粉煤灰沸石的合成及应用研究进展

沸石的合成
沸石是一种混合物，也被称为重晶石、硅酸盐母石或混凝土母石，由水泥和各种颗粒组成。

它的合成需要以下步骤：
1.将水泥、石灰石、粉煤灰等固体原料配比混合，将其中的水泥
和石灰石投入反应。

2. 用搅拌机将水泥与石灰石混合，使水泥能够与石灰石完全混合，形成类似浆液状的粉料，使得石灰石被充分湿润，形成水泥熟料。

3. 将熟料和粉煤灰、硅藻土等颗粒材料混合，然后在搅拌机中继
续混合，使之完全混合，形成沸石浆液。

4. 将沸石浆液倒入成型模具中，并加速成型模具的运动，使模具
内的沸石浆液变得更加均匀，然后将模具放入烘干室中进行烘干，使
沸石中的水分蒸发，以达到沸石固化的效果。

5. 将烘干好的沸石材料通过制砂机将大块的沸石切割成更小的细粒，以便于搅拌成砂浆、混凝土或用于建筑业等多种用途。

粉煤灰综合利用研究进展雷瑞;付东升;李国法;孙欣新;袁聪;郑化安【摘要】从环境保护和可持续发展角度,介绍了粉煤灰堆存的危害和国内外粉煤灰综合利用概况.分别从粉煤灰筑路回填,生产不同粉煤灰掺量的水泥、混凝土、粉煤灰砖、新型墙体材料等建筑材料,高附加值矿物提取、废气废水治理及农业等方面的应用情况出发,综述了国内外粉煤灰综合利用的研究现状和进展.并针对中国粉煤灰综合利用存在的问题和国家政策导向,提出了中国粉煤灰综合利用应在现有基础上积极推广粉煤灰利废建材生产、推广采用粉煤灰筑路等建筑工程技术、推进高附加值矿物提取技术产业化等技术发展趋势.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2013(019)003【总页数】4页(P106-109)【关键词】粉煤灰;固体废物;循环经济;清洁生产;综合利用【作者】雷瑞;付东升;李国法;孙欣新;袁聪;郑化安【作者单位】陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065;陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TD849;TQ172;X7730 引言中国是以煤炭为主要能源的国家,电力的76%由煤炭产生,燃煤产生的粉煤灰总堆存量已超过10亿t,而且还在以每年0.8亿～1亿t的速度增加,成为世界上最大的排灰国[1]。

粉煤灰存放不仅占用大量土地,还会造成严重的环境污染。

开展粉煤灰等煤系固体废弃物综合利用,延伸煤炭产业链,不仅关系到中国煤炭产业、电力工业及相关工业可持续发展问题,而且对保护土地资源,减少、消除污染,实现循环经济具有重要意义。

1 国外粉煤灰综合利用现状国外粉煤灰的综合利用最早可追溯到20世纪20年代,当时一些发达国家开始对粉煤灰进行研究[2-3]。

2019年06月粉煤灰用作水处理剂的研究进展石建萍张怀宇王迪周筱侯泽健（锡林郭勒职业学院褐煤粉煤灰工程技术研究院，内蒙古锡林浩特026000）摘要：粉煤灰是燃煤电厂的粉煤在燃煤锅炉内燃烧后经收尘器收集的细灰，是热电厂排放的主要固体废弃物。

介绍了利用粉煤灰沸石、粉煤灰絮凝剂及改性粉煤灰的制备方法、研究进展、机理及影响因素，阐述了其用于重金属离子、有机物、氨氮化合物等的应用效果，并对粉煤灰利用存在的问题和应用前景进行了展望。

关键词：粉煤灰沸石;絮凝剂;改性;水处理近年我国粉煤灰排放量达6亿吨，居世界首位[1],且截至2015年我国粉煤灰堆积量已超30亿吨，占地面积500m 2以上[2]，不仅造成了严重的环境污染也是对资源的极大浪费，已经受到了国家和相关研究领域的重视。

粉煤灰以Si 、Al 、Fe 、Ca 等元素的氧化物为主，是一种结构复杂比表面积相对较大的固体材料[3]。

因其化学结构稳定、具有一定的吸附能力，可作为吸附剂或催化材料在环境工程领域用于废水与废气的处理。

以废治废不仅可以大幅度降低污染物消除成本，又可以实现污染物的有效消除，有着深远的科研和应用价值。

1粉煤灰沸石粉煤灰可通过一步水热法、两步水热法、碱熔融水热法、盐热合成法等方法进行制备。

通过调控碱浓度、温度、硅铝比、反应温度等因素，合成A 型、X 型、P 型等不同晶型和不同纯度的粉煤灰沸石，将其用于重金属离子、磷酸根、氨氮化合物及有机物等，吸附效果显著。

