廣西素有“有色金屬之鄉(xiāng)”美譽，但近年來各種金屬礦山開采力度的加大，導(dǎo)致大量有色金屬尾礦的產(chǎn)生，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境、土壤及水資源等產(chǎn)生重要影響。對于絕大多數(shù)有色金屬尾礦，除含有大量的硅鋁質(zhì)成分外，也或多或少含有一定微量危重金屬元素，如As和Pb等。這也是當(dāng)前廣西的有色金屬尾礦的處置不能用于路基、建筑材料等的原因，但大量堆存的方式也會因酸雨浸蝕、長時間后造成土地的重金屬污染。因此，如何能實現(xiàn)含危重金屬的有色金屬尾礦無害化和資源化的協(xié)同處置，成為廣西乃至全國有色金屬礦業(yè)面臨的重大環(huán)境及社會問題的迫切需要。

ZSM-5分子篩具有獨特的微孔結(jié)構(gòu)及較高的比表面積，H型化的H-ZSM-5對金屬離子具有交換吸附能力。有色金屬尾礦含有大量的硅鋁質(zhì)成分，應(yīng)可作為合成ZSM-5的原料。

若能以有色金屬尾礦為原料，合成出ZSM-5分子篩，然后以合成產(chǎn)物ZSM-5分子篩吸附尾礦中的危重金屬As和Pb，不僅實現(xiàn)了原位富集尾礦中的危重金屬As和Pb，同時也能制備得到ZSM-5產(chǎn)物，實現(xiàn)“以廢治廢”綠色無害化處置的同時也可對尾礦達到減量化的有效利用。當(dāng)然，工業(yè)上合成ZSM-5分子篩需要添加有機胺為模板劑，脫除合成產(chǎn)物孔道內(nèi)的有機模板劑時逸出大量有機胺，對造成一定程度的生產(chǎn)環(huán)境和大氣的污染。因此，開發(fā)出一種綠色的合成工藝、并原位富集尾礦中的危重金屬As和Pb，對礦山環(huán)境的重金屬污染治理和減量化利用具有重要的意義。

針對當(dāng)前有色金屬尾礦的重金屬污染危害環(huán)境的風(fēng)險、以及實現(xiàn)含危重金屬的有色金屬尾礦無害化和綠色資源化的協(xié)同處置，本發(fā)明目的在于提供一種以有色金屬尾礦為原料采用綠色的合成工藝合成ZSM-5分子篩，并將所得產(chǎn)物原位富集尾礦中的危重金屬As和Pb。本發(fā)明以有色金屬尾礦為原料，合成ZSM-5分子篩時以乙醇或正丁醇為導(dǎo)向劑而無需添加有機胺模板劑，并原位富集尾礦中的危重金屬As和Pb，具有“以廢治廢”、工藝綠色化、無害化和減量化處置有色金屬尾礦的特征。

具體步驟為：

(1)將有色金屬尾礦進行磨破處理，得到小于100目的原始磨破礦料，于烘箱內(nèi)100～200℃空氣氛圍下進行干燥，直至其失重率小于5％，得到干化礦料。

(2)將步驟(1)所得干化礦料和質(zhì)量百分比濃度為3％～20％的稀硝酸溶液按1g：3～40mL的比例置于容器內(nèi)，于45～90℃溫度下攪拌處理1～8小時，然后進行固液分離處理，收集即酸洗液以備后用；對所得固渣進行水洗處理，直至濾液pH降至中性，收集所得固體，并將其100～200℃空氣氛圍下進行干燥處理2～12小時，得到干化酸浸礦料。

(3)將步驟(2)所得干化酸浸礦料與固體NaOH以1:0.8～2.0的質(zhì)量比例在馬弗爐內(nèi)于空氣氛圍條件下500～800℃煅燒1～5小時(即高溫堿熔活化)，得到高溫活化礦料。

(4)將步驟(3)所得高溫活化礦料與蒸餾水按1g:4～8mL的比例進行攪拌水解，然后在1500～3000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)轉(zhuǎn)速下離心除雜處理10～20分鐘，得到上層除雜活化礦料溶液。

