CN101264402A - 一种硅藻土滤筛的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种硅藻土滤筛的制备方法，其特征是包括以下步骤：1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；硅藻土100，粘土10－20，甲基纤维素0.07－0.13，煤4－8，或十二烷基磺酸钠2－4，碱0.48－0.52；所述的100份硅藻土为生料，将生料硅藻土中的60－72份装入炉中加温800℃－1000℃煅烧，经18－22小时，形成熟料，与生料混和使用；2)粉碎，3)混和研磨，4)陈化，5)成形，6)烧结。本发明的滤筛制品的优点是：制品具有吸附、阻留、筛分功能；滤筛制品经高温煅烧，卫生、无毒，且可反复使用、清洗方便，无需反冲洗类似设备配置。本发明滤筛广泛适用于研究、化验、教学、医药、核能的科研领域，作为气体、液体、固体间的分离、提纯、萃取的手段使用。
Description
技术领域
本发明涉及分离过滤筛制品的制备方法，特别是一种硅藻土滤筛的制备方法。
背景技术
以往对流体混合物或污染的水溶液是通过各种分离方法去除的。通常的过滤介质是以下物质：1散堆材料或粒状物材料，它是一种过滤器底下带有微孔，散堆材料在其上铺有粗沙砾、细卵石和砂子等滤层的过滤器。2、毛毡纤维或织物纤维做滤层，用来载留固体，纺织棉是使用最多的滤层材料。3、多孔碳材、石墨、铝或硅、钛金属以及某些多孔的塑料材料，包括聚丙烯和聚四氟乙烯，用作过滤介质，这种多孔材料进行精密过滤(需配置反冲洗装置)。4、半透膜是用一种称为硝棉胶的再生纤维素的均匀薄膜制成。半透膜在生物物料净化中应用很广。以上用于常规过滤分离方法都有一定的局限性、不稳定性、成本相对高的劣势。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅藻土滤筛的制备方法。本发明的硅藻土滤筛制品其过滤精密、可调，可制成所需形状，操作稳定性强、成本低、无需反冲洗。
本发明的目的是按如下的技术方案完成的。本发明是一种硅藻土滤筛的制备方法，其特征是包括以下步骤：
1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；
硅藻土100
粘土10-20
甲基纤维素0.07-0.13
煤4-8或十二烷基磺酸钠2-4
碱0.48-0.52
所述的100份硅藻土中，有60-72份是经煅烧处理的；所述的煅烧处理是将去除杂质异物的100份生料硅藻土中的60-72份装入炉中加温800℃-1000℃煅烧，经18-22小时，形成熟料，生料和熟料混合使用；
2)粉碎，将各组分分别粉碎成料粉；
3)混和研磨，将碱用水溶化，与其余各组分料粉放在球磨机中加水混和，球磨成悬浮液；
4)陈化，将悬浮液静置3-10天；
5)成形，将陈化后的悬浮液干燥形成坯体；
6)烧结，将成形的坯体烧结成制品，从室温匀速升温到1000-1150℃，时间为15-20小时，
在步骤3)混和研磨中，采用球磨机加工，陶瓷球的直径分布是：小球径为30-35mm，占重量20-25份；中球径为35-45mm，占25-30份；大球径为60-70mm，占20份-25份；陶瓷球的装填量为球磨机体积的50％；球磨机的筒体线速度95-125m/min；物料、陶瓷球与水三者重量比例为：75∶100∶25，球磨8-10小时，形成悬浮液。
在步骤3)混和研磨中，悬浮液为经万孔筛(每平方英寸一万个孔眼)筛余5％～10％的泥浆。
在步骤5)成形中，温度为30℃、坯体在模具内放24小时后取出，放在50℃的干燥室内干燥，待坯料完全脱水后，修整坯体表面光滑为半成品。
