CN102775120B - 硅藻土多孔陶粒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

硅藻土多孔陶粒的制备方法属无机非金属材料技术领域，本发明将氢氧化钠、水玻璃和水按4∶17∶5混合制备陈化剂；按重量百分比配备硅藻土45～55、膨润土10～18、水35～38，均匀混合，压制成颗粒并滚圆，制得直径为3～8毫米的球形颗粒；按重量百分比配备粉煤灰20～30、硅藻土20～30、陈化剂50，均匀混合制备外壳粉料；将球形颗粒和外壳粉料按3∶1的比例，投入汤圆机中，滚动5～10分钟，制得陶粒，室温下静置72小时或置于40℃蒸养箱中蒸养24小时，即得直径为3.3～8.8毫米的多孔硅藻土陶粒；采用本发明制备硅藻土多孔陶粒，无需高温烧制，可节省能源并避免高温烧制对陶粒空隙的破坏，提高陶粒的吸附能力，有效提高陶粒的机械强度，且成本低廉，制备简单。

Description

硅藻土多孔陶粒的制备方法
技术领域
本发明属无机非金属材料领域，具体涉及一种硅藻土多孔陶粒的生产方法。
背景技术
硅藻土多孔陶粒是一种具有高比表面积和高孔隙率的硅藻土陶粒，可以有效吸附并富集甲醛，苯和氨等空气污染物质。硅藻土多孔陶粒可以直接或在陶粒表面复合光触媒后，应用于室内空气净化。
现有的硅藻土陶粒的制备技术需要经600℃以上的高温烧制，这种烧制会大大降低硅藻土陶粒的孔隙率，即从烧制前的约83％下降到约65％，从而影响硅藻土陶粒的吸附能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需烧制，可有效提高孔隙率的硅藻土多孔陶粒的生产方法。
本发明的硅藻土多孔陶粒的制备方法，包括下列步骤：
1.原料准备，包括硅藻土为过100目筛未经烧制的硅藻土原土；膨润土为过100目筛、未经烧制的膨润土原土；粉煤灰为过100目筛、燃煤电厂排放的低钙粉煤灰；水玻璃为模数为2.2～2.5，密度为1.526～1.559g/cm3的工业液体硅酸钠；氢氧化钠为工业级氢氧化钠；水为自来水；
2.制备陈化剂：将氢氧化钠、水玻璃和水按重量比4∶17∶5均匀混合，并静置24小时；
3.制备球形颗粒：按重量百分比配备步骤a中的硅藻土45～55％、膨润土10～18％、水35～38％，并均匀混合，用颗粒压制机压制成颗粒并滚圆，制得直径为3～8毫米的球形颗粒；
4.制备外壳粉料：按重量百分比配备步骤a中的粉煤灰20～30％、硅藻土20～30％、陈化剂50％，并均匀混合；
5.立即将步骤c获得的球形颗粒和步骤d获得的外壳粉料按照3∶1的比例，投入汤圆机中，滚动5～10分钟，制得陶粒；
6.将步骤e制备好的陶粒取出，室温条件下静置72小时或置于40℃蒸养箱中蒸养24小时，即得直径为3.3～8.8毫米的多孔硅藻土陶粒。
粉煤灰在碱性激发下形成以硅氧四面体和铝氧四面体聚合而成的具有非晶体和半结晶态特征的类似于水泥的三维网络凝胶体，能够粘接硅藻土，从而在硅藻土陶粒表面形成具有较高机械强度且空隙密布的外壳。采用本发明制备硅藻土多孔陶粒无需高温烧制，可节省能源并避免高温烧制对陶粒空隙的破坏，提高陶粒的吸附能力，有效提高陶粒的机械强度，且成本低廉，制备简单。
具体实施方式
一、结合实施例进一步详述本发明
实施例1
将氢氧化钠、水玻璃和水按重量百分比为4∶17∶5配置陈化剂，并静置24小时。按重量百分比称取硅藻土45％、膨润土18％和水37％，充分混合均匀后，放入颗粒机中制成颗粒并滚圆，筛分，制得直径为3毫米的球形颗粒。按重量百分比称取粉煤灰20％、硅藻土30％和陈化剂50％，充分混合制成外壳粉料。立即将按重量比为3∶1的球形颗粒与外壳粉料投入汤圆机中，滚动5～10分钟后，取出，室温下静置72小时，即得直径为3.3毫米的硅藻土多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒的抗压强度为0.86兆帕，孔隙率为71.2％。
实施例2
将氢氧化钠、水玻璃和水按重量百分比为4∶17∶5配置陈化剂，并静置24小时。按重量百分比称取硅藻土50％、膨润土15％和水35％，充分混合均匀后，放入颗粒机中制成颗粒并滚圆，筛分，制得直径为5毫米的球形颗粒。按重量百分比称取粉煤灰30％、硅藻土20％和陈化剂50％，充分混合制成外壳粉料，立即将按重量比为3∶1的球形颗粒与外壳粉料投入汤圆机中，滚动5～10分钟后，取出，室温下静置72小时，即得直径为5.5毫米的硅藻土多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒的抗压强度为0.93兆帕，孔隙率为70.2％。
实施例3
将氢氧化钠、水玻璃和水按重量百分比为4∶17∶5配置陈化剂，并静置24小时。按重量百分比称取硅藻土50％、膨润土12％和水38％，充分混合均匀后，放入颗粒机中制成颗粒并滚圆，筛分，制得直径为6毫米的球形颗粒。按重量百分比称取粉煤灰25％、硅藻土25％和陈化剂50％，充分混合制成外壳粉料，立即将按重量百分比为3∶1的球形颗粒与外壳粉料投入汤圆机中，滚动5～10分钟后，取出，40℃蒸养24小时，即得直径为6.6毫米的硅藻土多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒的抗压强度为0.85兆帕，孔隙率为70.9％。
实施例4
将氢氧化钠、水玻璃和水按重量百分比为4∶17∶5配置陈化剂，并静置24小时。按重量百分比称取硅藻土55％、膨润土10％和水35％，充分混合均匀后，放入颗粒机中制成颗粒并滚圆，筛分，制得直径为8毫米的球形颗粒。按重量百分比称取粉煤灰25％、硅藻土25％和陈化剂50％，充分混合制成外壳粉料，立即将按重量百分比为3∶1的球形颗粒与外壳粉料投入汤圆机中，滚动5～10分钟后，取出，40℃蒸养24小时，即得直径为8.8毫米的硅藻土多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒的抗压强度为0.94兆帕，孔隙率为72.1％。
二、硅藻土多孔陶粒在实验室范围内处理室内空气污染物的应用情况
l、以1公斤的硅藻土多孔陶粒来处理空气污染物质。1.5m3的空气实验舱内，初始甲醛、苯和氨的浓度分别为0.80mg/m3、0.50mg/m3和0.60mg/m3。48小时后，甲醛、苯和氨的浓度分别降为0.07mg/m3、0.09mg/m3和0.03mg/m3，去除率分别为91％，82％和95％。
2、以硅藻土多孔陶粒作为载体，复合2％(重量百分比)的二氧化钛纳米微粒后，取1公斤此复合材料来处理空气污染物质。1.5m3的空气实验舱内，初始甲醛、苯和氨的浓度分别为0.80mg/m3、0.50mg/m3和0.60mg/m3。48小时后，甲醛、苯和氨的浓度分别降为0.02mg/m3、0.02mg/m3和0.01mg/m3，去除率分别为98％、96％和98％。

