红土镍矿冶炼镍铁废渣是镍铁冶炼过程中产生的一种固体废弃物,随着全球各地对镍需求量的不断增长,镍铁废渣的排放量急剧增加。自从工业革命以来,环境问题日益严重,尤其是如CO2等温室气体的过量排放造成了全球气候变暖,因此,如何有效地降低碳排放成为人们日益关注的一个环境问题。在目前的技术条件下,碳捕集封存技术(Carbon Captureand Storage,CCS)被认为是解决CO2排放量过高一种可行的方法,而此技术的关键就在于廉价、高效、节能吸附剂的研究开发,4A沸石分子筛对CO2有很强的吸附能力,同时也具有很高的CO2/N2选择吸附性,是分离烟道气中CO2的一种理想吸附剂。本文以红土镍矿冶炼镍铁废渣为原材料,利用镍铁渣中Si元素含量高的特点,首先利用高浓度NaOH溶液浸渍的方法将其提取出来,在此过程中利用单因素实验对其合成工艺进行探究,得到最佳的实验条件为:搅拌强度为1000r·min-1,NaOH溶液浓度为60%,液固比为6:1,反应时间为90min,反应温度为220℃,此时二氧化硅提取率达到76.72%。随后将提取到的硅元素作为合成4A沸石分子筛的原材料,添加NaAlO2作为铝源,通过水热合成法成功地制备了廉价、高效的4A沸石分子筛,在4A沸石的合成过程中,探讨了不同的硅铝比n(SiO2/Al2O3)、水钠比n(H2O/Na2O)、水热合成时间、水热合成温度等因素对4A沸石分子筛结晶的影响,并利用XRD对其进行分析,结果表明,其最佳的合成条件为:硅铝比n(SiO2/Al2O3)=0.5,水钠比n(H2O/Na2O)=60,水热合成时间t=8h,水热合成温度T=100℃,并且在大量实验的基础上探讨了 4A沸石的合成规律。对最优条件下合成的4A沸石分子筛样品进行了 XRD、热重分析、红外光谱分析、扫描电镜分析、BET比表面积分析,对样品的结构和性能进行了表征。对4A沸石分子筛样品的吸附性能测试是十分重要的,因此,本文利用了热重分析仪对所合成的4A沸石分子筛进行CO2、N2吸附性能研究,结果表明,在30℃、60℃、90℃的条件下,其对CO2的饱和吸附量分别为3.57mmol/g、1.50mmol/g和0.84mmo/g,在30℃条件下对N2的饱和吸附量为0.276mmol/g,仅为同条件下CO2平衡吸附量的7.73%。最后用数据拟合的方法对4A沸石分子筛样品对CO2的吸附动力学特性进行了研究分析,其吸附过程更符合班厄姆速率模型,即CO2在4A沸石分子筛上的吸附主要是由于其孔道作用,是一种物理吸附。