以內蒙古地區的高鋁煤矸石為原料合成4A分子篩

馬兆菲，白 杰，李春萍，張永鋒，江 宇

（內蒙古工業大學化工學院，內蒙古 呼和浩特 010051)

煤矸石是煤炭生產和加工過程中產生的固體廢棄物，每年的排放量相當于當年煤炭產量的10 %～15%，目前已累計堆存超過45億噸，是我國排放量最大的工礦業固體廢棄物之一。而目前我國煤矸石利用率還不到30 %，其中大部分煤矸石只能以簡單堆存的方式處理。

煤矸石由無機礦物質、少量有機物以及微量稀有元素（如礬、硼、鎳、鈹等）組成。各地的煤矸石含礦物均有不同，且化學組成較為復雜，但是一般情況下煤矸石中化學成分主要以硅、鋁、鐵為主。當硅鋁比（Al2O3/SiO2）大于0.5的煤矸石，礦物成分以高嶺石為主，顆粒粒徑小，可塑性好，有膨脹現象，可作為制造高級陶瓷、煅燒高嶺土及分子篩的原料[1]。而內蒙古礦區的煤矸石主要以高鋁類煤矸石為主，硅鋁含量符合4A分子篩的硅鋁比，無需另添加硅源或者鋁源，因此為合成4A分子篩提供了較優的原料。目前，煤矸石被大量用于燃料、建筑材料以及提取鋁鹽或白炭黑等化工原料，合成分子篩的研究在近幾年也較為活躍[2]

分子篩是一類具有一般分子大小微孔的晶體物質，由于4A分子篩具有獨特的吸附性、催化性、離子交換性和優良的化學可修飾性，因此，4A分子篩在一般日用、石油化工、冶煉和高新技術等領域都有巨大的應用潛力[3]。

合成4A分子篩的有關材料的方法有化學合成法、鋁土礦法、葉臘石法、高嶺土法[4-6]。隨著國家節能減排、循環經濟政策的頒出，目前又出現了粉煤灰法[7-8]和煤矸石法[9-12]。……