一種利用尾礦生產(chǎn)沸石分子篩的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種尾礦資源化利用途徑，具體說(shuō)，是涉及一種利用尾礦生產(chǎn)沸石分 子篩的方法，屬于固體廢棄物資源化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我們?cè)诿刻斓纳钌a(chǎn)中都會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物，這些廢棄物不加以處置利用將 嚴(yán)重污染我們的生活環(huán)境，而且還造成大量的資源流失。例如：伴隨著選礦過(guò)程產(chǎn)生的大量 尾礦，若任其堆存會(huì)大量侵占土地，所含重金屬離子會(huì)隨雨水進(jìn)入地表水而造成水污染，同 時(shí)因其含有大量的有用元素也會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)。解決這些問(wèn)題的最佳方法是將這些 廢棄物再生利用，制備新型材料，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)"資源化"、"無(wú)害化"和"減量化"。但目前尾礦 資源化利用也僅限于作采空區(qū)填料、建筑材料等低附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。
[0003] 于洪浩等公開(kāi)了一篇文獻(xiàn)"資源化利用鐵尾礦制備全硅介孔分子篩MCM-41"，提出 用鐵尾礦為硅源、CTAB為模板劑，利用水熱合成法合成出全硅介孔分子篩MCM-41 ;呂楊公 開(kāi)了一篇文獻(xiàn)"鐵尾礦為原料制備介孔分子篩"，提出了以鐵尾礦為硅源、十六烷基三甲基 溴化銨為模板劑，采用水熱法及微波法合成介孔分子篩MCM-41的方案，但這兩篇文獻(xiàn)所制 得的介孔分子篩僅具硅氧四面體結(jié)構(gòu)。
[0004] 經(jīng)查閱，目前未見(jiàn)有利用金尾礦、鐵尾礦和釩尾礦制備沸石分子篩的報(bào)道。沸石分 子篩不僅具有硅氧四面體結(jié)構(gòu)，而且具有鋁氧四面體結(jié)構(gòu)。因此，提供一種廉價(jià)的利用尾礦 制備沸石分子篩的方法成為尾礦資源化利用和選礦廠區(qū)環(huán)境保護(hù)方面亟待解決的技術(shù)問(wèn) 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用尾礦制備沸石分子篩的方法，該方法提供了一種 尾礦資源化利用途徑，以尾礦為主要原料，采用堿熔融水熱法制備沸石分子篩，以填補(bǔ)現(xiàn)有 技術(shù)的空白，實(shí)現(xiàn)尾礦的高附加值再生利用。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007] 本發(fā)明所提供的尾礦資源化利用途徑包括以下步驟：
[0008] 1、一種利用尾礦制備沸石分子篩的方法，包括以下步驟：
[0009] 1)尾礦預(yù)處理：將尾礦經(jīng)過(guò)酸洗、高溫熔融和磁吸以除去其中的鐵相雜質(zhì)；
[0010] 2)堿熔熟料制備：稱(chēng)取堿固體顆粒與步驟1)中處理的尾礦混合并研磨均勻，再用 一定量的鋁化合物粉末加入到混合物中調(diào)節(jié)Si/Al比為1. 0~1. 8,之后置于鎳相鍋中于 680~720°C下焙燒120~180min，得到堿溶熟料；
[0011] 3)水熱合成：待步驟2)中堿溶熟料冷卻至室溫后研細(xì)，加入去離子水混合均勻并 攪拌陳化，將去離子水與堿溶熟料的液固比調(diào)至6 : 1~8 : 1，之后將混合物裝入不銹鋼 反應(yīng)釜中，在100~120°C使其在自生壓力下晶化4~6h，取出自然冷卻至室溫，過(guò)濾、洗滌 并干燥得成品分子篩。
[0012] 進(jìn)一步地，所述尾礦為選礦過(guò)程產(chǎn)生的尾礦，所述尾礦包括金尾礦、鐵尾礦或釩尾 礦；且尾礦中Si02含量不小于65wB%。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟1)中，酸洗、高溫熔融和磁吸的方法包括下述步驟：
[0014] ①酸洗：用稀鹽酸或稀硫酸，在室溫下與尾礦充分混合攪拌30min~lh，之后過(guò)濾 烘干；
[0015] ②高溫熔融：將經(jīng)過(guò)酸洗的尾礦置于馬弗爐、管式爐中在800~1200°C加熱30~ 50min；
[0016] ③磁吸：包括兩種方法：
[0017] a.將經(jīng)過(guò)高溫熔融的尾礦于磁選機(jī)中磁選至恒重；
[0018] b.將經(jīng)過(guò)高溫熔融的尾礦用磁鐵進(jìn)行吸附，直至恒重。
[0019] 進(jìn)一步地，所述將尾礦經(jīng)過(guò)酸洗、高溫熔融和磁吸以除去其中的鐵相雜質(zhì)，針對(duì)不 同的尾礦選擇其中一種或一種以上的方式進(jìn)行。
