高炉渣是钢铁企业中产生数量最多的固体废弃物,同时作为一种二次资源,它的资源化利用不仅可以减少对土地的占用,减少对土壤和水源的污染,还可以增加高炉渣的附加值。目前高炉渣的主要利用途径为制成水泥,其产生的附加值不高,无法充分利用高炉渣中的潜能。沸石分子筛作为一种比表面积很大、吸附性能良好、稳定性好的吸附剂,其价格昂贵且应用广泛。本文利用高炉渣合成沸石分子筛,实现了高炉渣高附加值资源化的利用,也为沸石分子筛的制备增加了新的途径。主要研究成果如下:采用两步合成法,先制备中间产物硅胶。将高炉渣与盐酸混合,考察反应时间、反应温度、盐酸用量和盐酸浓度对硅胶产量的影响。分析实验结果发现,最佳的硅胶制备条件为反应时间2h,反应温度80℃,盐酸用量12ml/g,盐酸浓度4mol/L,此时的硅胶为非晶态,其二氧化硅含量高达93%。采用水热合成法,以硅胶粉末,氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液为原料,合成13X型沸石分子筛,研究了晶化时间、晶化温度、硅铝比、钠硅比和水钠比对13X型沸石分子筛的影响。通过XRD和SEM的检测表征,发现13X型沸石分子筛的最佳制备条件为:晶化时间为6h,晶化温度为90℃,硅铝比为2.8,钠硅比为2.8,水钠比为45。研究吸附条件对13X型沸石分子筛的吸附性能的影响,比较两种动力学模型哪种更符合13X型沸石分子筛对CO2的吸附结果。实验结果表明:Avrami分数阶动力学模型拟合曲线的相关系数(R2)更好,故Avrami分数阶动力学模型是描述该吸附过程的最佳模型。再通过拟合得出的平均吸附量,确定CO2最佳吸附温度为40℃,最佳CO2百分含量为1。首先通过13X型沸石分子筛的失重-微商失重曲线,确定了 13X沸石分子筛的脱附温度,再研究升温速率对沸石分子筛脱附性能的影响。实验结果表明:13X沸石分子筛的脱附温度为400℃,升温速率对其脱附性能基本没有影响。采用硝酸钡溶液对13X型沸石分子筛进行化学改性,确定改性可以提高沸石分子筛的吸附性能,并研究离子交换溶液浓度和焙烧温度对改性沸石分子筛吸附性能的影响。实验结果表明:最佳离子交换溶液浓度为0.1mol/L,最佳焙烧温度为300℃,此时改性的13X沸石分子筛吸附性能最优。本文实验结果表明,利用高炉渣合成13X沸石分子筛,其实验方案可行且成本不高。一方面减少了高炉渣的堆积量,实现了高炉渣精细化、高附加值、无害的资源化利用,减少了高炉渣对环境的污染;另一方面又扩大了沸石分子筛的制备途径,减少了沸石分子筛的制备成本。