專利名稱：一種人工合成無機晶體吸附材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，可廣泛用于凈化工業(yè)生產(chǎn)廢水方面，特別是在處理核電站排放的放射性廢水方面，具有較強的實用性，且成本低廉、生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品實用性強，具有廣闊的應(yīng)用前景。
背景技術(shù)：
吸附材料的吸附作用主要是物理吸附和化學(xué)吸附雙重作用。物理吸附是指吸附劑和吸附物通過分子力產(chǎn)生的吸附；化學(xué)吸附是吸附劑在吸附物之間的電子轉(zhuǎn)移。吸附材料的分類主要有有機離子交換樹脂材料和無機離子交換材料。相對于有機材料而言，無機材料選擇性吸附能力較強，具有耐酸堿、耐高溫、耐輻射，材料后期易于處理等優(yōu)點，且成本低廉，實用范圍大，特別適用于放射性核廢水的處理。目前，無機材料中使用比較廣泛的是沸石。沸石是一種天然礦物，經(jīng)過加工后，對于水的凈化具有較大的吸附能力和凈化效果。但沸石遇水冒氣，耐高溫程度一般在600°C左右，耐酸堿程度不高，在水中成凝絮狀不易沉淀造成后期處理困難等問題，極大的限制了無機材料在吸附領(lǐng)域中更加深入的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有無機吸附材料的不足從而提供一種原料廉價、生產(chǎn)工藝簡單、實用性更強的人工合成無機晶體吸附材料的制備方法。其特征是選擇性吸附能力更強，耐酸堿、耐輻射程度更高，耐高溫達到1100°C，絕緣性能優(yōu)良，在水中成鱗片狀易沉淀便于后期處理。本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，是將10-25wt%的氟硅酸鈉、 2-20wt %的碳酸鈉、30-60wt %的二氧化硅、15-45wt %的氧化鎂混合均勻，其粒度為氟硅酸鈉100-200目、碳酸鈉20-80目、二氧化硅；35-100目、氧化鎂16-30目；其純度為 氟硅酸鈉95-99 %、碳酸鈉95-99 %、二氧化硅97-99 %、氧化鎂95-99 % ；將該混合物在600°C -1300°C下通過坩堝煅燒法或內(nèi)部熔融法燒制6-20個小時，得到一種分子式為Na(ite2.5_Q.5xNig (Si4Oltl)FJ (0 < X彡1)的膨脹性人工合成無機晶體吸附材料。本發(fā)明的方法得到的人工合成無機晶體吸附材料具有膨脹特性，材料形態(tài)為微米級的層間重疊片狀晶體，是硅酸鹽類的層狀分子篩，層間吸水性能強，附著效果好；同時，通過使用離子半徑小、水合能力大的離子，使得層間兩側(cè)離子靠近而顯示出斥力，使整個層間的能量增高，給水分子進入層間創(chuàng)造了有利條件，根據(jù)層間作用力，片層之間可形成一層水型和二層水型，材料本身層間距為9. 5Λ，遇水之后層間距可達14. 98A,半徑小的離子在此種結(jié)構(gòu)下易與半徑較大的離子發(fā)生交換作用，以形成穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，與一價離子的交換率為90-98%，與二價離子的交換率可達95-98%。因此，材料對水中含有多種元素選擇性吸附交換作用明顯，產(chǎn)生極好的吸附交換效果。
在處理放射性核廢水方面，可去除Csl37、Sr89、Sr90、R106、I131等放射性元素和總β放射性，在核電站廢水處理及核事故應(yīng)急處理等方面具有實際應(yīng)用前景。在凈化工業(yè)生產(chǎn)廢水方面，對工廠排放的重金屬廢水的Ca、Mg、Pb、Zn、Cu等金屬元素具有明顯的吸附交換作用。因材料的特殊結(jié)構(gòu)，進行吸附交換后，離子吸著牢固不易脫落，針對性的使用化學(xué)試劑，可對吸著在產(chǎn)品上的重金屬元素進行收集，回收利用，提高工廠的生產(chǎn)效益。本發(fā)明的方法可以以廉價的原料，工業(yè)化生產(chǎn)得到的選擇性吸附能力更強，耐酸堿、耐高溫和輻射程度更高，后期處理簡易的新型人工合成無機晶體吸附材料，該制備方法成本低廉、生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品實用性強，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施例方式實施例1 將13wt %的氟硅酸鈉、7wt %的碳酸鈉、57wt %的二氧化硅、23wt %的氧化鎂混合均勻，將該混合物通過坩堝煅燒法，首先升溫到1200°C燒制3個小時，然后在600°C燒制10 小時，得到一種分子式為[Na(Mh5^Niix) (Si4Oltl)FJ (0 < X彡1)的膨脹性人工合成無機晶體吸附材料。實施例2:將16wt %的氟硅酸鈉、IOwt %的碳酸鈉、50wt %的二氧化硅、%的氧化鎂混合均勻，將該混合物通過內(nèi)部熔融法，首先升溫到1300°C燒制1. 5個小時，然后在800°C燒制6 小時，得到一種分子式為[Na(Mh5^Niix) (Si4Oltl)FJ (0 < X彡1)的膨脹性人工合成無機晶體吸附材料。
權(quán)利要求
1.一種人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，將10_25wt %的氟硅酸鈉、 2-20wt %的碳酸鈉、30-60wt %的二氧化硅、15-45wt %的氧化鎂混合均勻，將該混合物在 6000C -1300°C下燒制 6-20 個小時，得到一種分子式為[Na(Mg2.5_0.5xNax) (Si4O10)F2] (0 < X < 1)的膨脹性人工合成無機晶體吸附材料。
2.按照權(quán)利要求1所述的人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，其特征是所述各原料均為粉末，其粒度為氟硅酸鈉100-200目、碳酸鈉20-80目、二氧化硅35-100目、氧化鎂 16-30 目。
3.按照權(quán)利要求1所述的人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，其特征是所述各原料的純度為氟硅酸鈉95-99%、碳酸鈉95-99%、二氧化硅97-99%、氧化鎂95-99%。
4.按照權(quán)利要求1所述的人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，其特征是燒制的方法為坩堝煅燒法或內(nèi)部熔融法。
全文摘要
本發(fā)明專利公開了一種人工合成無機晶體吸附材料的制備方法，將10-25wt％的氟硅酸鈉、2-20wt％的碳酸鈉、30-60wt％的二氧化硅、15-45wt％的氧化鎂混合均勻，將該混合物在600℃-1300℃下通過坩堝煅燒法或內(nèi)部熔融法燒制6-20個小時，得到一種分子式為Na(Mg2.5-0.5xNax)(Si4O10)F2(0＜X≤1)的膨脹性人工合成無機晶體吸附材料，該材料選擇性吸附能力更強、耐酸堿、耐高溫和輻射程度更高、易后期處理，在凈化工業(yè)生產(chǎn)廢水方面，特別是在處理放射性核廢水方面，具有較強的實用性，且成本低廉、生產(chǎn)工藝簡單，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B01J20/04GK102266746SQ20111023194
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者徐振宇 申請人:平江縣富達合成云母科技有限公司