專利名稱：一種以粉煤灰為原料制備鉀霞石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉煤灰資源化深加工利用領(lǐng)域，尤其涉及一種粉煤灰為原料制 備鉀霞石的方法。
背景技術(shù)：
催化劑活性組分與烴類或其衍生物接觸容易產(chǎn)生積碳，導(dǎo)致催化劑鈍化。 因此，工業(yè)上應(yīng)用的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑除了要求有好的活性、強(qiáng)度和穩(wěn)定性 外，還特別要求有好的抗積碳性能。另外，強(qiáng)酸性中心的催化劑較強(qiáng)堿性的催 化劑易于結(jié)焦，因此在催化劑中添加堿金屬助劑，其他氧化物修飾的助劑或弱 堿性物質(zhì)有利于催化反應(yīng)。在催化劑制備過程中添加堿性組份鉀不僅可以抑制 烴類裂解反應(yīng)；同時(shí)，在轉(zhuǎn)化過程中鉀是流動(dòng)的，可以均勻分布在催化劑表面 中和催化劑的酸性中心，促進(jìn)碳的氣化反應(yīng)。鉀霞石作為一種硅酸鹽類礦物， 由于其晶格中的鉀高溫不易流失，己被開發(fā)成催化劑助劑，適用于烴類蒸汽轉(zhuǎn) 化制氫、乙苯脫氫制苯乙烯以及合成氨等石油化工行業(yè)。
粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠排放的固體廢物，已成為我國累積堆貯 量和占用耕地最多的工業(yè)廢物之一，既占用大量耕地，也對(duì)土壤、水資源和空 氣造成了污染。尋找新型粉煤灰資源化利用技術(shù)刻不容緩。以粉煤灰為原料合 成催化劑助劑鉀霞石，不僅有助于提供鉀霞石合成的新方法，同時(shí)還可達(dá)到對(duì) 固廢粉煤灰的資源化利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以粉煤灰為原料制備鐘霞 石的方法。
以粉煤灰為原料制備鉀霞石的方法包括如下步驟
1) 將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；
2) 磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1: 0.1 0.3的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐 的坩鍋中，升溫至850 1000。C，恒溫焙燒l 2h;
3) 按固液比1: 1 5向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中加入0.5 1.5M的酸，酸溶1 2 h;酸溶過程中按固液比l: 0.1 0.5加入0.1 0.5M的螯合劑并不斷攪拌；
4) 酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；
5) 按固液比1: 2 5向粉煤灰預(yù)處理樣中加入1 3 M的氫氧化鉀溶液， 并置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至120 180°C，水熱反應(yīng)8 12h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到鉀霞石。
所述的酸為鹽酸、硫酸或硝酸。所述的螯合劑為乙二胺四乙酸、擰檬酸、 草酸、酒石酸、乳酸或其鈉鹽。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較所具有的優(yōu)點(diǎn)是原料便宜易得，成本低；制備的鉀 霞石化學(xué)成分均一、熱穩(wěn)定性好；同時(shí)可達(dá)到對(duì)固體廢棄物粉煤灰的資源化利 用，具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙重效益。


圖1是實(shí)施例1合成鉀霞石的XRD圖； 圖2是實(shí)施例1合成鉀霞石的SEM圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明粉煤灰預(yù)處理的目的是使粉煤灰活化，去除炭質(zhì)有機(jī)物和鐵質(zhì)，同 時(shí)盡可能地將硅鋁化合物保留。預(yù)處理中的磁選主要是去除磁鐵礦等富鐵質(zhì)。 焙燒是將粉煤灰中的硅鋁物質(zhì)在高溫和氫氧化鉀助熔條件下分解為合成鉀霞石 所需的活性硅鋁化合物，同時(shí)為后續(xù)水熱合成過程提供必要的堿性環(huán)境。另外， 通過焙燒可使炭質(zhì)有機(jī)物燒失，提高產(chǎn)品白度。加入螯合劑可與鐵質(zhì)反應(yīng)進(jìn)一 步提純除雜。
本發(fā)明結(jié)合以下實(shí)例作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于實(shí)施例中 所涉及的內(nèi)容。 實(shí)施例1
1) 將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；
2) 磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1: 0.1的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩鍋 中，升溫至850。C，恒溫焙燒lh;
3) 向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中按固液比l: 1加入0.5M的酸，酸溶lh;酸溶過 程中按固液比1: 0.1加入0.1 M的乙二胺四乙酸二鈉并不斷攪拌；
4) 酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；
5) 稱取粉煤灰預(yù)處理樣，按固液比l: 2加入1 M的氫氧化鉀溶液，將反 應(yīng)混合物置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至120。C，水熱反應(yīng)8h，經(jīng)過濾、洗滌、 干燥得到鉀霞石，其XRD圖見圖1， SEM圖見圖2。
實(shí)施例2
1) 將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；
2) 磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1: 0.3的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩 鍋中，升溫至1000。C，恒溫焙燒2h;3) 向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中按固液比l: 2加入1.5M的酸，酸溶2h;酸溶過 程中按固液比l: 0.5加入0.5M的草酸鈉并不斷攪拌；
4) 酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；
5) 稱取粉煤灰預(yù)處理樣，按固液比l: 2加入3 M的氫氧化鉀溶液，將反 應(yīng)混合物置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至180。C，水熱反應(yīng)12h，經(jīng)過濾、洗滌、 干燥得到鉀霞石。
