鐵尾礦無溶劑法綠色高效制備ZSM-5 分子篩

劉潤琪，朱燕玉，陳星月，張 鵬*

（1.白銀礦冶職業技術學院礦冶工程系,甘肅 白銀 730900；2.包頭鋼鐵職業技術學院冶金化工系,內蒙古 包頭 014010；3.太原科技大學材料科學與工程學院,山西 太原 030024）

0 引言

鐵尾礦是選礦廠在特定經濟技術條件下，將礦石磨細、選取“有價組分”后所排放的固體廢棄物，也就是鐵礦石經選別出精礦后剩余的固體廢料。鐵尾礦成分復雜，其成分主要為脈石礦物，另外也含有少量的金屬。據統計，國內尾礦堆積量已超過百億噸[1]。如何將鐵尾礦作為二次資源再利用，對我國的可持續發展將產生深遠影響[2]。目前，我國鐵尾礦的利用效率低下，僅為29%左右，與發達國家高達60%的利用率相比，差距明顯[3]。因此，最大限度地將選礦過程中產生的鐵尾礦充分、有效、增值且生態化地利用是去除安全隱患、減輕環境負荷、減少二次資源浪費等一系列問題行之有效的方法。

據統計，目前鐵尾礦的再利用途徑主要可分為以下三大類：①用于回填采空區與原位生態恢復[4]；②作為生產建筑材料的添加料[5]；③提取鐵尾礦中的有價元素，僅占總利用量的3%[6]。可以看出，鐵尾礦再利用存在的主要問題為利用率低且產品附加值低，以鐵尾礦為原料生產高附加值的工業產品利用途徑有待進一步發展。鐵尾礦主要化學成分有硅、鋁、鈣、鎂和鐵的氧化物。其中，SiO2,Al2O3含量最高（通常二者之和>80%）[7]，這與分子篩成分相近，故可將其作為制備分子篩的原料，從而實現鐵尾礦高值化利用。

ZSM-5 作為最重要的分子篩之一，具有規則的微孔結構（孔徑＜1.5 nm）、良好的水熱穩定性、較大的比表面積和較強的催化性，作為催化劑廣泛應用于煤化工和石油加工等領域[8?15]。目……