Claims (1)

1.一种硅藻土多孔陶粒的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
a.原料准备：硅藻土为过100目筛未经烧制的硅藻土原土；膨润土为过100目筛、未经烧制的膨润土原土；粉煤灰为过100目筛、燃煤电厂排放的低钙粉煤灰；水玻璃为模数为2.2～2.5，密度为1.526～1.559g/cm3的工业液体硅酸钠；氢氧化钠为工业级氢氧化钠；水为自来水；
b.制备陈化剂：将氢氧化钠、水玻璃和水按重量百分比4:17:5均匀混合，并静置24小时；
c.制备球形颗粒：按重量百分比配备步骤a中的硅藻土45～55%、膨润土10～18%、水35～38%，并均匀混合，用颗粒压制机压制成颗粒并滚圆，制得直径为3～8毫米的球形颗粒；
d.制备外壳粉料：按重量百分比配备步骤a中的粉煤灰20～30%、硅藻土20～30%，步骤b中的陈化剂50%，并均匀混合；
e.立即将步骤c获得的球形颗粒和步骤d获得的外壳粉料按照3:1的比例，投入汤圆机中，滚动5～10分钟，制得陶粒；
f.将步骤e制备好的陶粒取出，室温条件下静置72小时或置于40℃蒸养箱中蒸养24小时，即得直径为3.3～8.8毫米的多孔硅藻土陶粒。
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