【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及沸石制備領域，具體涉及利用鋰渣制備方沸石的方法。
技術介紹
1、鋰渣是鋰礦石提取碳酸鋰及氫氧化鋰過程中生成的固體廢渣，通常每生產1噸鋰鹽將產生8~10噸鋰渣。隨著我國新能源汽車等電池密集型應用場景需求的迅速增長，每年鋰礦石提取過程中排放鋰渣超過1500萬噸。鋰渣的大量堆積不但造成土地資源浪費，還給周邊土壤和水環境帶來嚴重的環境風險。現階段鋰渣的綜合利用主要集中在建材領域，該種處置方式仍然處于“治廢”階段，經濟價值較低。因此，將鋰渣用于生產高附加值產品，提升經濟價值，對延伸鋰礦加工產業鏈，促進資源的高效利用具有重要意義。
2、方沸石（naalsi2o6·h2o）是一種具有籠狀結構的鈉鋁硅酸鹽礦物，硅氧、鋁氧四面體之間通過共用頂點上的氧原子形成具有獨特孔道結構的晶體，具有高比表面積、高孔隙率、強離子交換能力等特點。方沸石被廣泛應用于工業、農業、化工、環保等領域。如用作土壤改良劑，提高土壤中的鹽類交換量，提高土壤肥力；利用方沸石對重金屬離子的選擇吸附性，從湖水、地下水等水體中提取有色金屬，或從工業廢水中回收金屬離子等；方沸石在石油化工領域還可用作催化劑載體、色譜柱填料等。天然方沸石儲量少、品位低，無法滿足工業生產需求，目前多用化學試劑原料人工合成。
3、中國專利cn115231585?a公布了一種煤矸石制備方沸石介孔材料的方法，煤矸石經過一系物理、化學前處理及高溫活化處理后，加入鎂鹽和氮川三乙酸，然后通過高溫水熱反應得到花狀形貌的方沸石產品。中國專利cn115818659?a公布了一種以硅鋁質尾礦
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種利用鋰渣制備方沸石的方法。該方法以鋰輝石硫酸法浸取提鋰后的鋰渣為原料，在不煅燒活化、不外加原料的基礎上，短流程合成了高結晶度的方沸石，在實現鋰渣高值化綜合利用的同時，降低方沸石生產成本。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術提供了一種利用鋰渣制備方沸石的方法，包括如下步驟：
4、（1）酸洗除雜：將鋰渣與無機酸溶液混合，在50~70℃下攪拌反應0.5~3h，再依次經過濾、洗滌、烘干，得到除雜后的鋰渣；
5、（2）活化：將除雜后的鋰渣與naoh溶液混合，在75~95℃下連續攪拌反應35~72h后，陳化10~30?min，得到混合物膠體；
6、（3）晶化：將混合物膠體在110~130℃下水熱反應24~72h，然后依次經過濾、洗滌、烘干，得到方沸石晶體材料。
7、活化步驟，如果將naoh溶液換為nabh4溶液或na2co3溶液，活化所得到的產物皆為nap分子篩。
8、在一個具體實施方式中，鋰渣為鋰輝石硫酸法浸取提鋰后的鋰渣；鋰渣粒徑≤200目。
9、在一個具體實施方式中，步驟（1）中無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的至少一種；無機酸溶液的濃度為0.08~0.5?m；鋰渣與無機酸溶液的固液比為1g:(10~20)?ml。
10、優選的，步驟（1）中無機酸溶液的濃度為0.08~0.3?m，攪拌反應溫度為50~60?℃，反應時間0.5~2小時。
11、更優選的，步驟（1）中無機酸溶液的濃度為0.1~0.2?m，攪拌反應溫度為50~60?℃，反應時間1~2小時。
12、本專利技術酸洗除雜的主要目的是：去除鋰渣中所含的ca、mg、fe、s等雜質元素，這些元素的存在會嚴重影響n(sio2)/n(al2o3)的值以及步驟（2）產生形成方沸石的中間態物質，最終影響方沸石結晶，因此是制備方沸石必要的步驟。在本專利技術所涉及的0.08~0.5m無機酸的濃度范圍內，除雜效果沒有明顯區別。
13、在一個具體實施方式中，步驟（1）中除雜后的鋰渣中sio2含量為30%~70%，al2o3含量為20%~40%。
14、優選的，步驟（1）中除雜后的鋰渣中sio2含量為50%~70%，al2o3含量為20%~30%。
15、在一個具體實施方式中，步驟（1）中除雜后的鋰渣中sio2含量為60%~70%，al2o3含量為25%~30%。
16、n(sio2)/n(al2o3)是影響沸石晶化成核速度、沸石形成種類的重要因素之一。在本專利技術中，若sio2和al2o3組成超出所限定的范圍，則容易生成p型分子篩。
17、在一個具體實施方式中，步驟（2）中活化反應溫度為80~95?℃，反應時間為40~60小時，陳化時間為20~30?min。
18、在一個具體實施方式中，步驟（2）中活化反應溫度為85~95?℃，時間為40~50?小時。
19、在一個具體實施方式中，步驟（2）中，除雜后的鋰渣與naoh溶液的固液比為1g:（50~150）ml。
20、在本專利技術中，除雜后的鋰渣與naoh溶液的固液比對沸石成核晶化及沸石類型有重要影響。若固液比過低，鋰渣中的硅、鋁離子不能充分分散到溶液中；若固液比過高，則溶液中原料物質傳質時間較長。以上因素最終影響沸石的成核晶化及沸石類型。
