CN101429005A - 利用碳法糖滤泥制多孔陶瓷材料的方法 - Google Patents

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Abstract

利用碳法糖滤泥制多孔陶瓷材料的方法。是以糖厂废弃物糖滤泥(含水<13%,25~50wt%)和粘土(50~75wt%)为原料,将糖滤泥和粘土混合进行球磨至过120目筛,加水反复揉练直到可塑性达到可塑性泥料要求,陈腐,成型并干燥,在1000~1200℃下烧结10~40分钟而成多孔陶瓷材料。本发明生产工艺简单,既解决了糖滤泥处理难的问题,保护了环境;又降低了多孔陶瓷材料的生产成本。制备的多孔陶瓷材料的性能优越(陶瓷孔径尺寸为小于5μm,孔隙率为20~27%,吸水率为14~18%,机械强度为18~26MPa),可用于废水的过滤和分离,载体材料、吸音和隔音材料等多个领域。

Description

利用碳法糖滤泥制多孔陶瓷材料的方法
技术领域
本发明涉及粘土陶瓷制品,特别是多孔陶瓷制品及其制法,同时还涉及污水的处理,属于资源环境领域。
背景技术
糖滤泥是制糖澄清过程中产生的固体废弃物,是制糖工业大宗副产品之一,糖厂每生产1吨糖要排出约1吨的滤泥。我国制糖业基本上采用碳酸法和亚硫酸法两种工艺。因为碳法糖的质量比亚法糖质量好,售价高,是制糖生产的首选方法,但碳法糖滤泥(以下简称糖滤泥)为强碱性滤泥,长期以来被直接用于肥田或废弃,这些滤泥的堆放,除占用大量的土地外,对环境产生了严重的污染。传统的滤泥处理方法为适度发酵后做农肥,长期使用会碱化和板结土壤。多个糖厂曾试验将少量滤泥与水泥厂的原料混合烧制水泥,但滤泥中的含氮物在焙烧时生成恶臭的气体,造成二次(大气)污染,无法实行。所以到目前为止,还未发现糖滤泥有效的处理方法。
发明内容
本发明的目的是以糖滤泥为主要原料烧制抗压强度较高、孔径较小且分布均匀的多孔陶瓷材料,生产工艺简单,糖滤泥不需特殊处理即可满足工艺要求,不仅解决了糖滤泥处理的环保问题,使其变废为宝,改善环境,而且大大降低了多孔材料的生产成本。具有良好的社会效益和经济效益。
本发明为实现目的所采用的技术方案是:把晾干的糖滤泥与粘土混合,其原料配比的质量百分比范围为:糖滤泥25%~50%,粘土50%~75%,在1000℃~1200℃下烧结10~40分钟。
碳法糖滤泥的主要成分是碳酸钙。此外还含有镁、铁、铝、硅等氧化物及有机物。在煅烧的过程中碳酸钙分解放出二氧化碳气体,滤泥中的有机物碳化和燃烧也产生一定量的气体,且在一定的煅烧时间与煅烧温度内反应趋于完全,这样可使其烧结制品具有一定的孔隙率,因此糖滤泥可以作为多孔陶瓷材料的发泡剂。粘土具有一定的可塑性,且主要成分为铝、硅等氧化物,皆为成瓷的基本成分,将二者混合,在一定的工艺条件下烧结,随着温度升高,体系内发生反应可以生成石英晶体、莫来石晶体和钙长石晶体,形成多孔陶瓷材料。
本发明的有益效果是生产工艺简单,解决了糖滤泥处理难的问题,且降低了多孔陶瓷材料的生产成本。制备的多孔陶瓷材料的性能优越,可用于多个领域。
附图说明
图1为滤泥的XRD分析图谱(图中★代表碳酸钙的衍射峰);图2为烧成多孔陶瓷的XRD分析图谱(图中★代表石英的衍射峰;图中
Figure A200810229165D00041
代表莫来石的衍射峰;图中◆代表钙长石的衍射峰);图3(×200)、图4(×1500)、图5(×4000)为不同放大比例下多孔陶瓷的微观结构图,即SEM图。
具体实施方式
所用滤泥的矿物成分见附图1,所用的粘土化学成分见表1。
表1  粘土化学成分/%质量百分数
Figure A200810229165D00042
实施过程如下:
1.对糖滤泥进行预处理:采用摊晒方法干燥糖滤泥,使含水率达到13%以下从而适合存放的要求。
2.按三种不同质量比例即糖滤泥:粘土=1:1,1:2,1:3设计多孔陶瓷的配方进行称量,其编号依次为d-1、d-2、d-3,球磨一定时间混合均匀后,滤泥和粘土研磨过120目筛,卸料,加适量水反复揉练直到可塑性达到一定要求,形成可塑性泥料后陈腐一定时间。
3.将可塑性泥料制成35×35×10mm的模块或直径为30-40mm的球,以35×35×10mm的模块为例来评价其性能(结果见表2),干燥后以一定的升温速率在1000℃~1200℃下烧结10~40分钟来完成多孔陶瓷材料的烧成。
表2 试样的烧成性能
Figure A200810229165D00051
烧成的多孔陶瓷XRD图谱见图2,多孔陶瓷中生成了一定量的莫来石晶相,钙长石晶相和石英晶相。二者为陶瓷中的常见晶相,莫来石晶体硬度大,稳定性好,晶体呈交织簇状分布,可大大提高了陶瓷的抗压强度和抗折强度。板状的钙长石晶体提高了陶瓷的抗压强度。高硬度的石英晶体也保证了陶瓷的机械强度。
图3、4、5为不同放大比例下多孔陶瓷的微观结构,观察图3和4可看出,陶瓷内孔分布均匀,形成了网孔状结构。而且在图4中可以清晰地看到陶瓷的孔隙结构明显,交联度较大,在图5中可以看到陶瓷中气孔的孔径尺寸范围为<5μm。以上结果证实了利用滤泥与粘土烧结可以烧成多孔陶瓷。制的多孔陶瓷材料最后得到主晶相为莫来石、石英和钙长石,陶瓷孔径尺寸为小于5μm,孔隙率为20~27%,吸水率为14~18%,机械强度为18~26MPa,该多孔陶瓷可用于废水的过滤和分离,载体材料、吸音和隔音材料等。
烧成过程中化学反应式如下:
1)高岭石脱水形成偏高岭石
Al2O3·2SiO2·2H2O→Al2O3·2SiO2+2H2O↑ (500℃-700℃)
2)石英的晶型转化
α-SiO2→β-SiO2 (573℃)
3)碳酸钙的分解
CaCO3→CaO+CO2↑ (800℃以上)
4)莫来石的生成
2Al2O3·2SiO2→2Al2O3·3SiO2+SiO2 (925℃)
3Al2[Si2O3](OH)4→3Al2O3·2SiO2+4SiO2+6H2O↑ (1000℃)
5)钙长石的生成
CaO·SiO2+Al2O3·2SiO2→CaO·Al2O3·2SiO2+SiO2 (900℃-1000℃)
CaSiO3+Al2O3·2SiO2·2H2O→CaO·Al2O3·2SiO2+SiO2+2H2O↑ (1000℃)。