實(shí)施例3
1) 將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；
2) 磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1: 0.2的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩 鍋中，升溫至900。C，恒溫焙燒1.5h;
3) 向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中按固液比l: 3加入1M的酸，酸溶1.5h;酸溶過 程中按固液比l: 0.2加入0.3M的檸檬酸鈉并不斷攪拌；
4) 酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；
5) 稱取粉煤灰預(yù)處理樣，按固液比l: 2加入2 M的氫氧化鉀溶液，將反 應(yīng)混合物置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至160。C，水熱反應(yīng)10h，經(jīng)過濾、洗滌、 干燥得到鉀霞石。
實(shí)施例4
1) 將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；
2) 磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1: 0.1的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩 鍋中，升溫至950。C，恒溫焙燒lh;
3) 向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中按固液比l: 5加入0.8M的酸，酸溶1.5h;酸溶 過程中按固液比1: 0.3加入0.2M的檸檬酸鈉并不斷攪拌；
4) 酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；
5) 稱取粉煤灰預(yù)處理樣，按固液比l: 2加入L5M的氫氧化鉀溶液，將反 應(yīng)混合物置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至140。C，水熱反應(yīng)10h，經(jīng)過濾、洗滌、 干燥得到鉀霞石。
實(shí)施例5
1) 將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；
2) 磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1: 0.2的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩 鍋中，升溫至1000。C，恒溫焙燒1.5h;
3) 向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中按固液比l: 3加入1M的酸，酸溶2h;酸溶過程 中按固液比l: 0.3加入0.2M的酒石酸鈉并不斷攪拌；
54) 酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；
5) 稱取粉煤灰預(yù)處理樣，按固液比h 2加入1.8M的氫氧化鉀溶液，將反 應(yīng)混合物置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至150。C，水熱反應(yīng)9h，經(jīng)過濾、洗滌、 干燥得到鉀霞石。
權(quán)利要求
1.一種以粉煤灰為原料制備鉀霞石的方法，其特征在于包括如下步驟1)將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；2)磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1∶0.1～0.3的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩鍋中，升溫至850～1000℃，恒溫焙燒1～2h；3)按固液比1∶1～5向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中加入0.5～1.5M的酸，酸溶1～2h；酸溶過程中按固液比1∶0.1～0.5加入0.1～0.5M的螯合劑并不斷攪拌；4)酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；5)按固液比1∶2～5向粉煤灰預(yù)處理樣中加入1～3M的氫氧化鉀溶液，并置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱至120～180℃，水熱反應(yīng)8～12h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到鉀霞石。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種以粉煤灰為原料制備鉀霞石的方法，其特征在于所述的酸為鹽酸、硫酸或硝酸。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種以粉煤灰為原料制備鉀霞石的方法，其特征在于所述的螯合劑為乙二胺四乙酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、乳酸或其鈉鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以粉煤灰為原料制備鉀霞石的方法。包括如下步驟1)將粉煤灰烘干，干法梯度磁選；2)磁選后的粉煤灰和氫氧化鉀按1∶0.1～0.3的質(zhì)量比混合，置于馬弗爐的坩鍋中，升溫，恒溫焙燒；3)按固液比1∶1～5向粉煤灰焙燒產(chǎn)物中加入酸，酸溶1～2h；酸溶過程中按固液比1∶0.1～0.5加入螯合劑并不斷攪拌；4)酸溶結(jié)束后，將濾渣過濾、洗滌、干燥得到粉煤灰預(yù)處理樣；5)按固液比1∶2～5向粉煤灰預(yù)處理中加入氫氧化鉀溶液，并置于不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，加熱，水熱反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)物鉀霞石。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)成本高、產(chǎn)品化學(xué)成分不均一等缺點(diǎn)；同時(shí)達(dá)到對(duì)固體廢棄物粉煤灰的資源化利用，具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙重效益。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101602511SQ200910100769
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者瑛 葉, 夏枚生, 姚志通, 路 張, 戴凌青, 李海晏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)