CN100562357C - 利用工业废渣制备多孔滤膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种简单实用的低成本多孔滤膜的制备方法,即将工业废渣进行破碎或分选,加入添加剂匀化、成型,成型物干燥后在烧结炉中烧结,冷却后得到孔径分布窄,孔隙率高的对称多孔滤膜。此产品用于微滤分离或用作非对称多孔膜的支撑体。利用工业废渣添加添加剂配制的涂膜液在对称膜上涂覆,涂覆后进行干燥和烧结,制备非对称多孔滤膜。
Description
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域中的膜制备方法。提出一种利用工业废渣制备多孔滤膜的方法。
背景技术
现有的多孔膜包括有机高分子膜和无机膜。无机膜由于具有良好的化学稳定性和耐高温性能得到迅速发展。无机膜主要包括金属膜、陶瓷膜和炭膜,其中陶瓷膜生产工艺一般采用陶瓷粉粘结成型,然后进行高温烧结得到。由于陶瓷粉硬度高,磨细成本很高,并且消耗大量的天然矿物资源,烧结温度高,能耗高。工业废渣是矿业、冶金和电力等行业产生的固体废弃物,我国堆存量已超过亿吨,由于利用率较低,堆存量每年还在增加,以其为原料,制备多孔滤膜,可大幅降低膜成本同时减少废渣堆存量。
发明内容
本发明的目的是提供一种以廉价的工业废渣为原料,采用简单的工艺,即将工业废渣中加入适量的水和添加剂,成型,成型物干燥后,置烧结炉中烧结,制造孔径分布窄,成本低的微滤膜的方法。
实现本发明的构思基于:采用和陶瓷原料性质相似、来源丰富的工业废渣灰为原料,经成型、干燥、烧结形成多孔滤膜,原料成本大幅降低。
实施本发明的具体方法是:
1.利用工业废渣制造多孔滤膜由下述步骤组成:
a)在工业废渣中加入添加剂,匀化、成型;
b)将成型物干燥;
c)将干燥后的成型物置于烧结炉中烧结;和
d)冷却,
工业废渣选自下述的一种或多种:
(1)燃煤热电厂产生的、经过破碎或分选的燃煤飞灰或炉底渣;
(2)冶金高炉产生的、经过破碎或分选的高炉渣;
(3)经过破碎或分选的煤矸石;
(4)经过破碎或分选的高岭石尾矿;
(5)经过破碎或分选的钒土矿尾矿,
添加剂选自下述的一种或多种:
a)粘结剂:选自酚醛树脂、纤维素、淀粉或聚乙烯醇;
b)塑化剂:甘油、聚乙二醇或聚乙烯醇;
c)润滑剂:乙二醇,
烧结条件为:烧结温度600~1600℃,升温速率每分钟0.1~30℃,恒温时间0~500分钟。
2.其中,用等静压法、挤出法或浇铸法进行成型。
3.利用1中所述方法制造得到的多孔滤膜制备非对称多孔滤膜,由下述步骤组成:
a)将上述方法制造得到的多孔滤膜用涂膜液进行涂覆;
b)将涂覆后的产品干燥;
c)将干燥后的产品置于烧结炉中进行烧结;和
d)冷却,
涂膜液是利用1中所述工业废渣添加添加剂配制的浆液,添加剂选自下述的一种或多种:
a)粘结剂:选自酚醛树脂、纤维素、淀粉或聚乙烯醇;
b)分散剂:选自聚羧酸盐、烷基磺酸盐、烷基聚乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚,
烧结条件为:烧结温度600~1600℃,升温速率每分钟0.1~30℃,恒温时间0~500分钟。
4.3中所述涂覆方法是喷涂法、刮涂法或浸涂法。
5.在上述方法中,干燥条件为:自然干燥或加热烘干。
6.在上述方法中,冷却是自然冷却。
本发明以工业废渣为原料,通过简单的烧结法制得低成本的多孔滤膜。该发明投资小,是工业废渣高附加值利用的好方法,经济效益和环境效益显著。
下面介绍本发明的实施例:
具体实施方式
实施例1
采用经过分离得到的平均粒径10微米的粉煤灰微珠,加入适量的水和1%的甲基纤维素,搅拌捏和均匀,采用等静压法在直径2cm的模具中成型,成型压力6MPa,得到厚度2mm的对称膜素坯,室温干燥24小时或110摄氏度干燥1小时,然后置入马弗炉中,以每分钟3摄氏度的升温速度升至1100摄氏度,恒温1小时,自然冷却到室温,得到平均孔径2.0微米的多孔膜。
实施例2
采用平均粒径2微米的粉煤灰微珠,工艺条件同实施例1,可得到平均孔径0.38微米的多孔膜。
实施例3
以平均粒径为2微米的粉煤灰粒子制备浆液,浆液中含粉煤灰粒子40%,粘结剂甲基纤维素5%,分散剂聚丙烯酸钠盐0.02%,水54.95%,搅拌均匀后,以实施例1制备的多孔膜为支撑体,经浸涂法涂膜。自然干燥48小时,以和实施例1相同的烧结条件烧结,得到分离层平均孔径为0.4微米的非对称多孔滤膜。
Claims (6)
1.一种利用工业废渣制造多孔滤膜的方法,其由下述步骤组成:
a)在工业废渣中加入添加剂,匀化、成型;
b)将成型物干燥;
c)将干燥后的成型物置于烧结炉中烧结;和
d)冷却,
工业废渣选自下述的一种或多种:
(1)燃煤热电厂产生的、经过破碎或分选的燃煤飞灰或炉底渣;
(2)冶金高炉产生的、经过破碎或分选的高炉渣;
(3)经过破碎或分选的煤矸石;
(4)经过破碎或分选的高岭石尾矿;
(5)经过破碎或分选的钒土矿尾矿,
添加剂选自下述的一种或多种:
a)粘结剂:选自酚醛树脂、纤维素、淀粉或聚乙烯醇;
b)塑化剂:甘油、聚乙二醇或聚乙烯醇;
c)润滑剂:乙二醇,
烧结条件为:烧结温度600~1600℃,升温速率每分钟0.1~30℃,恒温时间0~500分钟。
2.根据权利要求1的方法,其中,用等静压法、挤出法或浇铸法进行成型。
3.利用权利要求1的方法制造得到的多孔滤膜制备非对称多孔滤膜的方法,其由下述步骤组成:
a)将利用权利要求1的方法制造得到的多孔滤膜用涂膜液进行涂覆;
b)将涂覆后的产品干燥;
c)将干燥后的产品置于烧结炉中进行烧结;和
d)冷却,
涂膜液是利用权利要求1中的工业废渣添加添加剂配制的浆液,添加剂选自下述的一种或多种:
a)粘结剂:选自酚醛树脂、纤维素、淀粉或聚乙烯醇;
b)分散剂:选自聚羧酸盐、烷基磺酸盐、烷基聚乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚,
烧结条件为:烧结温度600~1600℃,升温速率每分钟0.1~30℃,恒温时间0~500分钟。
4.根据权利要求3的方法,其中,涂覆方法是喷涂法、刮涂法或浸涂法。
5.根据权利要求1或3的方法,其中,干燥条件为:自然干燥或加热烘干。
6.根据权利要求1或3的方法,其中,冷却是自然冷却。
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