[发明专利]以杭锦2#土为原料制备分子筛的方法及制得的分子筛

说明书

技术领域

本发明涉及一种分子筛的制备方法及采用该方法制得的分子筛，尤其是一种以杭锦2#土为原料制备分子筛的方法以及由此方法制得的P型沸石分子筛，可以实现杭锦2#土的综合利用。

背景技术

杭锦2#土是上世纪90年代末，发现于内蒙古自治区鄂尔多斯市杭锦旗的一种以凹凸棒石、伊利石、绿泥石、长石、方解石为主要矿物组合的、含稀土元素的新型复合性粘土。初步探查储量为825万吨，普查储量3.4亿吨，集中分布在20至30平方公里内，远景储量为10亿吨。杭锦2#土呈棕红色，浸水泥浆呈“果冻样”，难以脱水，自然粒度较小，比表面积大，具有很好的吸附性、离子可交换性与脱水性能，在吸附剂材料开发方面有良好的前景，应用十分广泛。例如目前已有直接活化后作为吸附剂使用、与树脂合成制成复合高吸水树脂使用、聚合硫酸铝制成复合吸附剂使用等多种使用方法，但是目前尚没有合成分子筛的应用。

目前人工合成的分子筛通常是采用硅酸钠等工业原料制备的，原料来源有限，且成本巨大，而杭锦2#土中50%～70%左右的化学组分为SiO₂和Al₂O₃，具有用于制备分子筛的基础条件，如果用于分子筛的制备，不仅可以扩大原料来源，还能降低分子筛的制备成本，合成后剩余的残渣还可用于提取稀土和重金属元素，一举多得。但是，目前采用杭锦2#土制备沸石分子筛的技术还不够完善，尤其是还没有采用杭锦2#土制备高纯度P型沸石分子筛的相关技术。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种以杭锦2#土为原料制备分子筛的方法以及制得的P型沸石分子筛，本发明的方法简单易行，且可以增加制备分子筛材料的来源，还可以降低分子筛的制备成本，另外，杭锦2#土合成分子筛之后剩余的残渣还可用于提取稀土和重金属元素，有利于实现对杭锦2#土的综合利用，并且，采用杭锦2#土为原料制备的P型沸石分子筛具有良好的性能，尤其是对于COD含量较高难以处理的污水的处理效果良好。

本发明采用的主要技术方案是：

一种以杭锦2#土为原料制备分子筛的方法，以杭锦2#土为原料，以氢氧化钠为活化剂采用碱熔融法制备分子筛，具体步骤包括：（1）将杭锦2#土和氢氧化钠按一定比例混合后焙烧活化；（2）将焙烧得到的焙烧产物研磨后与水混合或直接与水混合制成混合液，混合液过滤得滤液或不过滤，通过添加或不添加硫酸铝调整混合液或滤液的硅铝原子摩尔比为2.5～6.0；（3）将步骤（2）中制得的硅铝原子摩尔比符合要求的混合液或滤液晶化。

优选为，步骤（1）中的杭锦2#土和氢氧化钠的质量比可以为1：1.3～1.3：1，焙烧活化的具体工艺可以为：在500℃～600℃下恒温焙烧90分钟±10分钟。

优选为，步骤（2）中焙烧产物与水可以按照液固质量比6：1～4：1混合，优选为5:1，与水混合时的焙烧产物的目数可以为80目～800目。

优选为，上述任一种所述的方法，步骤（2）中的混合液可以先在60℃～80℃下持续搅拌或非持续搅拌3小时～5小时，搅拌速度为250转/分钟～350转/分钟，优选为以300转/分钟的速度搅拌4小时，然后过滤，过滤后在滤液中加入硫酸铝来调整滤液中硅铝原子摩尔比，过滤所得的滤渣可以作为制备稀土和/或提取重金属的原材料。

优选为，所述硫酸铝可以为十八水硫酸铝，所述十八水硫酸铝固体的添加量可以为杭锦2#土重量的20%～35%。

优选为，所述十八水硫酸铝可以先制成质量分数为60%～70%的硫酸铝溶液再添加，添加之后可以在常温（如室温，如23℃±2℃）下持续搅拌或非持续搅拌25分钟～35分钟，搅拌速度可以为250转/分钟～350转/分钟，优选为以300转/分钟的速度搅拌30分钟。

优选为，上述任一种所述的方法，步骤（3）中晶化的具体工艺可以为：在120℃～140℃下晶化4小时～5小时。

优选为，步骤（3）之后还包括步骤（4）：对晶化产物进行过滤、洗涤、干燥，具体工艺为过滤后用水洗至pH值(指最后一次水洗液的pH值)为9～11，再在100℃～120℃下烘干，制得所述分子筛，优选为用水洗至pH值为10，在110℃下烘干。

优选地，在上述任一种所述的方法中，所述杭锦2#土中SiO₂的含量可以为40%～65%。

一种分子筛，可以采用上述任意一种所述的方法制得，所述分子筛为P型沸石分子筛。所述P型沸石分子筛的纯度通常在90%以上。

本发明的有益效果是：