Claims (1)

1.利用碳法糖滤泥制多孔陶瓷材料的方法,其特征在于原料的质量百分配比为:
糖滤泥                  25~50
粘土                    50~75
其中:碳法糖滤泥含水<13%;
工艺步骤为:
(1)原料准备:干燥糖滤泥,使含水率达到13%以下;
(2)研磨:按比例配料,将糖滤泥和粘土混合进行球磨至过120目筛;
(3)成型:加水反复揉练直到可塑性达到可塑性泥料要求,进行陈腐一定时间后,根据制品要求来进行成型,干燥;
(4)烧制:在1000~1200℃下烧结10~40分钟而成多孔陶瓷材料,其孔径小于5μm、孔隙率为20~27%、吸水率为14~18%和机械强度为18~26MPa。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10300170B9 (de) * 2003-01-08 2005-04-21 Aluminium-Salzschlacke Aufbereitungs Gmbh Verfahren zur Herstellung von hochtonerdehaltigem Rohstoff
CN1179904C (zh) * 2003-02-14 2004-12-15 黄焕其 用碳法制糖滤泥烧制生坯红砖的方法
CN101172839B (zh) * 2007-10-31 2010-09-08 大连工业大学 利用糖厂滤泥生产多孔陶粒的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747076B (zh) * 2009-12-11 2012-01-11 大连工业大学 利用糖滤泥制造的轻质闭孔保温材料及方法

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