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活性。以流化床粉煤灰為原料合成沸石可以不進行高溫焙燒預處理，而直接將其用于水熱合成反應。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行詳盡的考察。實驗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，當堿度提高到3.00M時產(chǎn)物為P型。當把硅鋁比提高到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鍵因素之一，實驗中通過改變反應混合物的堿度，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。實驗發(fā)現(xiàn)低于1.00M的堿度粉煤灰不發(fā)生結晶。堿度在一定的范圍內(nèi)提高，可以提高產(chǎn)物的結晶度。當堿度較大時

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

5、、晶化溫度等幾個方面進行考察。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，反應生成產(chǎn)物的時間縮短，沸石的結晶率可以提高到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得到的產(chǎn)物不同，A灰隨著堿度的提高其產(chǎn)物順序為P→X型分子篩，B灰產(chǎn)物順序為A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。其除氟容量可達到20m