CN113694905A - 一种纳米多孔硅酸钙造粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纳米多孔硅酸钙的造粒方法，属于粉体加工领域。造粒方法的步骤为：（1）采用硅源和钙源通过水热法合成纳米多孔硅酸钙粉体；（2）将干燥后的纳米多孔硅酸钙粉体与水在混料机中充分搅拌混合，再依次加入交联剂和润湿剂，获得调配物；（3）将调配物挤压造粒；（4）最后采用微波干燥除去纳米多孔硅酸钙颗粒中的水分。通过本发明造粒方法能够获得颗粒均匀、具有良好吸附性及抗压强度的硅酸钙颗粒。

Description

一种纳米多孔硅酸钙造粒的方法
技术领域
本发明涉及一种纳米多孔硅酸钙造粒的方法，属于粉体加工领域。
背景技术
纳米多孔硅酸钙具有孔隙率高、比表面积大、堆积密度小及磨耗值低等特点，纳米多孔硅酸钙的孔隙结构赋予其超强的吸水性，当纳米多孔硅酸钙中的含水率达到70%时，外观仍表现为松散粉体，这方面与传统粉体有较大差异。
自2009年以来，国内有多家科研机构和企业一直致力于纳米多孔硅酸钙的研发、生产及应用。经过近几年的不断研发及生产实践，目前纳米多孔硅酸钙的生产及应用技术日趋成熟，得到了快速发展，并对相关应用行业产生了革命性的影响。由于对该产品的市场需求强烈，国内已有多家企业正在开展纳米多孔硅酸钙产品的技术开发和生产线建设，在粉体应用行业掀起了一股热潮。虽然纳米多孔硅酸钙粉体生产技术日趋成熟，但随着应用领域的不断拓展及应用需求，需要对纳米多孔硅酸钙进行造粒处理。由于纳米多孔硅酸钙产品的多孔结构，其特性与传统粉体有较大差异，无法采用传统方法进行造粒。因此，为解决纳米多孔硅酸钙的造粒问题，需结合纳米多孔硅酸钙的特性，确定纳米多孔硅酸钙的造粒工艺和方法。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种纳米多孔硅酸钙造粒的方法，在一定工艺条件下将高孔隙结构纳米多孔硅酸钙进行造粒处理，能够获得颗粒均匀、具有良好吸附性及抗压强度的硅酸钙颗粒。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
一种纳米多孔硅酸钙的造粒方法，步骤如下：
（1）采用硅源和钙源通过水热法合成的具有多孔结构的高比表面积白色纳米粉体，即纳米多孔硅酸钙粉体；
（2）将干燥后的纳米多孔硅酸钙粉体与水在混料机中充分搅拌混合，获得混合物，向混合物中依次加入交联剂和润湿剂，获得调配物；所述的混合时间优选为20-30min。
（3）将调配物在压力5-50MPa，干燥温度＜80℃条件下挤压造粒，将颗粒过60目振动筛，除去其中的细粉；
（4）最后采用微波干燥除去纳米多孔硅酸钙颗粒中的水分。
进一步的，所述步骤（1）中纳米多孔硅酸钙的性能为：比表面积为500-1200m2/g，孔容≥0.9 cm3/g，孔隙率≥90%。
进一步的，所述步骤（2）中混合物中水的质量百分比为10-30%，以纳米多孔硅酸钙保持松散而不产生团聚为准。
进一步的，所述步骤（2）中交联剂为聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺中至少一种；交联剂与纳米多孔硅酸钙粉体的质量比为10-25:75-90。
进一步的，所述步骤（2）中润湿剂为乙醇、乙二醇甲醚或乙二醇乙醚中的至少一种；交联剂与纳米多孔硅酸钙粉体的质量比为0.5-3：97-99.5。
本发明的保护内容还包括，通过上述方法获得的纳米多孔硅酸钙。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明解决了高孔隙结构纳米多孔硅酸钙粉体造粒问题，填补了行业空白，拓展了纳米多孔硅酸钙粉体的应用领域。本发明操作简单、灵活，对现有粉体造粒设备及干燥设备等基本不作任何改动，对设备要求也相对较低，可操作性较强，易于产业化推广采用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1 一种纳米多孔硅酸钙的造粒方法
造粒所用纳米多孔硅酸钙白度90%，含水率5%，比表面积600m2/g，孔容1.18 cm3/g，孔隙率91.5%，造粒处理过程如下：
（1）称取含水率5%的纳米多孔硅酸钙100kg加至混料机中，然后加入30kg水，混合均匀后再加入10kg聚乙烯亚胺和1kg乙醇，密封好混料机加料口；
（2）开启混料机，混料时间30min；
（3）将混合好的纳米多孔硅酸钙用于挤压造粒，造粒压力20MPa，干燥温度60℃；
（4）制备的粗颗粒过60目振动筛，筛出细小颗粒及粉尘，确保颗粒尺寸均匀度；
（5）经筛选后的颗粒放置于微波干燥机中进行干燥，干燥温度75℃。
采用此方法制备的纳米多孔硅酸钙颗粒表面光滑，颗粒均匀。经测试，颗粒抗压强度为1.5MPa，TVOC净化效率为82.1%；
实施例2 一种纳米多孔硅酸钙的造粒方法
造粒所用纳米多孔硅酸钙白度90%，含水率5%，比表面积800m2/g，孔容0.92 cm3/g，孔隙率93.1%，造粒处理过程如下：
（1）称取含水率5%的纳米多孔硅酸钙100kg加至混料机中，然后加入25kg水，混合均匀后再加入18kg聚乙烯亚胺和1.5kg乙醇，密封好混料机加料口；
（2）开启混料机，混料时间30min；
（3）将混合好的纳米多孔硅酸钙用于挤压造粒，造粒压力20MPa，干燥温度70℃；
（4）制备的粗颗粒过60目振动筛，筛出细小颗粒及粉尘，确保颗粒尺寸均匀度；
（5）经筛选后的颗粒放置于微波干燥机中进行干燥，干燥温度75℃。
采用此方法制备的纳米多孔硅酸钙颗粒表面光滑，颗粒均匀。经测试，颗粒抗压强度为1.6MPa，TVOC净化效率为86.5%；
实施例3 一种纳米多孔硅酸钙的造粒方法
造粒所用纳米多孔硅酸钙白度90%，含水率5%，比表面积1100m2/g，孔容0.91 cm3/g，孔隙率93.5%，造粒处理过程如下：
（1）称取含水率5%的纳米多孔硅酸钙100kg加至混料机中，然后依次加入30kg水，混合均匀后再加入22kg聚乙烯亚胺和2kg乙二醇甲醚，密封好混料机加料口；
（2）开启混料机，混料时间30min；
（3）将混合好的纳米多孔硅酸钙用于挤压造粒，造粒压力10MPa，干燥温度50℃；
（4）制备的粗颗粒过60目振动筛，筛出细小颗粒及粉尘，确保颗粒尺寸均匀度；
（5）经筛选后的颗粒放置于微波干燥机中进行干燥，干燥温度75℃。
采用此方法制备的纳米多孔硅酸钙颗粒表面光滑，颗粒均匀。经测试，颗粒抗压强度为1.5MPa，TVOC净化效率为81.5%。

