CN101972626B - 一种多用途沸石颗粒及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种多用途沸石颗粒及其制作方法，是选择天然沸石含量不少于70％的沸石矿，经破碎后粉碎成粒径D不大于124μm(124μm～200μm已可满足需要)的细粉，用1～10％(4～6％为佳)的淀粉制成淀粉浆作为粘合剂，制成圆球形或椭圆球形颗粒。还可进一步在所制成的球形颗粒外再包裹二氧化钛与沸石混合粉层，其中，该混合粉层中的二氧化钛与沸石粉的重量百分比为1∶(3～6)；所述的二氧化钛选用钠米级的二氧化钛；所述的沸石粉是由沸石矿破碎成粒径D不大于310μm的细粉。得到的成品颗粒干燥后经500～650℃烧结1.5～3小时，冷却，密封保存。其提供了一种新型的环保材料，能为污水治理、空气净化提供高效、使用方便的产品；且加工制作的成本较低，且使用安全。

Description

一种多用途沸石颗粒及其制作方法

技术领域

本发明属环保材料制备技术领域，尤其涉及一种多用途沸石颗粒及其制作方法。

背景技术

天然沸石是一种新兴材料，沸石作为天然多孔性材料，具有比表面积大、离子交换性好，在污水治理、空气净化、去除重金属等方面有很好的作用。现对于天然沸石的研究亦非常之多，沸石的特性和功能目前已经得到广泛认同，但在实际使用中，沸石的应用还不广泛。其原因主要是因为沸石原矿石中的沸石含量差别大，原矿石使用又不方便，造成目前的状况。

装修是给室内带来污染的最大的污染源，给人们健康带来很大的危害。人们在享受新居带来的喜悦的同时，也遭受着伤害健康的风险。这是室内装修普遍存在的问题，也是最头痛的问题。亟待有更好的吸附物质出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种多用途沸石颗粒，其经加工处理后吸附能力更强。

本发明的另一目的是提供一种多用途沸石颗粒的制作方法，其可以制造出性能优良的吸附材料-多用途沸石颗粒。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种多用途沸石颗粒，它是由破碎处理成细粉的沸石矿加入粘合剂加工制成的圆球形或椭圆球形沸石颗粒；其中所述粘合剂为占总重量1～10％的淀粉调制而成，所述破碎后的沸石矿细粉粒径D不大于124μm。所述制成的沸石颗粒粒径为6-8mm。

在上述所制成的沸石颗粒外再包裹二氧化钛与沸石混合粉层而得到的圆球形或椭圆球形冷触媒沸石颗粒，其中，该混合粉层中的二氧化钛与沸石粉的重量百分比为1∶(3～6)；所述的二氧化钛选用纳米级的二氧化钛；所述的沸石粉是由沸石矿破碎成粒径D不大于310μm的细粉。所述制成的冷触媒沸石颗粒粒径为8-10mm。

所述的沸石矿选取天然沸石含量＞70％的沸石矿，选取沸石矿选取斜发沸石和丝光沸石为佳。

一种上述的多用途沸石颗粒的制备方法，其方法步骤如下：

a)将沸石矿破碎处理成细粉，细粉粉粒径D不大于124μm，倒入搅拌机的容料室中待处理；

b)称取总重量1～10％的淀粉，先用水调开，滚水冲成浆糊状，待用；

c)启动搅拌机，将浆糊状淀粉倒入，不断搅拌至原料均匀；

d)将搅拌均匀的原料挤成条，割成圆形或椭圆形球；

e)抛光，烘干；

f)放入窑炉中焙烧，冷却后得到成品；

g)冷却后得到成品，密封保存。

本发明多用途沸石颗粒的制作方法中还可在步骤a)中，同时备出二氧化钛与沸石混合粉：将沸石矿破碎处理成细粉，细粉粒径D不大于310μm，按二氧化钛与沸石重量比1∶(3～6)称取纳米级的二氧化钛，两种原料混合均匀；完成上述步骤d)后，在割成的圆形或椭圆形球表面包裹二氧化钛与沸石混合粉层，其中，该混合粉层中的二氧化钛与沸石粉的重量百分比为1∶(3～6)；所述的二氧化钛选用纳米级的二氧化钛；所述的沸石粉是由沸石矿破碎成粒径D不大于310μm的细粉，继续步骤e)。

上述步骤f)中焙烧的温度为500～650℃，烧结1.5～3小时；步骤e)中的烘干温度为180～240℃，保温时间为1.5小时以上。

本发明多用途沸石颗粒及其制作方法为天然沸石的深度开发利用提供了一种方便产品，可用于污水治理、除臭去味、空气净化等方面。它是利用沸石的功能，选用优质矿石，利用现代工艺技术，通过高温活化而制成高活性、多用途、使用方便的沸石颗粒。本发明能大大推动沸石在污水治理、空气净化、去除重金属等方面的广泛应用，为环保事业的发展和人们的健康添砖加瓦。

