CN108191398A - 竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料及其制备方法。该竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料由下列重量份的原料制备而成：竹粉10‑90份、膨润土尾矿10‑90份、高分子粘结剂3‑10份。该竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：(1)将竹粉烘干后过100目筛；(2)将膨润土尾矿烘干后过100目筛；(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉按比例混合，得到的上述混合物与水混合，得到混合物；(4)将混合物球磨，得到浆料；(5)将浆料静置熟化后造粒成型，得到颗粒生坯；(6)将生坯干燥，覆盖100目石英砂，升温到1000℃，保温1小时；然后停止加热，随炉冷却到室温。本发明制得的陶瓷材料对六价铬的吸附效率较高。

Description

竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合陶瓷材料加工技术领域，特别涉及一种竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
申请人于2016年申请了名为“竹炭膨润土复合陶瓷材料及其制备方法”的发明创造，申请号为201610922374.8，其以竹粉、膨润土为原料，制得的材料对六价铬的有效去除率在95％到100％之间，处理的时间大约需要10-12小时。
膨润土是一种含水粘土岩，其主要组分为蒙脱石类矿物，含量在85％-90％之间。只有当蒙脱石含量达到可加工的含量时才被称为膨润土，因此，膨润土的一些性质都是由蒙脱石所决定的。
膨润土无论采用干法还是湿法提纯，均会伴有大量的尾矿产生，膨润土尾矿的主要成分为石英、长石、碳酸盐、氧化物等和少量蒙脱石残余。膨润土尾矿由于蒙脱石类矿物被提纯后已经不是膨润土了，只能成为废物被丢弃。所以，加强膨润土尾矿的综合利用及资源化非常重要。
申请人在进一步研究中发现：用膨润土尾矿替代膨润土制得的复合陶瓷材料，在某些方面的性能更优。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料及其制备方法，实现膨润土尾矿的废物利用，制得的陶瓷材料具有较高的吸附效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制备而成：竹粉10-90份、膨润土尾矿10-90份、高分子粘结剂3-10份。
作为优化的方案，该竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料由下列重量份的原料制备而成：竹粉60份、膨润土尾矿40份、高分子粘结剂5份。
该竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉在60-80℃烘干1-2小时，过100目筛；
(2)将膨润土尾矿60-80℃烘干1-2小时，过100目筛；
(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉10-90份、膨润土尾矿10-90份、高分子粘结剂3-10份的重量比混合，得到的上述混合物与10-90份水混合，得到混合物；
(4)将混合物球磨，得到浆料，将浆料置于真空中除去气泡；
(5)将除去气泡后的浆料，静置熟化12-24小时，然后倒入挤出式造粒机造粒成型，得到颗粒生坯；
(6)将生坯在90-110℃干燥4-6小时，然后覆盖100目石英砂，在惰性气体保护下，先以3℃/min的速度升温，当温度升到1000℃，保温1小时；然后停止加热，随炉冷却到室温，即可。
本发明的有益效果是：用作为废弃物的膨润土尾矿替代价格较高的膨润土，减轻了环境负担，降低产品的成本。更重要的是：用膨润土尾矿作为原料制得的陶瓷材料，对六价铬的吸附性能，与用膨润土作为原料制得的陶瓷材料相当，而且吸附时间缩短为6-8小时。
具体实施方式
实施例1
一种竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制备而成：竹粉10份、膨润土尾矿10份、高分子粘结剂3份。
竹粉、膨润土尾矿均产自浙江省湖州市安吉县。高分子粘结剂为羧甲基纤维素。
该竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉在60-80℃烘干1-2小时，过100目筛；
(2)将膨润土尾矿60-80℃烘干1-2小时，过100目筛；
(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉10份、膨润土尾矿10份、高分子粘结剂3份的重量比混合，得到的上述混合物与10份水混合，得到混合物；
