流化床粉煤灰合成沸石及處理含氟廢水的研究.pdf

1、流化床粉煤灰是煤粉在沸騰爐中經(jīng)過燃燒后形成的細(xì)粒分散狀殘余物，主要來源于矸石電廠。目前，對于粉煤灰沸石的合成主要集中在以煤粉爐粉煤灰為原料的合成上，而以流化床粉煤灰為原料的合成研究卻比較少。流化床粉煤灰形成溫度較低，小于1000℃，因而形成的粉煤灰主要為不規(guī)則形狀，而且具有很高的反應(yīng)活性。以流化床粉煤灰為原料合成沸石可以不進(jìn)行高溫焙燒預(yù)處理，而直接將其用于水熱合成反應(yīng)。在煤粉爐粉煤灰中含有一定量的莫來石和石英，莫來石對于沸石的形成有不利

2、影響，因此煤粉爐粉煤灰合成沸石需要經(jīng)過預(yù)處理。以粉煤灰沸石處理含氟廢水效果良好，粉煤灰沸石吸附容量大，去除率高，是很好的除氟劑。 本論文首先采用水熱合成法合成沸石分子篩，重點(diǎn)從硅鋁比、堿度、固液比、晶化時間、晶化溫度等幾個方面對沸石合成的影響進(jìn)行詳盡的考察。實(shí)驗(yàn)中一律采用較高的固液比1:5，溫度固定在95～100℃。通過加入工業(yè)水玻璃改變粉煤灰的硅鋁比，使硅鋁比由原來的A灰2.02和B灰1.73提高到3.00或3.70。發(fā)現(xiàn)A

3、灰在硅鋁比為3.00時，產(chǎn)物為X型分子篩。在該硅鋁比下，當(dāng)堿度提高到3.00M時產(chǎn)物為P型。當(dāng)把硅鋁比提高到3.70時產(chǎn)物的晶型為P型，而沒有X型沸石產(chǎn)生。B灰也具有相似的規(guī)律。堿度也是影響合成沸石的關(guān)鍵因素之一，實(shí)驗(yàn)中通過改變反應(yīng)混合物的堿度，如將堿度分為1.00、1.30、1.80、2.40、2.60、3.00M等幾個不同的濃度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低于1.00M的堿度粉煤灰不發(fā)生結(jié)晶。堿度在一定的范圍內(nèi)提高，可以提高產(chǎn)物的結(jié)晶度。當(dāng)堿度較大時

4、如：3.00M，產(chǎn)物的晶相由X型轉(zhuǎn)變?yōu)镻型。此外，粉煤灰合成沸石都有一定的誘導(dǎo)期，A灰大致為8小時，B灰為6小時，在這個時間內(nèi)產(chǎn)物基本不會結(jié)晶，當(dāng)時間延長，產(chǎn)物開始大規(guī)模結(jié)晶，在誘導(dǎo)期之后的2～4小時內(nèi)結(jié)晶度達(dá)到最高結(jié)晶度的50％以上。之后產(chǎn)物的結(jié)晶度增加緩慢。反應(yīng)時間到20～24小時結(jié)晶度基本達(dá)到最高值。堿熔融法合成與水熱合成法不同，堿熔融法預(yù)處理過的粉煤灰產(chǎn)生了一定的改變，其高堿度的焙燒樣甚至產(chǎn)生了結(jié)晶產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)中選取堿度、晶化時間

5、、晶化溫度等幾個方面進(jìn)行考察。發(fā)現(xiàn)，通過堿熔融法處理的粉煤灰活性更高，石英相減少，反應(yīng)生成產(chǎn)物的時間縮短，沸石的結(jié)晶率可以提高到75％。富鋁的粉煤灰容易生成A型分子篩，而富硅的粉煤灰容易產(chǎn)生X型分子篩。同一種粉煤灰在不同堿度下反應(yīng)得到的產(chǎn)物不同，A灰隨著堿度的提高其產(chǎn)物順序?yàn)镻→X型分子篩，B灰產(chǎn)物順序?yàn)锳型分子篩→HS(羥基方鈉石)。 沸石用于除氟必須經(jīng)過改性，載鐵改性的沸石具有較大的除氟容量和除氟率。其除氟容量可達(dá)到20m