亢玉红等[4]采用经碱熔融-离心提取处理的粉煤灰为原料,经水热反应法两步合成高纯度NaX 型沸石，其对模拟废水中Pb 2+的去除率达到99%以上。

宋瑞然等[5]采用固相法合成NaA 型粉煤灰沸石，在吸附温度25℃，pH 值>5，对初始浓度为50mg·L -1的亚甲蓝去除率可达90%以上，较粉煤灰提高了45%。

2粉煤灰絮凝剂以粉煤灰为主要原料可以制备聚合氯化铝(铁)、聚合硫酸铝(铁)以及聚硅酸铝铁等无机高分子絮凝剂。

粉煤灰转化为沸石的原理
粉煤灰转化为沸石的原理涉及沸石合成过程中的化学和物理变化。

在粉煤灰转化为沸石的过程中，主要原理包括以下几点：
1. 矿物组分：粉煤灰中含有硅酸盐、铝酸盐等成分，这些成分是沸石形成的基础。

2. 高温反应：粉煤灰经过高温处理，高温可以使煤灰中的硅酸盐、铝酸盐等成分发生一系列碳酸化、融化和颗粒增长等变化，形成初级沸石晶体的结构。

3. 凝聚作用：在高温处理后，适当降低温度，使初级沸石晶体发生凝聚作用，形成更大的沸石晶体。

4. 结晶成长：随着时间的推移，沸石晶体会通过结晶成长，形成更为完整的晶体结构。

总结起来，粉煤灰转化为沸石的原理是通过高温处理、凝聚作用和结晶成长等过程，使煤灰中的硅酸盐、铝酸盐等成分发生化学和物理变化，从而形成沸石晶体的过程。

我国粉煤灰高值应用及研究进展摘要:文章结合粉煤灰的性质及化学元素组成,综述了粉煤灰在制备白炭黑、沸石、水处理和在稀有金属回收方面的高值应用的新途径和应用现状。

粉煤灰目前主要应用在建筑、交通等行业,虽然能在短时间内快速提高利用率,但均为低附加值产品,并未充分发挥潜在的价值,大力开发粉煤灰的高附加值产品是今后粉煤灰资源化利用技术研究的主要方向。

关键词:粉煤灰;白炭黑;沸石;高值应用我国是个产煤大国,决定了我国的能源消费结构中以煤炭为主要燃料的状况将持续很长时间。

近年来,我国的能源工业发展进入快速期,同时也带来了粉煤灰排放量的急剧增加,尤其是燃煤热电厂的粉煤灰排放量逐年增加,1995年为 1.25亿t,2000年为1.5亿t,2010年将达到3亿t。

据统计资料显示,中国的粉煤灰堆积量己达到120亿t,并仍以每年1.6亿t的速度增加[1]。

大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河流淤塞,其中的有毒化学物质甚至对人体和生物造成危害,给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。

1 粉煤灰的性质及组成粉煤灰是煤炭中的灰分经分解、烧结、熔融及冷却等过程后形成的固体颗粒,表面呈球形,具有粒细、质轻、比表面积大、吸水性强等优点。

主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO2等,此外还含有钼、银、铬、钒、铀、镓、锗等稀有金属,SiO2和Al2O3约占粉煤灰总量的50%,主要以玻璃相存在,其他则以结晶相存在。

2 粉煤灰的高值应用2.1 利用粉煤灰制备白炭黑白炭黑又名水合二氧化硅,因其结构上的羟基易与有机物键结合,所以广泛用于橡胶、塑料、造纸、油漆及日用化工等行业[2]。

还可用于铸造的脱模剂;加入树脂内,可提高树脂防潮和绝缘性能;填充在硅树脂中,可制成耐200℃以上的塑料;还可用作杀虫剂及农药的载体或分散剂、防结块剂以及液体吸附剂和润滑剂等。

