一种利用尾矿制备4a分子筛的方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于娃酸盐化合物领域，设及一种利用尾矿制备4A分子筛的方法及其应 用。
【背景技术】
[0002] 4A分子筛是一种立方体结晶态的碱金属娃侣酸盐，由娃氧四面体和侣氧四面体通 过氧桥键相连而形成得具有孔道和空腔的多孔材料。运种特殊的骨架结构常带负电，金属 阳离子为平衡电荷，分布于骨架结构的孔道和笼之中，具有较大的可移动性，在溶液中，可 进行阳离子交换，降低水中有害重金属含量。在铅冶炼行业，常产生大量的含铅废水，含铅 废水具有致崎、致突和致癌的危害，利用分子筛处理含铅废水将是其一个新的发展方向。
[0003] 工业中合成4A分子筛的原料多为化学纯的娃酸钢和氨氧化侣，价格昂贵，原料成 本高。4A分子筛合成过程中所需要的元素多为尾矿和贫矿中含量很多的成分，如Si化和 Al2〇3,是分子筛合成的主要原料，目前利用高岭±和粉煤灰合成分子筛的报道也逐渐进入 人们的视野。我国尾矿产量和堆积量巨大，对环境和安全产生严重威胁，有效的利用尾矿合 成分子筛将带来环境和经济的双重效益。利用合成的分子筛处理含铅废水达到W废治废的 目的。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用尾矿制备4A分子筛，再利用合 成分子筛处理含铅废水，并对处理后的分子筛进行回收利用。充分利用尾矿资源，实现废弃 物的资源化利用，降低生产成本，利用合成的分子筛处理含铅废水，实现W废治废的目标。 本发明旨在利用含娃尾矿制备分子筛，利用合成的分子筛处理含铅废水，并回收分子筛的 用尾矿制备4A分子筛的方法及应用和回收工艺。 阳0化]本发明的技术方案是：一种用尾矿制备4A分子筛的方法，该方法将尾矿磨至一定 粒度后，再与一定量固体NazCOs和固体Al(OH) 3混合，经高溫碱烙-加水陈化-加热结晶-洗 涂烘干，得到具有立方体晶型结构，颗粒分布均匀的4A分子筛。
[0006] 该方法的具体包括W下步骤：
[0007] 步骤1.高溫碱烙：将一定量的尾矿磨至325目，与一定的固体胞2〇)3和固体 Al(OH)3混合，置于相蜗内再高溫加热反应，加热溫度为840-860°C，加热并保溫1. 8-2.化， 得到矿样，备用； 阳00引步骤2.加水陈化：步骤1得到的矿样加水揽拌陈化25-35min;其中，矿样与水质 量比为1:5-1:10 ;
[0009] 步骤3.加热结晶：上述后的矿样置于反应蓋中，溫度为100°C-120。时间为 3-化；
[0010] 步骤4 :洗涂干燥：上述步骤后的矿样用水洗涂过滤，在溫度为45-60°C下干燥化， 即得到具有立方体晶型结构，颗粒分布均匀的4A分子筛。
[0011] 进一步，所述步骤I中：碳酸钢与尾矿中的二氧化娃质量比为1:0.8-1:1.2,尾矿 中的二氧化娃与氧化侣摩尔比为2。
[0012] 进一步，所述尾矿中Si化含50%W上，Al2〇3含5% -20%及化2〇3及其它少量K2〇、 化0、MgO,和Ti、P、化等微量元素的杂质。
[0013] 进一步，所述具有立方体晶型结构，颗粒分布均匀的4A分子筛的吸附容量为 100mg/g-200mg/g〇
[0014] 一种上述方法制备的4A分子筛在处理含铅废水中应用，将上述合成的分子筛处 理含铅废水适宜条件为抑为4. 6,处理时间为IOsW内，吸附容量为150-200mg/g。处理过 程为：取0. 12g分子筛处理lOOmg/L的含铅废水200ml，比后测定铅离子浓度，铅离子浓度 降到0. 5mg/LW下，达到国家排放标准。
[0015] 合成分子筛处理含铅废水后回收方法为：利用饱和化Cl溶液对分子筛进行解析， 再过滤烘干回收分子筛，回收效果第一遍92%W上，第二遍及第=遍达到99%W上；利用 饱和化S溶液与过滤液反应回收重金属铅。分子筛解析条件为常溫500ml饱和化Cl溶液 解析Ig分子筛30min。