所述的坯体是杯型或筒形，将制备好的浆料注入有吸水性的石膏模型中，待浆料吸附于石膏模型上，得到一定厚度的坯体后，再将多余的浆料倒出，然后，坯体形状在模型内固定下来，待吸去一部分水分，坯料出现一定的收缩后，即可脱膜得到坯体。
在步骤6)烧结中，在从常温升至200℃的阶段，按每分钟升高1℃速度进行。
本发明中，将硅藻土作为主料，取其中的部分硅藻土(简称生料)进入煅烧炉加温煅烧，煅烧后的硅藻土(简称熟料)与生料混和使用。
根据制品滤筛孔径要求、强度要求、透水或透气率的要求，将熟料、生料、粘合剂和增塑剂(如甲基纤维素、甘油)、造孔剂(如煤)或发泡剂(如十二烷基磺酸钠)混和、加水球磨。
组分中的甲基纤维素的作用是增加粘合度。粘土使制品未烧前有更高的强度和泥浆的悬浮性好。煤的作用是在焙烧过程中，产生气体逸出或有机燃尽物燃尽后留下空间，确保孔隙的形成。碱的作用是对粘土、水体系的反絮凝作用，使坯体的温度和干燥强度提高，开裂减少，另外碱还可以与煤起作用，形成一种易溶和高效的有机分散剂。将上述材料装入球磨机进行研磨。影响研磨机效果的有：球磨机的转速；研磨体的性质；物料的性质与加量；物料、球石与水三者的比例；研磨体的密度越大，研磨效率越高。研磨体的直径应为物料粒径的90倍左右。物料太多则泥浆太稠，容易粘住球石，降低研磨效率；物料太少，则泥浆太稀，球石之间的碰撞加剧，同样会降低研磨效率。出磨后泥浆如果静置一段时间后，会出现分层现象，泥浆成分不均匀，必须再次进入搅拌，使泥浆成分均匀，有利于泥浆中有机物的分解，促使泥浆中气体的排出。陈化步骤有利于粘土矿物的充分分散和能够进行充分的离子交换。有利于泥浆均匀稳定。
注浆成型是将制备好的浆料注入装有吸水性的石膏模型中停留一段时间，待浆料吸附于石膏模型上，得到一定厚度的坯体后，再将多余的浆料倒出；然后坯体形状在模型内固定下来，待吸去一部分水分，坯料出现一定的收缩后，即可脱膜，得到生坯体。这种空心注浆(单面注浆)的方法可用于杯型滤筛制品。杯的壁厚由吸浆时间决定。将完全成型干燥的生坯，逐件摆放在氧化锆槽内(氧化锆槽是专门配置的烧结用具)。焙烧温度是影响滤筛制品性能的最重要因素。从室温到200℃是加热敏感区，应严格控制升温速度，按每分钟升高1℃速度进行；以后逐步升温。在高温下，坯体中粉体颗粒释放表面能形成晶界。由于扩散、蒸发、凝聚等传质作用，发生晶界物移动和晶界的减少，以及颗粒间气孔的排出，从而导致小颗粒的减少。由于许多颗粒同时长大，相互紧密堆积成多边形聚合体，形成微孔瓷坯的组织结构。本发明制品毛细孔径一般为5-10微米，还可达1微米以下。滤筛制品的过滤机理主要是机械筛选表面吸附，孔隙内部阻留。由于烧结硅藻土滤筛制品的微孔孔径可制成为0.5微米，而杆菌一般长1-5微米，宽0.5-1微米。大肠杆菌属于杆菌。球菌直径为0.5-2微米。杆菌和球菌的个体尺寸大于烧结硅藻土制品(如杯形)的孔径。因此滤筛杯通过机械筛滤作用即可去除杆菌和球菌。另外硅藻土的吸附、阻留作用能使细菌牢固的粘附在滤筛制品的外表面，使细菌失去活性，达到灭菌的效果。对于饮用水的深加工创造了良好条件。经加工切片的滤片组合之下，可应用在啤酒的净化工序中。
综上所述，本发明的滤筛制品的优点是：1、制品具有吸附、阻留、筛分的三大过滤功能。2、制品经过1000℃以上煅烧，卫生、无毒、细菌不能繁殖。3、制品是陶瓷制品，可反复使用、稳定性强、清洗方便，只要刷洗外表层即可再次使用，无需反冲洗类似设备配置。4、烧结的坯料可加工性强，可用机床或手工磨、切的方式加工。
本发明滤筛广泛应用于研究、化验、教学、医药、核能的科研领域，作为气体、液体、固体间的分离、提纯、萃取的过滤技术手段。也可应用各各领域的生产工序中，以提高质量、降低成本。
具体实施方式
实施例1，制作片形滤筛，步骤如下；
1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；
硅藻土100 粘土15 甲基纤维素0.1
煤6
碱0.5
