一種以釩渣為原料制備沸石4a及釩鈦催化劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法，涉及環(huán)境、材料、化工【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法包括以下步驟：首先將釩渣與硫酸加熱反應(yīng)，得到浸出液和浸出渣，浸出液經(jīng)氧化、調(diào)節(jié)pH值等步驟，制得釩鈦催化劑；浸出渣經(jīng)堿融、水熱反應(yīng)制備沸石4A。本發(fā)明使用的原料價(jià)格低廉、工藝流程簡單、渣量少、產(chǎn)品的附加值高。
【專利說明】 —種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境、材料、化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]沸石4A屬于立方晶系，晶胞組成為Na12 (Al12Si12O48).27H20，其骨架由硅氧[S14]4_四面體和鋁氧[AlO4] 5_四面體兩種最基本的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，八元環(huán)是沸石4A的主窗口，平均孔徑為4A。沸石4A具有獨(dú)特的吸附性能、陽離子交換性，被廣泛用于吸附水、甲醇、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳等氣體。
[0003]通常情況下，沸石4A主要是利用化工原料通過傳統(tǒng)的水熱法合成的，該工藝易受原料來源的制約，原料價(jià)格高，合成的沸石4A的成本仍然較高。因此，使用廉價(jià)礦物原料合成沸石4A具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值，引起研究者的廣泛關(guān)注。但迄今為止，還未見以釩渣為原料制備沸石4A的相關(guān)報(bào)道。
[0004]本發(fā)明首先將釩渣與硫酸混合均勻，經(jīng)加熱反應(yīng)，得到浸出渣和浸出液，以浸出渣為硅原料采用堿融水熱法制備沸石4A，而浸出液經(jīng)氧化、調(diào)節(jié)pH值等步驟，最終制得釩鈦催化劑，從而實(shí)現(xiàn)了釩渣的高附加值綜合利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是提供一種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法的，使用的原料價(jià)格低廉、渣量少、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品附加值高。
[0006]優(yōu)點(diǎn)及效果
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果如下:
本發(fā)明以釩渣為原料，成功制備了沸石4A和釩鈦催化劑，使用設(shè)備簡單、渣量少、不造成二次污染，對實(shí)現(xiàn)釩渣的高附加值綜合利用具有重要的實(shí)際意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
Cl)將釩渣與質(zhì)量濃度為40?80%的硫酸按液固比2?4:1混合，加熱至9(Tl40°C反應(yīng)l?4h，過濾得到浸出液和浸出渣；
(2)將步驟(I)中得到的浸出渣與NaOH按鈉硅摩爾比n(Na2O) Ai(S12)為2.5?4:1混合均勻，在50(T650°C溫度下堿融反應(yīng)l?3h，向堿融產(chǎn)物中按硅鋁摩爾比n (S12) Ai(Al2O3)為1.5^3:1和水鈉摩爾比n (H2O)/n(Na20)為3(Tl00:1的量加入鋁源和水，得到懸浮液； (3)將步驟(2)得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于6(Tl00°C晶化6?24h，冷卻至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得沸石4A ；
(4)向步驟(I)得到的浸出液中逐滴加入雙氧水直至溶液呈紅色，然后邊攪拌邊滴入碳酸氫銨溶液直至體系的PH值達(dá)到3.5，過濾得到濾渣，將濾渣置于高溫爐中，在50(T70(TC焙燒f3h，最終制得釩鈦催化劑。步驟(2)中所述的鋁源包括鋁酸鈉和三氧化二鋁。步驟
(4)中所述的制得沸石4A的純度為80%以上。
[0009]實(shí)施例1
將釩渣與質(zhì)量濃度為40%的硫酸按液固比4:1混合，加熱至140°C反應(yīng)lh，過濾得到浸出液和浸出渣。將得到的浸出渣與NaOH按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為2.5:1混合均勻，在650°C溫度下堿融反應(yīng)lh，向堿融產(chǎn)物中按硅鋁摩爾比n (S12) Ai(Al2O3)為1.5:1和水鈉摩爾比n(H2O) Ai(Na2O)為30:1的量，加入鋁酸鈉和水，得到懸浮液。然后，將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于60°C晶化24 h，冷卻至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得沸石4A。