(4)将混合物球磨，得到浆料，将浆料置于真空中除去气泡；
(5)将除去气泡后的浆料，静置熟化12-24小时，然后倒入挤出式造粒机造粒成型，得到颗粒生坯；
(6)将生坯在90-110℃干燥4-6小时，然后覆盖100目石英砂，在惰性气体保护下，先以3℃/min的速度升温，当温度升到1000℃，保温1小时；然后停止加热，随炉冷却到室温，即可。
经检测，制得的陶瓷材料，显气孔率大于60％，抗压强度大于10Mpa。
吸附效率实验如下：
1.取2g陶瓷颗粒装入锥形瓶中，加入100毫升浓度为100mg/L Cr6+标准液。
2.调节溶液pH值到1.5。
3.将上述溶液置于转速90转每分钟的恒温摇床上，于25摄氏度旋摇12小时。
4.以二苯碳酰二肼分光光度法测滤液Cr6+浓度，并计算去除率。
结果：多次重复实验，得Cr6+的平均去除率为95％，吸附时间为8小时。吸附时间与用膨润土作为原料制得的陶瓷材料相比，至少缩短了2小时。
实施例2
一种竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制备而成：竹粉30份、膨润土尾矿20份、高分子粘结剂4份。
竹粉、膨润土尾矿均产自浙江省湖州市安吉县。高分子粘结剂为酚醛树脂。
制备方法如实施例1进行，将步骤(3)变更为：
(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉30份、膨润土尾矿20份、高分子粘结剂4份的重量比混合，得到的上述混合物与35份水混合，得到混合物；
经检测，制得的陶瓷材料，显气孔率大于60％，抗压强度大于10MPa。
吸附效率实验按实施例1的方案进行。
结果：多次重复实验，得Cr6+的平均去除率为95％，吸附时间为7小时。
实施例3
一种竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制备而成：竹粉60份、膨润土尾矿40份、高分子粘结剂5份。
竹粉、膨润土尾矿均产自浙江省湖州市安吉县。高分子粘结剂为羧甲基纤维素。
制备方法如实施例1进行，将步骤(3)变更为：
(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉60份、膨润土尾矿40份、高分子粘结剂5份的重量比混合，得到的上述混合物与60份水混合，得到混合物；
经检测，制得的陶瓷材料，显气孔率大于60％，抗压强度大于10MPa。
吸附效率实验按实施例1的方案进行。
结果：多次重复实验，得Cr6+的平均去除率为99％，吸附时间为5.5小时。
实施例4
一种竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制备而成：竹粉90份、膨润土尾矿90份、高分子粘结剂10份。
竹粉、膨润土尾矿均产自浙江省湖州市安吉县。高分子粘结剂为羧甲基纤维素。
制备方法如实施例1进行，将步骤(3)变更为：
(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉90份、膨润土尾矿90份、高分子粘结剂10份的重量比混合，得到的上述混合物与90份水混合，得到混合物；
经检测，制得的陶瓷材料，显气孔率大于60％，抗压强度大于10MPa。
吸附效率实验按实施例1的方案进行。
结果：多次重复实验，得Cr6+的平均去除率为99％，吸附时间为6小时。

Claims (3)

1.竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制备而成：竹粉10-90份、膨润土尾矿10-90份、高分子粘结剂3-10份。
2.如权利要求1所述的竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制备而成：竹粉60份、膨润土尾矿40份、高分子粘结剂5份。
3.竹炭膨润土尾矿复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将竹粉在60-80℃烘干1-2小时，过100目筛；
(2)将膨润土尾矿60-80℃烘干1-2小时，过100目筛；
(3)将过筛后得到的原料与高分子粘结剂按竹粉10-90份、膨润土尾矿10-90份、高分子粘结剂3-10份的重量比混合，得到的上述混合物与10-90份水混合，得到混合物；
(4)将混合物球磨，得到浆料，将浆料置于真空中除去气泡；
(5)将除去气泡后的浆料，静置熟化12-24小时，然后倒入挤出式造粒机造粒成型，得到颗粒生坯；
(6)将生坯在90-110℃干燥4-6小时，然后覆盖100目石英砂，在惰性气体保护下，先以3℃/min的速度升温，当温度升到1000℃，保温1小时；然后停止加热，随炉冷却到室温，即可。
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