所述的100份硅藻土中，有60份是经煅烧处理的；所述的煅烧处理是将去除杂质异物的100份生料硅藻土中的60份装入炉中加温900℃煅烧，经20小时，形成熟料，与生料混合使用；
2)粉碎，将各组分分别粉碎成料粉；
3)混和研磨，将碱用水溶化，与其余各组分料粉放在球磨机中加水混和，球磨成悬浮液；采用球磨机加工，陶瓷球的直径分布是：小球径为30mm，重量占20份；中球径为35mm，占25份；大球径为60mm，占20份；陶瓷球的装填量为球磨机体积的50％；球磨机的筒体线速度95m/min；物料、研磨体与水三者比例为：75∶100∶25，球磨8小时，形成悬浮液。
颗粒细度指标以万孔筛筛余8％泥浆，PH值9，泥浆比重1∶6，并经去铁处理；
4)陈化，将悬浮液静置7天；
5)成形，将悬浮液干燥形成片形坯体；温度为30℃，坯体在模具内放24小时后取出，放在50℃的干燥室内干燥，待坯料完全脱水后，修整表面使光滑为坯体。
6)烧结，用燃气窖炉烧制。将成形的坯体烧结成制品，从室温匀速升温到1000℃，时间为20小时，但在从常温至200℃时段，严格控制按每分钟提高1℃速度升温。
实施例2，制作片形滤筛，步骤如下；
1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；
硅藻土100 粘土10 甲基纤维素0.08
煤4
碱0.5
所述的硅藻土中，有66份是经煅烧处理的；所述的煅烧处理是将去除杂质异物的生料硅藻土中的66份装入炉中加温800℃煅烧，经22小时，形成熟料，与生料混合使用；
2)粉碎，将各组分分别粉碎成料粉；
3)混和研磨，将碱用水溶化，与其余各组分料粉放在球磨机中加水混和，球磨成悬浮液；采用球磨机加工，陶瓷球的直径分布是：小球径为35mm，占25份；中球径为45mm，占30份；大球径为70mm，占25份；陶瓷球的装填量为球磨机体积的50％；球磨机的筒体线速度95m/min；物料、研磨体与水三者比例为：75∶100∶25，球磨10小时，形成悬浮液。
颗粒细度指标以万孔筛筛余5％泥浆，PH值10，泥浆比重1∶6，并经去铁处理。
4)陈化，将悬浮液静置5天；
5)成形，将陈化后的悬浮液干燥形成坯体；在温度为30℃时，坯体在模具内放24小时后取出，放在50℃的干燥室内干燥，待坯料完全脱水后，修整坯体使表面光滑。
6)烧结，用燃气窖炉烧制。将成形的坯体烧结成制品，从室温匀速升温到1150℃，时间为15小时，在从常温至200℃阶段，控制按每分钟提高1℃速度升温。
实施例3，制作杯形滤筛，步骤如下；
1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；
硅藻土100 粘土20 甲基纤维素0.13
煤8
碱0.52
所述的硅藻土中，有70份是经煅烧处理的；所述的煅烧处理是将去除杂质异物的生料硅藻土中的70份装入炉中加温1000℃煅烧，经20小时，形成熟料，与生料混合使用；
2)粉碎，将各组分分别粉碎成料粉；
3)混和研磨，将碱用水溶化，与其余各组分料粉放在球磨机中加水混和，球磨成悬浮液；采用球磨机加工，陶瓷球的直径分布是：小球径为33mm，占22份；中球径为40mm，占28份；大球径为65mm，占22份；陶瓷球的装填量为球磨机体积的50％；球磨机的筒体线速度125m/min；物料、研磨体与水三者比例为：75∶100∶25，球磨9小时，形成悬浮液。
颗粒细度指标以万孔筛筛余10％泥浆，PH值9，泥浆比重1∶6，并经去铁处理。
4)陈化，将悬浮液静置8天；
5)成形，坯体是杯型，将制备好的浆料注入有吸水性的石膏模型中，待浆料吸附于石膏模型上，得到一定厚度的坯体后，再将多余的浆料倒出，然后，坯体形状在模型内固定下来，待吸去一部分水分，坯料出现一定的收缩后，即可脱膜得到坯体。
