文章编号:1009-6094(2023)02-0521-09高炉渣基沸石分子筛材料的制备及其响应面优化*李昌新1，2，张庆武1，李立2(1南京工业大学安全科学与工程学院，南京211816;2荆楚理工学院化工与药学院，湖北荆门448000)摘要:以高炉渣(BFS)为原料制备高炉渣基沸石分子筛(BFSZ)，为实现对BFSZ制备工艺条件的优化，基于单因素试验结果，采用Box-BehnkenDesign(BBD)响应面法考察晶化时间(A)、晶化温度(B)、初始硅铝物质的量比(C)等因素对BFSZ阳离子交换量(CEC)的影响。结果表明:响应面法建立的回归模型方程具有高度的显著性，可信度和精确度较高，得到制备BFSZ的优化工艺条件:碱熔温度为600℃、液固比为5∶1mL/g、晶化时间为8.74h、晶化温度为98.41℃、初始硅铝物质的量比1.18，此时BFSZ的CEC为3.21meq/g。经验证，BFSZ的CEC实际值与预测值的相对误差约为1.9%，表明该模型能够很好地反映各因素对BFSZ的CEC影响。关键词:环境工程学;高炉渣;沸石;响应面法;数学模型中图分类号:X751;X754文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2021.1990*收稿日期:20211105作者简介:李昌新，博士，从事湿法冶金、资源加工和环境化工等研究，lichangxin2010@njtech．edu．cn，lichangxin20160706@163.com。基金项目:中国博士后科学基金项目(2017M611799);江苏省基础研究计划项目(BK20190690)0引言高炉渣作为髙炉炼铁的主要副产品，其主要由铁矿石中的脉石、焦炭中的灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成。随着我国钢铁工业的发展，高炉渣的排放量日益增大，高炉渣的大量排出和堆放，如果不加大力度对其进行资源化利用，不仅会造成大量的资源浪费，而且大量的堆积势必会造成大量土地资源的侵占和环境污染等问题［12］。因此，高炉渣的排放和堆存已成为钢铁企业面临的重要难题，如何安全处置和高效利用这些“高炉渣山”成为一个亟待解决的问题。沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性，工业上常将其作为分子筛，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离、石油净化、处理工业污染等。因此，以高炉渣为原料制备高炉渣基沸石(BFSZ)，可实现高炉渣中有用成分的综合利用。自1985年Holler等［3］首次提出了以废弃资源粉煤灰通过NaOH溶液水热合成法制备沸石分子筛材料以来，利用富含硅铝成分的廉价材料(无机矿物及工业废弃物等)制备附加值较高的沸石分子筛材料受到了极大的关注。近年来，国内外以高炉渣为原料制备沸...
