€領(lǐng)域發(fā)揮其自身優(yōu)勢,開拓出廣泛的銷售市場。此外包括分子篩在新領(lǐng)域應(yīng)用過程的再生問題,以及再生過程是否會帶來二次污染等問題,均需要具體研究、詳細(xì)摸索,以期達(dá)到粉煤灰制備4 A 分子篩產(chǎn)業(yè)化后的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及環(huán)保效益的共贏。

4 結(jié) 論

(1)粉煤灰水熱合成法制備4 A 分子篩工藝可以開拓粉煤灰綜合利用途徑,減少粉煤灰?guī)淼奈:Γ瑢?shí)現(xiàn)粉煤灰高值化利用。

(2)粉煤灰焙燒活化后水熱合成方式,在能耗、效率、成本之間仍需要探索機(jī)械研磨、活化劑種類、微波輔助、硅鋁源加入階段、廢液處理、陳化時間等因素的影響。建議采取粉煤灰與碳酸鈉混合研磨→微波輔助焙燒活化→微波輔助水熱合成方式制備。

(3)粉煤灰提取硅鋁源水熱合成方式,建立在粉煤灰提取化工原料過程中獲取硅鋁源,原料成本低、純度高,合成工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量好,具有產(chǎn)業(yè)化前景。

(4)合成的分子篩在性能及應(yīng)用方面需要全面、系統(tǒng)、深入研究,不斷提高產(chǎn)品性能、降低使用成本、開拓應(yīng)用范圍等,獲取經(jīng)濟(jì)、社會及環(huán)保效益共贏。

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