21、在一個具體實施方式中，步驟（2）中，naoh溶液濃度為0.6~1.0?m。
22、在一個具體實施方式中，步驟（2）中，naoh溶液濃度為0.7~0.9?m。
23、活化時，naoh溶液能破壞鋰渣結構，使鋰渣中的si、al大量溶出，加快沸石成核晶化速度。同時，堿金屬離子（如na+）是沸石的重要組成元素。naoh溶液濃度還會影響[sio4]與[alo4]的聚合程度，導致合成沸石分子篩類型不同。具體到本專利技術中，naoh溶液濃度超出范圍，則無法制備得到方沸石。且naoh溶液濃度與其余反應條件呈現強關聯性，比如，若naoh濃度較高，則步驟（2）反應時間則較短，或反應溫度應降低；若naoh濃度較低，則步驟（2）反應時間則應適當延長，或反應溫度適當升高。
24、在一個具體實施方式中，步驟（3）中，水熱反應溫度為120~130?℃，反應時間為36~60小時。
25、在一個具體實施方式中，步驟（3）中，水熱反應溫度為120~130?℃，反應時間為36~50小時。
26、本專利技術中，低溫濕法活化時的naoh濃度、活化溫度及時間，以及水熱反應時的溫度和時間對反應產物的組成和結構影響較大。本專利技術通過控制活化時的naoh濃度、活化溫度及時間，以及水熱反應時的溫度和時間，能得到高純方沸石晶體。
27、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
28、本專利技術采用低溫濕法活化鋰渣，與傳統高溫煅燒活化方法相比，極大地降低了能源消耗；且在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，鋰渣為鋰輝石硫酸法浸取提鋰后的鋰渣；鋰渣粒徑≤200目。
3.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（1）中無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的至少一種；無機酸溶液的濃度為0.08～0.5?M；鋰渣與無機酸溶液的固液比為1g:(10～20)?mL。
4.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（1）中除雜后的鋰渣中SiO2含量為30%～70%，Al2O3含量為20%～40%。
5.根據權利要求4所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（1）中除雜后的鋰渣中SiO2含量為60%～70%，Al2O3含量為25%～30%。
6.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（2）中活化反應溫度為85～95?℃，時間為40～50小時。
7.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（2）中，除雜后的鋰渣與NaOH溶液的
8.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（2）中，NaOH溶液濃度為0.6～1.0?M。
9.根據權利要求8所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（2）中，NaOH溶液濃度為0.7～0.9?M。
10.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（3）中，水熱反應溫度為120～130?℃，反應時間為36～50小時。
...【技術特征摘要】
1.利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，鋰渣為鋰輝石硫酸法浸取提鋰后的鋰渣；鋰渣粒徑≤200目。
3.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（1）中無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的至少一種；無機酸溶液的濃度為0.08～0.5?m；鋰渣與無機酸溶液的固液比為1g:(10～20)?ml。
4.根據權利要求1所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（1）中除雜后的鋰渣中sio2含量為30%～70%，al2o3含量為20%～40%。
5.根據權利要求4所述的利用鋰渣制備方沸石的方法，其特征在于，步驟（1）中除雜后的鋰渣中sio2含量為60%～70%，al2o3含量為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蒲靈，黃莉，李思銳，田犀，胡語芯，
申請(專利權)人：四川省工業環境監測研究院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。