不同加碱方式对粉煤灰水热合成沸石的影响粉煤灰是一种重要的工业废弃物，其中所含的无机物成分可以用来制备各种材料。

粉煤灰水热合成沸石是一种常见的利用方法，可以将废弃物再利用，并减轻环境压力。

然而，不同加碱方式对粉煤灰水热合成沸石的影响十分重要。

本文将讨论不同加碱方式对粉煤灰水热合成沸石的影响，并探讨原因。

一、加碱方式加碱方式对水热合成沸石的合成过程和沸石晶体的形貌有重要影响。

目前，研究中比较常见的加碱方式有两种：原位加碱和后期加碱。

1.原位加碱原位加碱是将碱性物质直接加入到反应混合物中进行水热合成，即在混合物中同时存在粉煤灰、硅源、钠源、水和少量乙醇。

碱性物质主要有氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾等。

原位加碱的特点是操作简单，反应时间短，容易控制pH值。

同时，在反应早期，碱性物质对反应物质的溶解度影响小，利于晶体的形成和生长。

2.后期加碱后期加碱是将碱性物质在水热反应的合成末期加入反应体系中。

反应过程中，早期反应物质中金属离子、有机分子等可以向晶体内部迁移，与后期加入的钠离子形成沸石结构。

在后期加碱时，碱性物质的加入会引起反应物质的浓度变化和pH值的突然变化，导致晶体形貌不均匀，缺陷增加，影响沸石成品的结晶度和晶体形貌。

二、不同加碱方式对沸石形貌的影响水热合成沸石的晶体形貌对其性能和应用有很大影响。

原位加碱和后期加碱对沸石的晶体形貌有不同的影响。

1.原位加碱原位加碱合成的沸石呈现出较为均匀的颗粒状结构，沸石晶体尺寸较为均匀，呈现较为光滑的表面，结晶度较高。

这是因为原位加碱在反应早期进行，碱性物质与反应物较早的共同存在，反应过程受到了碱性物质的控制和调节，晶体生长相对较为均匀，生长速率较为稳定。

2.后期加碱后期加碱合成的沸石呈现出较为颗粒不均匀的结构形貌，表面较为粗糙，部分晶体甚至呈现出增生或聚集的情况。

这是因为在反应体系中先有粉煤灰、硅源、钠离子等成分形成原始核，随着反应时间的推进，金属离子、有机分子等成分向晶体内部迁移，与后期加入的碱性物质形成沸石结构。

无机材料测试技术实验碱熔融粉煤灰制备沸石研究学院：材料科学与工程学院班级： 09无非（1）班学号： 200910210143姓名：石康碱熔融粉煤灰制备沸石研究摘要：粉煤灰作为一种电厂排放的大宗固体废弃物，具有特殊的化学活性，其综合利用是近年来研究的热点。

目前，我国粉煤灰年排放量大约有1.8t，随着发电厂、城市供热工程的不断增加，粉煤灰的产量也必将随之增多。

因此，粉煤灰的处理和利用问题应引起人们的关注。

本文结合粉煤灰的性质特点，综述了粉煤灰在制备沸石的应用以及它的XRD分析。

关键词：粉煤灰沸石水热法 XRD前言：粉煤灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物粉煤灰是燃煤热电厂排出的一种工业固体废弃物, 其主要成分为SiO2和Al2O3, 二者总含量在70%以上, 有着与沸石相似的化学组份, 为粉煤灰合成沸石提供了可能。

利用粉煤灰合成具有高附加值沸石化粉煤灰吸附材料产品，变废为宝，是粉煤灰综合利用的一个发展方向。

制备这种材料的影响因素主要有焙烧温度、碱液浓度、液固比和晶化时间等，本实验主要研究水热法晶化时间对其的影响。

1.粉煤灰的综述1.1粉煤灰的概念粉煤灰（fly ash）也叫飞灰，是由热电站烟囱收集的灰尘,属于火山灰性质的混合材料是煤灰燃烧后，由烟气从锅炉中带出来的粉状残留物，是一种人工火山灰质材料，其自身具有微弱的胶凝值（或不具有胶凝值），具有潜在的化学活性。

由于煤粉微细,且在高温过程中形成玻璃珠,因此粉煤灰颗粒多呈球形。

1.2粉煤灰性质、组成与结构1.2.1 粉煤灰的物理性质粉煤灰的物理性质取决于燃煤的种类、煤粉的细度、燃煤方式和燃烧温度以及电厂的收尘效率、排灰方式等。

此外，粉煤灰还具有较高的化学内能和火山灰活性(水硬性)。

虽然本身不具有独立的胶凝性能，但是高钙粉煤灰在煤粉高温燃烧过程中，可以形成硅、铝的钙盐，使其具有独立胶凝作用。

因此，为了提高粉煤灰的应用性能，有的火电厂根据需要在燃煤中适量加入一些石灰来增加钙含量，以提高其胶凝性能。