(5)將步驟(4)所得除雜活化礦料溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器中，在40℃～60℃恒溫條件下攪拌0.5～2小時。以有機醇為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，并向合成液中加入晶種和蒸餾水，其中以干化酸浸礦料中SiO2的量(即SiO2投料)為基準(zhǔn)，計算有機醇、晶種和蒸餾水的用量，比例分別為有機醇/SiO2投料摩爾比＝0.1～4、晶種/SiO2投料質(zhì)量比＝0.002～0.02和H2O/SiO2投料質(zhì)量比＝5～50。依次加入所需的有機醇、和晶種，將所需蒸餾水清洗瓶口粘附的晶種沖洗進合成液，攪拌15分鐘。

(6)在步驟(5)所得物中滴加質(zhì)量百分比含量為65％的濃硝酸，調(diào)節(jié)pH至10.6～11.2，攪拌1小時，然后在40℃～60℃的恒溫條件下靜置陳化0～24小時，得到晶化前混合懸浮液。

(7)將步驟(8)所得晶化前混合懸浮液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜內(nèi)150～220℃溫度下進行水熱晶化反應(yīng)3～30小時；反應(yīng)結(jié)束后過濾，進行固液分離處理，收集合成余液以備后用；濾渣經(jīng)蒸餾水洗滌，直至其濾液pH為中性，所得濾餅于烘箱內(nèi)100℃～200℃溫度下干燥，得到孔道內(nèi)含有機醇的Na-ZSM-5產(chǎn)物。

(8)將步驟(7)所得孔道內(nèi)含有機醇的Na-ZSM-5產(chǎn)物在馬弗爐內(nèi)以5～10℃/分鐘的升溫速率升至500℃～600℃煅燒4小時，得到孔道內(nèi)脫除有機醇的Na-ZSM-5產(chǎn)物。

(9)將步驟(8)所得孔道內(nèi)脫除有機醇的Na-ZSM-5產(chǎn)物與濃度為0.5～2.0mol/L的硝酸銨溶液按1g：10～40mL的配比，在40～80℃溫度下進行離子交換1～10小時，然后進行過濾和水洗處理，100℃～200℃溫度下進行干燥，得到干燥后NH3-ZSM-5分子篩產(chǎn)物。

(10)將步驟(9)所得干燥后NH3-ZSM-5產(chǎn)物在馬弗爐內(nèi)以5～10℃/分鐘的升溫速率升至500～600℃煅燒處理4小時，得到H-ZSM-5產(chǎn)物。

(11)將步驟(2)所收集酸洗液和步驟(7)所收集的合成余液分別滴加濃度為0.5～5mol/L的氨水調(diào)節(jié)pH至4.0～6.0后加入步驟(10)所得H-ZSM-5產(chǎn)物，在30～60℃恒溫震蕩條件下進行1～10小時的重金屬離子吸附，分析酸洗液和合成余液(吸附前)及震蕩后被吸附液(吸附后)的重金屬離子濃度。H-ZSM-5與酸洗液或合成余液的投料比不作限定，亦可根據(jù)H-ZSM-5產(chǎn)物的重金屬吸附容量確定。

(12)將步驟(11)吸附重金屬離子的ZSM-5按步驟(9)和步驟(10)進行H型化再生處理，重復(fù)使用于吸附重金屬或作為產(chǎn)品用于其他應(yīng)用。以硝酸銨溶液離子交換后得到的含重金屬溶液收集貯存，得到富集重金屬的溶液，作進一步的濃縮處置。

本發(fā)明優(yōu)點：本發(fā)明以乙醇為主要結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑水熱合成ZSM-5的方法中，若是單獨以乙醇為模板劑，可以獲得較低相對結(jié)晶度的ZSM-5分子篩產(chǎn)物，但當(dāng)晶化時間繼續(xù)延長時，隨著合成液pH的逐漸升高，所得產(chǎn)物中會出現(xiàn)明顯絲光沸石雜晶衍射峰。因此，為保證產(chǎn)物純度，合成體系中添加少量ZSM-5晶種，可以有效抑制絲光沸石雜晶的出現(xiàn)，從而保證所得ZSM-5分子篩產(chǎn)物的純度。本方法克服了傳統(tǒng)合成高結(jié)晶度ZSM-5分子篩合成過程中使用高含量有機胺模板劑的缺點，同時將所得產(chǎn)物應(yīng)用于尾礦中危重金屬離子的吸附，有效實現(xiàn)了有色金屬尾礦“以廢治廢”的綠色循環(huán)工藝的綜合處置。