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天津11选5影响粉煤灰沸石合成的因素

发布时间:2019-08-28     浏览次数:5929

粉煤灰的主要化学成分是SiO2和Al2O3,此外还含有少量的Fe2O3,CaO,MgO和未燃尽炭。其具体组成与煤的产地、燃烧温度等因素有关。粉煤灰的化学组成和性质与火山灰相似,火山灰是形成天然沸石的前驱体。利用粉煤灰合成沸石是资源有效利用的途径之一,近年来受到了人们的广泛关注。


影响粉煤灰沸石合成的因素:

1、液固比

液固比指碱液的体积与粉煤灰的质量比,比值大则产量高,但耗水量大,反应所产生的废液也多。同时液固比的大小也影响反应时间的长短,通常液固比在1~20mL/g。

2、碱的种类及浓度

碱的种类和浓度是影响粉煤灰中Si和Al物种的溶解、产物的晶型和产量的重要因素。在实验中比较了不同碱液和碱的浓度对Si提取量的影响。研究表明,在相同条件下NaOH比Na2CO3和KOH具有更高的硅提取量和转化率;NaOH浓度会影响产物晶型,当NaOH浓度小于2mol/L时,产物中P型沸石随着NaOH浓度的增加而增加,当NaOH浓度大于3mol/L后,羟基方钠石开始出现,这表明碱度过高不利于沸石的生成而利于方钠石的生成。

3、硅铝比

粉煤灰沸石的晶型在一定程度上与粉煤灰本身的特性有关,研究表明,在相同反应条件下,富铝的粉煤灰容易生成A型沸石,而富硅的粉煤灰易生成P和X型沸石。向两步法滤液中添加硅、铝盐,使n(SiO2)/n(Al2O3)在1.0~7.3变化,85℃下反应24h得到沸石产物。研究表明:当n(SiO2)/n(Al2O3)=1~2.0时,产物为单一Na-A沸石,当n(SiO2)/n(Al2O3)>2.5时,产物中开始出现Na-X,随着硅铝比的增加,产物中Na-X的含量增加而Na-A含量减少,当n(SiO2)/n(Al2O3)=7.3时,产物为单一的Na-X沸石。

4、反应温度与反应时间


反应温度也是影响沸石合成的重要因素,一般来说,升温可以促进粉煤灰中固相溶解及液相浓度的增加,加速沸石晶体的生成。高硅沸石的合成温度一般为150~200℃,中低硅沸石合成温度在150℃以下。沸石合成过程必须控制好反应时间,时间太长则晶粒增大,同时还容易出现杂晶(A,X,Y转化成P型沸石,进而转化为方钠石)。粉煤灰沸石的合成时间一般为3~48h。一般来说温度高则需要的反应时间短;温度低则需要的反应时间长。为了获得纯度高的沸石,采用变温的方法在较短时间内合成出了纯A型沸石。这种变温合成方式与普通的两步合成法相比,不但缩短了反应时间,同时也避免了由于反应时间过长导致的杂晶产生现象。

影响粉煤灰沸石合成的因素主要有粉煤灰种类、碱液的量及浓度、反应温度、反应时间等。如何优化合成工艺条件,从而经济、高效地从粉煤灰中合成出高纯度沸石也是进一步研发的方向之一。

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