[0010]向浸出液中逐滴加入雙氧水直至溶液呈紅色，然后邊攪拌邊滴入碳酸氫銨溶液直至體系的PH值達(dá)到3.5，過濾得到濾渣，將濾渣置于高溫爐中，在500°C下焙燒3h，最終制得釩鈦催化劑。
[0011]實(shí)施例2
將釩渣與質(zhì)量濃度為50%的硫酸按液固比3:1混合，加熱至130°C反應(yīng)2h，過濾得到浸出液和浸出渣。將得到的浸出渣與NaOH按鈉硅摩爾比n(Na2O) Ai(S12)為3:1混合均勻，在550°C溫度下堿融反應(yīng)3h，向堿融產(chǎn)物中按硅鋁摩爾比n(S12) Ai(Al2O3)為2:1和水鈉摩爾比n(H2O) Ai(Na2O)為50:1的量，加入三氧化二鋁和水，得到懸浮液。然后，將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于70°C晶化24 h，冷卻至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得沸石4A。
[0012]向浸出液中逐滴加入雙氧水直至溶液呈紅色，然后邊攪拌邊加入碳酸氫銨溶液直至體系的PH值達(dá)到3.5，過濾得到濾渣，將濾渣置于高溫爐中，在600°C下焙燒2h，最終制得釩鈦催化劑。
[0013]實(shí)施例3
將釩渣與質(zhì)量濃度為60%的硫酸按液固比2:1混合，加熱至120°C反應(yīng)3h，過濾得到浸出液和浸出渣。將得到的浸出渣與NaOH按鈉硅摩爾比n(Na2O) Ai(S12)為4:1混合均勻，在500°C溫度下堿融反應(yīng)3h，向堿融產(chǎn)物中按硅鋁摩爾比n(S12) Ai(Al2O3)為3:1和水鈉摩爾比n(H2O) Ai(Na2O)為80:1的量，加入鋁酸鈉和水，得到懸浮液。然后，將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于80°C晶化12 h，冷卻至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得沸石4A。
[0014]向浸出液中逐滴加入雙氧水直至溶液呈紅色，然后邊攪拌邊加入碳酸氫銨溶液直至體系的PH值達(dá)到3.5，過濾得到濾渣，將濾渣置于高溫爐中，在700°C下焙燒lh，最終制得釩鈦催化劑。
[0015]實(shí)施例4
將釩渣與質(zhì)量濃度為80%的硫酸按液固比2:1混合，加熱至90°C反應(yīng)4h，過濾得到浸出液和浸出渣。將得到的浸出渣與NaOH按鈉硅摩爾比n (Na2O) Ai(S12)為3.5:1混合均勻，在650°C溫度下堿融反應(yīng)lh，向堿融產(chǎn)物中按硅鋁摩爾比n (S12) /n (Al2O3)為2.5:1和水鈉摩爾比n(H2O)/n(Na2O)為100:1的量，加入三氧化二鋁和水，得到懸浮液。然后，將得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于100°C晶化6 h，冷卻至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得沸石4A。
[0016] 向浸出液中逐滴加入雙氧水直至溶液呈紅色，然后邊攪拌邊加入碳酸氫銨溶液直至體系的PH值達(dá)到3.5，過濾得到濾渣，將濾渣置于高溫爐中，在650°C下焙燒2h，最終制得釩鈦催化劑。
【權(quán)利要求】
1.一種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法，其特征包括如下步驟: Cl)將釩渣與質(zhì)量濃度為40?80%的硫酸按液固比2?4:1混合，加熱至9(Tl40°C反應(yīng)l?4h，過濾得到浸出液和浸出渣； (2)將步驟(I)中得到的浸出渣與NaOH按鈉硅摩爾比n(Na20)Ai(S12)為2.5^4:1混合均勻，在50(T65(TC堿融反應(yīng)I?3h，向堿融產(chǎn)物中按硅鋁摩爾比n (S12) Ai(Al2O3)為1.5?3:I和水鈉摩爾比n (H2O) Ai(Na2O)為3(Tl00:1的量加入鋁源和水，得到懸浮液； (3)將步驟(2)得到的懸浮液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中于6(Tl00°C晶化6?24h，冷卻至室溫，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得沸石4A ； (4)向步驟(I)得到的浸出液中逐滴加入雙氧水直至溶液呈紅色，然后邊攪拌邊加入碳酸氫銨溶液直至體系的PH值達(dá)到3.5，過濾得到濾渣，將濾渣置于高溫爐中，在50(T700°C焙燒Hh，最終制得釩鈦催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的鋁源包括鋁酸鈉和三氧化二鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以釩渣為原料制備沸石4A及釩鈦催化劑的方法，其特征在于:步驟(4)中所述沸石4A的純度為80%以上。
【文檔編號】C01B39/14GK104291354SQ201310305199
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月20日
【發(fā)明者】杜濤, 劉麗影, 車帥, 張鑫莆, 汪斌 申請人:東北大學(xué)