Claims (8)

1.一种纳米多孔硅酸钙的造粒方法，其特征在于，所述造粒方法的步骤如下：
（1）采用硅源和钙源通过水热法合成的具有多孔结构的高比表面积白色纳米粉体，即纳米多孔硅酸钙粉体；
（2）将干燥后的纳米多孔硅酸钙粉体与水在混料机中充分搅拌混合，获得混合物，向混合物中依次加入交联剂和润湿剂，获得调配物；所述的混合时间优选为20-30min；
（3）将调配物在压力5-50MPa，干燥温度＜80℃条件下挤压造粒，将颗粒过60目振动筛，除去其中的细粉；
（4）最后采用微波干燥除去纳米多孔硅酸钙颗粒中的水分。
2. 根据权利要求1所述的造粒方法，其特征在于，所述步骤（1）中纳米多孔硅酸钙的性能为：比表面积为500-1200m2/g，孔容≥0.9 cm3/g，孔隙率≥90%。
3.根据权利要求1所述的造粒方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合物中水的质量百分比为10-30%。
4.根据权利要求1所述的造粒方法，其特征在于，所述步骤（2）中交联剂为聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺中至少一种。
5.根据权利要求4所述的造粒方法，其特征在于，所述步骤（2）中交联剂与纳米多孔硅酸钙粉体的质量比为10-25:75-90。
6.根据权利要求1所述的造粒方法，其特征在于，所述步骤（2）中润湿剂为乙醇、乙二醇甲醚或乙二醇乙醚中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的造粒方法，其特征在于，所述步骤（2）中交联剂与纳米多孔硅酸钙粉体的质量比为0.5-3：97-99.5。
8.如权利要求1-7任一项所述造粒方法获得的纳米多孔硅酸钙。
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