[0020] 進(jìn)一步地，所述步驟2)中，堿固體顆粒為NaOH或K0H固體顆粒。
[0021] 進(jìn)一步地，所述堿固體顆粒與處理后的尾礦按照質(zhì)量比為1:1. 2~1:1. 5比例添 加。
[0022] 進(jìn)一步地，所述步驟2)中，鋁化合物粉末為A1 (0H) 3或A1 203粉末。
[0023] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，不銹鋼反應(yīng)釜中內(nèi)襯有聚四氟乙烯內(nèi)襯。
[0024] 進(jìn)一步地，所述步驟3)中，成品分子篩采取去離子水洗滌3~5次，在烘箱中于 30~50°C干燥1~2h。
[0025] 本發(fā)明所述途徑以尾礦為主要硅源，利用水熱合成法制備沸石分子篩。是針對(duì)選 礦過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦所含有的大量二氧化硅，利用二氧化硅作為沸石分子篩的硅源，再配 以A1 (0H) 3或A1 203合成沸石分子篩，是一種高附加值的尾礦資源化利用方法。該方法制備 的沸石分子篩能夠達(dá)到商品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其比表面積達(dá)到564. 2m2/g，密度達(dá)到2.llg/ cm3。該方法制備的沸石分子篩不僅具有硅氧四面體結(jié)構(gòu)，而且具有鋁氧四面體結(jié)構(gòu)，相比 于介孔分子篩其吸附能力更強(qiáng)。
[0026] 同時(shí)，其原料為選礦廠區(qū)大量堆存的尾礦，可用于選礦廢水凈化處理、尾礦庫(kù)廢水 中重金屬的吸附，不僅能夠大量消耗堆存的尾礦，而且使得選礦廠區(qū)的環(huán)境保護(hù)成本大大 降低。本發(fā)明旨在提供一種廉價(jià)的利用尾礦制備沸石分子篩的方法以及尾礦資源化利用和 選礦廠區(qū)環(huán)境保護(hù)成本控制的解決方案。利用本發(fā)明方法制備的沸石分子篩具有明顯的社 會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三大效益。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)、完整的說(shuō)明。
[0028] 本發(fā)明利用尾礦制備沸石分子篩的方法，步驟如下：
[0029] 1)尾礦預(yù)處理：將選礦過(guò)程產(chǎn)生的尾礦經(jīng)過(guò)酸洗、高溫熔融和磁吸以除去其中的 鐵相雜質(zhì)。
[0030] 其中，尾礦包括金尾礦、鐵尾礦或釩尾礦；且尾礦中Si02含量不小于65wB%。見(jiàn)下 述表1所列尾礦選礦標(biāo)準(zhǔn)。
[0031] 酸洗、高溫熔融和磁吸的方法步驟如下：
[0032] ①酸洗：用稀鹽酸或稀硫酸，在室溫下與尾礦充分混合攪拌30min~lh，之后過(guò)濾 烘干；
[0033] ②高溫熔融：將經(jīng)過(guò)酸洗的尾礦置于馬弗爐、管式爐中在800~1200°C加熱30~ 50min；
[0034] ③磁吸：包括兩種方法一一a.將經(jīng)過(guò)高溫熔融的尾礦于磁選機(jī)中磁選至恒重； b.將經(jīng)過(guò)高溫熔融的尾礦用磁鐵進(jìn)行吸附，直至恒重。
[0035] 針對(duì)不同的金尾礦、鐵尾礦或釩尾礦，上述酸洗、高溫熔融和磁吸的過(guò)程可以采取 選擇其中一種或一種以上的方式進(jìn)行，已達(dá)到除去其中的鐵相雜質(zhì)的目的。
[0036] 2)堿熔熟料制備：稱(chēng)取堿固體顆粒NaOH或K0H按照質(zhì)量比為1:1. 2~1:1. 5比例 與步驟1)中處理的尾礦混合并研磨均勻，再用一定量的鋁化合物粉末ai(oh)3Sai2o3WA 到混合物中調(diào)節(jié)Si/Al比為1. 0,之后置于鎳相鍋中于680~720°C下焙燒120~180min， 得到堿溶熟料。
[0037] 3)水熱合成：待步驟2)中堿溶熟料冷卻至室溫后研細(xì)，加入去離子水混合均勻并 攪拌陳化，將去離子水與堿溶熟料的液固比調(diào)至6 : 1~8 : 1，之后將混合物裝入訂做的 有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在100~120°C使其在自生壓力下晶化4~6h，取出 自然冷卻至室溫，過(guò)濾、用去離子水洗滌3~5次，在烘箱中于30~50°C干燥1~2h，得符 合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的成品分子篩。
[0038] 下面給出具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0039] 實(shí)施例采用本發(fā)明所述途徑，S卩：沸石分子篩制備步驟，采用不同的尾礦和工藝參 數(shù)制得兩組不同的沸石分子篩樣品。
[0040] 實(shí)施例1 :
[0041] 利用金尾礦制備沸