CN102503384B - 一种精密疏水过滤填料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密疏水过滤填料的制备方法,属于新材料领域。本方法采用以氧化铝、氧化镁、硼酐、二氧化硅、碳酸钠等为主要原料,经过粉碎、研磨超细加工,加入辅料结合剂,进一步研磨均匀,成为一种具有一定含水率的固态原料,用模具成型,阴干后,装炉高温进行烧结,冷却至室温后破碎加工至合格颗粒,成为一种精密疏水过滤填料。本发明的填料可以应用于各种水处理过滤,在污水处理、净水预处理等方面均可以使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种新材料领域的精密疏水过滤填料的制备方法。是一种可以实现10um以下的过滤精度的颗粒填料的制备方法,属于新材料领域,在污水处理、净水预处理等方面具有广阔的应用前景。
背景技术
通常我们所说的过滤是一种常见的固液分离方法,一般来说,过滤都需要借助过滤介质才能实现从液相中将固体物质分离出来。常见的过滤介质有石英砂、硅藻土、锰砂、陶粒、活性炭等,高精度过滤材料有微滤膜、超滤膜、反渗透膜等,不同的过滤介质针对的过滤对象及过滤精度都不同。如石英砂的过滤精度是5-10mm,可有效去除胶体微粒及高分子有机物,但更小的粒径的颗粒就不能分离。常见的过滤精度见表1。而实现高精度过滤的造价较高昂,特别是一些具有耐酸、耐碱、耐高温等特殊要求的固液分离更是造价高昂,因此,制备高性能的过滤填料具有巨大的应用市场;对于这类特殊的过滤材料国内外均有大量的机构和企业在研究,针对不同的行业、不同的过滤要求开发出来了多种产品,有代表性的是多孔陶瓷材料,最高过滤精度可以实现0.1um。但造价成本高昂,应用领域受到限制。因此研制成本较低、可以实现1-10um左右的过滤介质具有很大的市场应用前景。
本发明的填料能满足耐酸、耐碱、耐高温等特殊要求的固液分离,可以实现10um以下的过滤精度。
表1不同过滤介质的过滤精度
序号 | 过滤介质 | 过滤精度 | 成本 |
1 | 石英砂 | 5-10mm | 低 |
2 | 硅藻土 | 5-10mm | 低 |
3 | 锰砂 | 5-10mm | 中 |
4 | 陶粒 | 5-10mm | 较高 |
5 | 活性炭 | 5-10mm | 较高 |
6 | 微滤膜 | 0.1um | 很高 |
7 | 超滤膜 | 0.01um | 很高 |
8 | 多孔陶瓷材料 | 0.1um | 很高 |
9 | 本发明填料 | 1-10um | 中 |
发明内容
本发明的目的在于制备一种可以实现高过滤精度,成本低廉,具有耐酸、耐碱、耐高温等特殊要求的过滤填料。
本发明采用以氧化铝、氧化镁、硼酐、二氧化硅、碳酸钠等为主要原料,利用特定的加工工艺,经过粉碎、研磨等超细加工,加入辅料结合剂研磨均匀,成为一种具有一定含水率的固态原料;将制备好的原料用模具成型并阴干,装炉后用1700℃以上高温进行烧结,冷却至室温后用破碎机加工至合格颗粒,成为一种精密疏水过滤填料。
本发明的具体配方及实施内容如下:
1)主原料配方
氧化铝:18.3~22.2%
氧化镁:13.5~15.5%
硼酐:9.5~11.8%
软质粘土:8.5~10.5%
二氧化硅:4.8~5.5%
碳酸钠:6.6~7.2%
红煤渣:4.5~5.5%
2)辅料及结合剂
结合剂1:铝铬磷酸盐4.5~6.4%
结合剂2:水玻璃4.5~6.5%
结合剂3:焦油9.5~10.5%
水:7.5~8.4%
将以上的主原料按质量配比混合,并粉碎、研磨超细加工,完成后加入辅料及结合剂进一步研磨均匀,成为一种半湿状的固态物质。按一定的尺寸制作模具,厚度不宜大于50mm,利于节能和后续的加工,用模具成型后堆垛阴干,制成半成品。
将阴干后的半成品装炉,按一定的升温速率,使温度达到1700℃以上进行烧结,保温2.5-3h。将烧结好的填料按一定速率降至室温后,用鄂式破碎机对填料进行破碎、筛分,加工成为粒径1mm、2mm、3mm的颗粒填料。
本发明的具体实施实例:
经过无数次的试验实施,本发明的各主辅料的最佳配比为:
(1)氧化铝:21.2%
(2)氧化镁:14.6%
(3)硼酐:9.8%
(4)软质粘土:10.2%
(5)二氧化硅:5.5%
(6)碳酸钠:6.6%
(7)红煤渣:5.1%
(8)铝铬磷酸盐:4.8%
(9)水玻璃:4.5%
(10)焦油:9.7%
(11)水:8.0%