[0016] 利用XRD，SEM等一系列表征手段对合成分子筛进行表征，表现出结晶良好，形貌 为正四面体微米级4A分子筛。利用ICP对含铅废水进行检测，表现出很好的铅离子去除效 果，合成分子筛的离子交换能力强，重复利用率好。
[0017] 本发明的优点在于：（1)合成分子筛的主要原料为尾矿，含娃高，很多尾矿成分及 含量与之类似，合成分子筛实现W废治废的目的；（2)合成的4A分子筛离子交换性能好含 铅废水具有很好的处理效果，IOsW内即可快速去除铅离子且；（3)合成的4A分子筛回收 效果好，具有很好的重复用性能；(4)合成过程中，在高溫碱烙前加入Al(0H)3,可W使得碱 烙过程中生成分子筛合成所需的原料NaAlSi〇4,有利于降低水解的时间W及所需要的用水 量。
【附图说明】
[0018] 图1 :W尾矿制备4A分子筛处理含铅废水并回收工艺图。
[0019] 图2 :W尾矿制备4A分子筛邸D图。
[0020] 图3 :W尾矿制备4A分子筛沈M图。
[0021] 图4 :W尾矿制备4A分子筛粒度分析图。
[0022] 图5 :合成分子筛回收重复利用效果图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
[0024] 实施例1 : 阳0巧]原料为尾矿，主要含有Si02,A1203,少量的化、K、Ca、Mg、Ti、P、化等元素，主要的 化学成分如下（％Wt):
[0026]
[0027] 利用尾矿合成4A分子筛步骤：
[0028] 高溫碱烙：将尾矿磨至325目，与一定的固体化2C03和固体Al(OH) 3混合，置于 相蜗内再高溫加热反应。加热溫度为855°C，加热并保溫化，碳酸钢与二氧化娃质量比为 1:1. 2,二氧化娃与氧化侣摩尔比为2。
[0029] 加水陈化：上述步骤后的矿样加水揽拌陈化20h。矿与水质量比为1:8。
[0030] 加热结晶：上述后的矿样置于反应蓋中，加热并保溫一定时间。溫度为l〇〇°C，时 间为化。
[0031] 洗涂干燥：上述步骤后的矿样用水洗涂过滤，50°C干燥化。 阳03引将合成的分子筛进行邸D、SEM检测W及粒度分析，XRD检测结果表明其为4A分子 筛，纯度较高。沈M显示合成分子筛主要为立方体晶型结构，结晶效果，颗粒分布均匀。粒度 检测结果显示合成分子筛粒度为微米级，平均粒径为5ym。
[0033] 将上述合成的分子筛处理含铅废水适宜条件为抑为4. 6,处理时间为IOsW内，吸 附容量为150mg/g。处理过程为：取0. 12g分子筛处理lOOmg/L的含铅废水200ml，比后测 定铅离子浓度，铅离子浓度降到0. 5mg/LW下，达到国家排放标准。
[0034] 将处理后的分子筛，进行解析回收，步骤为：
[0035] 取合成分子筛分子筛0. 24g，处理200mg/L的含铅废水200ml，吸附lOmin，测溶液 浓度。将加入分子筛的废水过滤，取适量化Cl饱和溶液，冲洗分子筛，再过滤洗涂，60°C下 烘干5小时备用。
[0036] 将化Cl饱和溶液洗涂后过滤液中加入足量的化S固体，形成黑色沉淀后，过滤回 收化S固体。
[0037] 将解析后的分子筛处理同浓度同体积的二价铅，吸附比后，测溶液浓度，共重复4 遍。
[0038] 洗涂液利用化S溶液洗涂，过滤回收化S固体。
[0039] 利用ICP测定溶液中铅离子的含量，结果显示第一次分子筛重复利用效果为原始 的71. 2%，第二次分子筛的利用效果为第一次的99. 9%，第=次为第二次的93. 8%，表现 出良好的重复利用效果。 W40] 实施例2 :
[0041] 原料为尾矿，主要含有Si02,A1203,少量的化、K、Ca、Mg、Ti、P、化等元素，主要的 化