本发明的优点是：

1、提供了一种新型的环保材料：能为污水治理、空气净化提供高效、使用方便的产品。

2、尤其利用了二氧化钛对有机物的催化分解作用，对甲醛等有机物具有强烈的吸附和分解作用，尤其是将吸附和分解作用相结合，对室内甲醛等污染物能快速去除，且可使产品吸附可以永不饱和，其使用性能和使用寿命远高于单一吸附作用的产品。

3、可降低环保成本：在提供吸附功能的同时，没有污染源的产生。

4、原料的矿藏丰富，加工制作的成本较低，且使用安全。

具体实施方式

沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，其具有独特的内部结构，沸石内部充满了细微的孔穴和通道，因而具有吸附性、离子交换性，现今被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等，但如何挖掘出其最大的功效，是本发明研发的主要目的。

本发明多用途沸石颗粒的原材料应是选择天然沸石含量不少于70％的沸石矿，尤以斜发沸石、丝光沸石等为佳，经破碎后粉碎成细粉粒径D不大于124μm(124μm～200μm已可满足需要)的细粉，用1～10％(4～6％为佳)的淀粉制成淀粉浆作为粘合剂，将浆糊状淀粉倒入破碎后粉碎成的沸石细粉中，搅拌至均匀，挤成条，割成圆形或椭圆形球，再进行后处理(抛光，烘干，焙烧)，冷却后得到成品，密封保存。制成的成品粒形为圆球形或椭圆球形颗粒，美观，便于使用；粒径应控制在6-8mm，既方便使用，又保持较大的比表面积。

该得到的产品为本发明多用途沸石颗粒的一种基础型产品，亦可继续深开发，利用包衣技术，在割成的圆形或椭圆形球表面继续包裹二氧化钛与沸石混合粉层，其中，该混合粉层中的二氧化钛与沸石粉的重量百分比为1∶(3～6)；所述的二氧化钛选用纳米级的二氧化钛；所述的沸石粉是由沸石矿破碎成粒径D不大于310μm的细粉。使二氧化钛只分布在沸石颗粒表面，减少二氧化钛用量。

本发明多用途沸石颗粒的制备方法中焙烧的温度选择应在500～650℃(600℃尤佳)，既能达到烧结要求，又能保证沸石的晶体结构不被破坏，且同时具有活化的功效，在焙烧过程中，颗粒中的粘合剂(淀粉)炭化后也有吸附效果，同时，这些粘合剂也是很好的造孔剂，通过焙烧，使淀粉充分氧化除去，能给沸石颗粒增加很多的表面孔穴和孔道，强化沸石颗粒的功能。沸石经600℃活化，能大大提高吸附能力。

下面是不同焙烧温度下焙烧后的沸石颗粒的氨氮去除率及烧结效果表：

焙烧温度(℃)	氨氮去除率(％)	烧结效果
			200	61.27	未烧结
300	66.13	未烧结
			400	74.79	未烧结
500	86.55	烧结，硬度差
			600	95.16	烧结，硬度适中
700	82.26	烧结，硬度大

实验结果表明，焙烧温度对沸石颗粒的氨氮去除率呈抛物线型，一开始，随着温度的升高，去除率也明显增加，600℃时达到最高，之后随着温度的升高氨氮去除率呈现下降趋势，可能是沸石内部结构开始发生破坏。综合考虑沸石颗粒的活化性能、生产成本及烧结后颗粒的硬度等因素，发明人选择了600℃为最佳的焙烧温度。

且一般在160℃左右保持恒温3～4小时，就能达到灭菌的目的。而本发明方法中的烘干温度为180～240℃，保温时间为2小时(或2小时以上)，能基本达到灭菌效果。再经过500～650℃的长时间焙烧，应该达到了彻底灭菌的效果，最后烧结出来的产品是无菌的。

经试验，本发明多用途沸石颗粒产品的吸附性能明显好于现有的吸附产品，且其是天然原料与可食用物品的结合，故而使用过程中没有污染源的产生，且该产品使用后，可以作为肥料或改良土壤使用。因而非常适合于家庭及公众场合下使用，能满足人们功能上的需求且同时不会对人体健康造成危害。本发明主要是利用沸石具有比表面积大、吸附功能强特点，还利用了二氧化钛对有机物的催化分解作用，利用沸石对空气中的甲醛等分子的吸附作用，使颗粒表面甲醛的浓度较高，使二氧化钛催化分解甲醛的速度加快，由于吸附作用和分解作用相辅相成，使吸附和分解作用一直维持在高水平，使室内的甲醛等污染物能被快速除去。

