陶粒表面沸石晶化生長的影響因素分析

任澤瀟，張 龍，張 蘭，董 祥，岑啟宏

（昆明理工大學環境科學與工程學院固體廢棄物資源化國家工程研究中心，昆明 650500）

隨著我國工業的快速發展和城市化進程的突飛猛進，赤泥、煤矸石、粉煤灰等大宗工業固廢的產生量不斷增加，工業廢水和城市生活污水排放量激增，對生態環境造成巨大的威脅。在這雙重壓力下，近年來，人們紛紛采用工業固廢燒制陶粒，其作為濾料廣泛用于污水處理領域。然而，常規方法制備的陶粒材料存在比表面積小、吸附能力弱等不足，制約了陶粒的應用和發展。本文采用兩步法制備陶粒基多級孔沸石材料，研究陶粒燒制過程赤泥用量和水熱反應過程堿液濃度對沸石產物的影響規律，揭示了沸石在陶粒上的生長機制，為陶粒基多級孔沸石更廣泛地應用于水污染治理提供理論依據和技術支持。

1 試驗流程

1.1 陶粒的制備及沸石化

通過手工造球的方式，將赤泥、粉煤灰、咖啡渣和一定量的水搓成粒徑為5 ～10 mm 的球狀坯體，將其置于托盤中自然風干1 h，再轉移至箱式爐中，按照一定程序進行升溫燒制。將燒制后的陶粒放入50 mL 一定濃度的NaOH 溶液中，然后將其轉移至反應釜中進行水熱反應。反應結束后，取出陶粒，并采用去離子水進行多次洗滌，然后在105 ℃下烘干過夜。

1.2 分析和測試

材料的物相結構采用D/max-2200 型X 射線衍射儀（XRD）獲得，X 光管采用Cu 靶，電壓為40 kV，電流為100 mA，掃描速率為l°/min，掃描步長為0.02°。樣品的形貌分析在JSM-5600LV 掃描電子顯微鏡（SEM）上完成。

2 結果與討論

2.1 赤泥用量對產物的影響

直接采用粉煤灰制備沸石時，一般需要先進行粉煤灰原料的預處理，即將粉煤灰和強堿（一般是NaOH）以一定比例混合后消解或焙燒。……