[发明专利]利用工业废弃物定向制备的人工沸石及其制法和应用

权利要求书

1.一种利用工业废弃物定向制备人工沸石的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将工业固废与碱液混合，在70-90℃下溶解，测定工业固废中硅和铝溶出量随时间的变化，以溶出铝浓度达最大时的溶解时间为最优溶出时间，并计算此时工业固废中的硅和铝溶出量；

(2)以一种或两种以上工业固废为原料，分别与碱液混合，在70-90℃下溶解，基于每种工业固废最佳溶出时间下硅和铝溶出量，按合成目标沸石所需硅铝比，调配混合工业固废的碱溶出液，使碱溶混合液的硅铝比达到目标沸石所需硅铝比；

(3)将工业固废碱溶混合液经陈化和晶化后得到目标沸石；

其中，所述工业固废选自粉煤灰、煤矸石或高炉渣的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工业固废的化学组成包括二氧化硅和三氧化二铝，所述二氧化硅质量含量为30-60％，优选为40-55％；所述三氧化二铝质量含量为15-50％，优选为20-40％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述目标沸石选自A型、X型或P型，所述目标沸石的硅铝比为二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比，所述二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比为1.5-10，优选为3-5或1.5-2.4。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，所述最优溶出时间为10-150min，优选为15-100min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述碱液的浓度为1.8-5mol/L。

7.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其中，当目标沸石晶型为X型时，碱液浓度为2.8-3.2mol/L，当目标沸石晶型为A型时，碱液浓度为1.8-2.5mol/L，当目标沸石晶型为P型时，碱液浓度为4-5mol/L。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述碱液与工业固废的液固比为6-13ml/g。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中，所述晶化温度为90-100℃。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中，所述晶化时间为6-10h，优选为6-8h。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中，在晶化之前还包括陈化过程，所述陈化过程包括下述步骤：

(1)在60-70℃陈化100-120min；或者

(2)在20-30℃陈化20-24h。

12.人工沸石，通过权利要求1-11任一项所述方法制备得到。

13.根据权利要求12所述的人工沸石，其中，所述人工沸石的阳离子交换容量为175-230cmol/kg，优选为210-230cmol/kg。

14.权利要求12或13所述人工沸石在吸附剂、催化剂或离子交换材料领域的应用。