下面仅仅举出几个实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1：选择斜发沸石，具体方法步骤如下：

a)将斜发沸石矿破碎处理成细粉，细粉粒径D不大于124μm，称取加工后的斜发沸石矿粉的重量值后，倒入搅拌机的容料室中待处理；

b)根据上述称取的斜发沸石矿粉的重量值计算取用4％淀粉的重量，按计算值称取淀粉，先用水初步调开，再用滚水(热水或烫水)冲成浆糊状；

c)启动搅拌机，将加工得到的浆糊状淀粉倒入，不断搅拌至两种物质相互混合均匀；

d)将搅拌均匀的原料挤成条，割成粒径为6-8mm的椭圆形球；

e)抛光，烘干；

f)放入窑炉中焙烧，温度600℃，时间持续为2.5小时；

g)冷却后得到成品，分成若干袋密封保存。

实施例2：选择丝光沸石，具体方法步骤如下：

a)将丝光沸石矿破碎处理成细粉，细粉粉粒径D不大于124μm，称取加工后的丝光沸石矿粉的重量值后，倒入搅拌机的容料室中待处理；

b)根据上述称取的斜发沸石矿粉的重量值计算取用6％淀粉的重量，按计算值称取淀粉，先用水初步调开，再用滚水(热水或烫水)冲成浆糊状；

c)启动搅拌机，将加工得到的浆糊状淀粉倒入，不断搅拌至两种物质相互混合均匀；

d)将搅拌均匀的原料挤成条，割成粒径为6-8mm的球；

e)抛光，烘干；

f)放入窑炉中焙烧，温度550℃，时间持续为2.5小时；

g)冷却后得到成品，分成若干袋密封保存。

实施例3：选择斜发沸石，具体方法步骤如下：

a)将斜发沸石矿破碎处理成初级细粉，细粉粒径D不大于124μm，称取加工后的斜发沸石矿粉的重量值后，倒入搅拌机的容料室中待处理；

同时再备出二氧化钛与沸石混合粉：将沸石矿破碎处理成极致细粉，极致细粉粒径D不大于310μm，按二氧化钛与沸石重量比1∶(3～6)称取纳米级的二氧化钛，两种原料混合均匀，待用；

b)根据上述称取的斜发沸石矿粉的初级细粉重量值计算取用4％淀粉的重量，按计算值称取淀粉，先用水初步调开，再用滚水(热水或烫水)冲成浆糊状；

c)启动搅拌机，将加工得到的浆糊状淀粉倒入，不断搅拌至两种物质相互混合均匀；

d)将搅拌均匀的原料挤成条，割成粒径为6-8mm的圆球；在割成的圆球表面包裹二氧化钛与沸石混合粉层，至得到直径为8-10mm的圆球；

e)抛光，烘干；

f)放入窑炉中焙烧，温度650℃，时间持续为2.5小时；

g)冷却后得到成品，分成若干袋密封保存。

上述实施例中仅仅举出本发明多用途沸石颗粒部分的实施例，在上述本发明的技术方案中，除斜发沸石及丝光沸石矿外还可选择天然沸石含量＞70％的其他沸石矿；粘合剂淀粉的取量可以是总重量(沸石初级细粉与淀粉量的总合)的1～10％；二氧化钛与沸石混合粉中二氧化钛与沸石重量比1∶(3～6)；焙烧的温度为500～650℃；烘干温度为180～240℃；此处不再一一列举，故以上的说明所包含的技术方案应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种多用途沸石颗粒，其特征在于：它是由破碎处理成细粉的沸石矿加入粘合剂加工制成的沸石颗粒；其中所述粘合剂为占总重量1～10％的淀粉调制而成，所述破碎后的沸石细粉粒径D不大于124μm；在所制成的沸石颗粒外再包裹二氧化钛与沸石混合粉层而得到的圆球形或椭圆球形冷触媒沸石颗粒，其中，该混合粉层中的二氧化钛与沸石粉的重量百分比为1∶(3～6)；所述的二氧化钛选用纳米级的二氧化钛；所述的沸石粉是由沸石矿破碎成粒径D不大于310μm的细粉。

2.根据权利要求1所述的多用途沸石颗粒，其特征在于：所述制成的沸石颗粒粒径为6-8mm。

3.根据权利要求1所述的多用途沸石颗粒，其特征在于：所述冷触媒沸石颗粒粒径为8-10mm。

4.根据权利要求1所述的多用途沸石颗粒，其特征在于：所述沸石矿选取天然沸石含量＞70％的沸石矿。

5.根据权利要求1或3所述的多用途沸石颗粒，其特征在于：所述的沸石矿选取斜发沸石和丝光沸石。

6.一种权利要求1所述的多用途沸石颗粒的制备方法，其特征在于方法步骤如下：

a)将沸石矿破碎处理成细粉，细粉粒径D不大于124μm，倒入搅拌机的容料室中待处理，同时备出二氧化钛与沸石混合粉：将沸石矿破碎处理成细粉，细粉粒径D不大于310μm，按二氧化钛与沸石重量比1∶(3～6)称取纳米级的二氧化钛，两种原料混合均匀；

b)称取总重量1～10％的淀粉，先用水调开，滚水冲成浆糊状，待用；

c)启动搅拌机，将浆糊状淀粉倒入，不断搅拌至原料均匀；

d)将搅拌均匀的原料挤成条，割成圆形或椭圆形球，在割成的圆形或椭圆形球表面包裹二氧化钛与沸石混合粉层，继续步骤e)；

e)抛光，烘干；

f)放入窑炉中焙烧；

g)冷却后得到成品，密封保存。

7.根据权利要求6所述的多用途沸石颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤f)中焙烧的温度为500～650℃，烧结1.5～3小时。

8.根据权利要求6所述的多用途沸石颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤e)中的烘干温度为180～240℃，保温时间为2小时。