6)烧结，用燃气窖炉烧制。将成形的坯体烧结成制品，从室温匀速升温到1100℃，时间为18小时，但在从常温至200℃阶段，控制按每分钟1℃速度升温。
实施例4，制作杯形滤筛，步骤如下；
1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；
硅藻土100 粘土16 甲基纤维素0.10
十二烷基磺酸钠3
碱0.50
所述的硅藻土中，有66份是经煅烧处理的；所述的煅烧处理是将去除杂质异物的生料硅藻土中的66份装入炉中加温900℃煅烧，经20小时，形成熟料，与生料混合使用；
2)粉碎，将各组分分别粉碎成料粉；
3)混和研磨，将碱用水溶化，与其余各组分料粉放在球磨机中加水混和，球磨成悬浮液；采用球磨机加工，陶瓷球的直径分布是：小球径为33mm，占22份；中球径为40mm，占28份；大球径为65mm，占22份；陶瓷球的装填量为球磨机体积的50％；球磨机的筒体线速度125m/min；物料、研磨体与水三者比例为：75∶100∶25，球磨9小时，形成悬浮液。
颗粒细度指标以万孔筛筛余7％泥浆，PH值9，泥浆比重1∶6，并经去铁处理。
4)陈化，将悬浮液静置6天；
5)成形，坯体是杯型，将制备好的浆料注入有吸水性的石膏模型中，待浆料吸附于石膏模型上，得到一定厚度的坯体后，再将多余的浆料倒出，然后，坯体形状在模型内固定下来，待吸去一部分水分，坯料出现一定的收缩后，即可脱膜得到坯体。
6)烧结，用燃气窖炉烧制。将成形的坯体烧结成制品，从室温匀速升温到1100℃，时间为18小时，但在从常温至200℃阶段，控制按每分钟1℃速度升温。
Claims (6)
1、一种硅藻土滤筛的制备方法，其特征是包括以下步骤：
1)配料，按下列配方将各组分按重量份备齐；
硅藻土100
粘土10-20
甲基纤维素0.07-0.13
煤4-8 或十二烷基磺酸钠 2-4
碱0.48-0.52
所述的100份硅藻土为生料，将去除杂质异物的生料硅藻土中的60-72份装入炉中加温800℃-1000℃煅烧，经18-22小时，形成熟料，与生料混和使用；
2)粉碎，将所述的各组分分别粉碎成料粉；
3)混和研磨，将碱用水溶化，与其余各组分料粉放在球磨机中加水混和，球磨成悬浮液；
4)陈化，将悬浮液静置3-10天；
5)成形，将陈化后的悬浮液干燥形成坯体；
6)烧结，将成形的坯体烧结成制品，从室温匀速升温到1000-1150℃，时间为15-20小时。
2、根据权利要求1所述的硅藻土滤筛的制备方法，其特征是：
步骤3)混和研磨中，采用球磨机加工，陶瓷球的直径分布是：小球径为30-35mm，占重量20-25份；中球径为35-45mm，占25-30份；大球径为60-70mm，占20份-25份；陶瓷球的装填量为球磨机体积的50％；球磨机的筒体线速度95-125m/min；物料、陶瓷球与水三者重量比例为：75∶100∶25，球磨8-10小时，形成悬浮液。
3、根据权利要求2所述的硅藻土滤筛的制备方法，其特征是：
所述的悬浮液为经万孔筛筛余5％～10％的泥浆。
4、根据权利要求1所述的硅藻土滤筛的制备方法，其特征是：在步骤5)成形中，温度为30℃、坯体在模具内放24小时后取出，放在50℃的干燥室内干燥，待坯料完全脱水后，修整坯体表面光滑为半成品。
5、根据权利要求1所述的硅藻土滤筛的制备方法，其特征是：
在步骤5)成形中，所述的坯体是杯型或筒形，将制备好的浆料注入有吸水性的石膏模型中，待浆料吸附于石膏模型上，得到一定厚度的坯体后，再将多余的浆料倒出，然后，坯体形状在模型内固定下来，待吸去一部分水分，坯料出现一定的收缩后，即可脱膜得到坯体。
6、根据权利要求1所述的硅藻土滤筛的制备方法，其特征是：在步骤6)烧结中，在从常温升至200℃的阶段，按每分钟升高1℃速度进行。
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