富含高岭石结构的煤矸石活化及合成NaY分子筛

以煤矸石为原料,在无模板剂和无添加剂的条件下,采用“高温焙烧-碱熔-碱溶-晶化”过程水热合成NaY分子筛。采用XRF、TG、XRD、SEM、N_(2)吸附-脱附曲线、NH3-TPD等手段对高温热处理的煤矸石及合成的NaY分子筛进行表征。结果表明:煤矸石中的高岭石相在600~800℃生成无定型偏高岭石相,随着碳酸钠与煤矸石质量比的增加或碱熔温度的升高,硅铝酸钠的晶相含量先增多后减少;加入质量分数0.1%~2.0%的NaY分子筛晶种提高了产物分子筛样品的相对结晶度和比表面积;增加NaOH浓度导致NaY分子筛硅/铝比下降;提高投料硅/铝摩尔比(n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=6~30)使得NaY分子筛硅/铝比和相对结晶度先增大后减小。当晶种加入质量分数0.5%、投料n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))为20且NaOH浓度为3 mol/L时,合成的NaY分子筛n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))达到4.3、相对结晶度为87.4%、比表面积达到584 m^(2)/g、孔径主要分布在3.4 nm、颗粒粒径为100 nm左右。

煤矸石基泡沫陶瓷的制备及性能研究

以煤矸石和废玻璃为主要原料制备泡沫陶瓷,研究了煅烧温度和Na_(3)PO_(4)添加量对泡沫陶瓷的物相结构、显气孔率、抗压强度及表观密度等的影响。结果表明:陶瓷样品的线性膨胀率随煅烧温度的升高而逐渐增加,表观密度随煅烧温度的升高而逐渐降低;提高煅烧温度或Na_(3)PO_(4)添加量使泡沫陶瓷的平均孔径、显气孔率逐渐增加,抗压强度下降,表观密度呈不同的变化趋势,但未明显影响晶体结构。通过优化制备条件发现,当Na_(3)PO_(4)添加量为3%(质量分数)、煅烧温度为1140℃时,样品孔径均匀,平均孔径为0.92 mm,抗压强度达到4.72 MPa,表观密度为0.69 g/cm^(3)。本研究的煤矸石基泡沫陶瓷制备工艺简单,成本低,为煤矸石资源化利用提供了一条可行途径。