以上的主辅料按质量百分比合计为100%;将主辅料按(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(11)依次加入,充分混合研磨20min后,再加入(9)、(10),进一步充分研磨25min,成为制作填料的原料备用。
用0.8mm厚的铁板制成长200mm宽100mm厚20mm的长方体模具,将制备好的原料加入模具中压实成型,取出后堆垛阴干成为半成品。
将半成品装炉进行烧结,按每小时100℃的升温速率升温至1700℃,保温3小时,再按每小时降温120℃的速率降至室温。将烧结好的成品用鄂式破碎机进行破碎、筛分,成为粒径1mm、2mm、3mm的颗粒填料,完成填料制备过程。
制备好的填料各项物理性能见表2
表2填料的各项物理性能指标
序号 | 项目 | 指标 | 备注 |
1 | 容重 | 850Kg/m3 | |
2 | 比重 | 1.3-1.45g/cm3 | |
3 | 吸水率 | 0.9-15.3% | |
4 | 耐酸度 | 99.2 | 浸泡于30%盐酸中二周 |
5 | 耐碱度 | 85.3 | 浸泡于NaOH、KOH碱液中二周 |
6 | 空隙率 | 35-45% | 堆积法 |
7 | 硬度 | 7级 | |
8 | 抗压强度 | 2800-3500kg/cm2 | |
9 | 摩擦损耗率 | <7% | |
10 | 比表面积 | 13.6-25.5m2/g |
[0043] 本发明具有以下的优点和效果:
本发明的填料具有孔隙率高、透气性能好、阻力小、清洗再生方便,过滤精度高,且耐高温、耐酸、耐碱,在一些特殊污水处理中应用前景广阔。在各种污水处理、净水预处理等领域具有较大的应用市场。
附图说明
图1填料制备工艺流程图
Claims (6)
1.一种精密疏水过滤填料的制备方法,其特征在于采用以氧化铝、氧化镁、硼酐、二氧化硅、碳酸钠、软质粘土、红煤渣为主要原料,经过一定的工艺加工,成为一种精密疏水过滤填料,具体的步骤如下:
(1)主原料配方
氧化铝: 18.3~22.2%
氧化镁: 13.5~15.5%
硼酐: 9.5~11.8%
软质粘土: 8.5~10.5%
二氧化硅: 4.8~5.5%
碳酸钠: 6.6~7.2%
红煤渣: 4.5~5.5%
(2)辅料及结合剂
结合剂1: 铝铬磷酸盐4.5~6.4%
结合剂2: 水玻璃4.5~6.5%
结合剂3: 焦油9.5~10.5%
水: 7.5~8.4%
(3)将以上的主原料按质量配比混合,并研磨超细加工,完成后加入辅料及结合剂进一步混合均匀,成为一种半湿状的固态物质;
(4)按一定的尺寸制作模具,厚度不大于50mm,利于后续的加工,用模具成型后堆垛阴干,制成半成品;
(5)将阴干后的半成品装炉,按一定的升温速率,使温度达到1700℃以上进行烧结,保温2.5-3h;
(6)降至室温后,用鄂式破碎机对填料进行破碎、筛分,成为粒径1mm、2mm、3mm的颗粒填料。
2.根据权利要求1所述的精密疏水过滤填料制备方法,其特征在于所述的各主辅料最佳配方为:
(1)氧化铝: 21.2%
(2)氧化镁: 14.6%
(3)硼酐: 9.8%
(4)软质粘土: 10.2%
(5)二氧化硅: 5.5%
(6)碳酸钠: 6.6%
(7)红煤渣: 5.1%
(8)铝铬磷酸盐: 4.8%
(9)水玻璃: 4.5%
(10)焦油: 9.7%
(11)水: 8.0%。
3.根据权利要求2所述的一种精密疏水过滤填料的制备方法,其特征在于:按所需的主辅料最佳比例依次加入氧化铝、氧化镁、硼酐、软质粘土、二氧化硅、碳酸钠、红煤渣、铝铬磷酸盐和水,充分研磨混合后,再加入水玻璃和焦油,进一步充分混合,成为制作填料的原料。
4.根据权利要求1所述的精密疏水过滤填料制备方法,其特征在于:成型模具尺寸为长200mm宽100mm厚20mm的长方体模具,堆垛阴干成为半成品。
5.根据权利要求1所述的精密疏水过滤填料制备方法,其特征在于:将半成品装炉进行烧结,按每小时100℃的升温速率升温至1700℃,保温3小时,再按每小时降温120℃的速率降至室温。
6.根据权利要求1所述的精密疏水过滤填料制备方法,其特征在于:烧结后的成品用破碎机进行破碎、筛分,成为粒径1mm、2mm、3mm的颗粒填料,这种颗粒填料在污水处理、净水预处理领域的过滤器中使用,实现1-10μm 的过滤精度。
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