本发明专利技术公开了一种经过温度在约927°C (1700° F)至约1149°C (2100° F)之间的至少一个煅烧步骤后，具有低含量结晶二氧化硅成分的硅藻土产品。该产品包含天然硅藻土和包含硅酸钾在内的至少一种粘合剂。此外，该产品包含不超过约4.0wt%的结晶二氧化硅，且渗透率在约0.3达西至约20达西以上的范围内。还公开了一种用于制备低含量结晶二氧化硅的所述硅藻土产品。此外，还公开了包含所述硅藻土产品的硅藻土助滤剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及硅藻土产品，更具体而言，涉及含有低含量结晶二氧化硅的硅藻 土广品。
技术介绍
硅藻土，亦称为D. E.，或硅藻岩，是一种天然形成的沉积岩，其可以破碎成细粉。硅 藻土的成分主要是具有硅质骨骼的藻类即硅藻的残骸形成的无定形氧化硅。硅藻土的独特 多孔氧化硅结构，能够具有高吸收能力和高表面积、高化学稳定性和低容积密度。所述性质 可以允许天然和/或加工后的硅藻土应用于各种工业中的过滤介质、液体吸附剂、催化剂 多孔载体、农药载体、涂料和纸张填料，以及耐火或磨料制品。 天然硅藻土由于硅藻的粒度分布和内在多孔结构，具有低渗透性（即，在约0. 01 达西至约0. 10达西之间）。为了提高渗透性，需要对天然硅藻土进行进一步加工，例如通过 加热来烧结硅藻，脱水并降低颗粒的比表面积。 在实践中，当制备高渗透性的硅藻土助滤剂时，将矿石中得到的硅藻土运送到工 厂，压碎、研磨、筛选、预处理以除去异物或杂质，然后在回转炉或煅烧炉中以高于约1000° C (1832° F)的温度下煅烧。若原材料仅煅烧而不添加助熔剂，则后续产品称为煅烧硅藻 土。若在煅烧过程中向回转炉中添加了助熔剂，则所得产品称为助熔煅烧硅藻土。煅烧步 骤的目的在于，通过进一步硬化硅藻的外骨骼并形成个体硅藻的粗凝聚体，制造出具有期 望的渗透性和凝聚形式的更优助滤剂。煅烧还可以氧化有机物质并将各种无机化合物杂质 转化或分解为氧化物、硅酸盐或铝硅酸盐。 由于硅藻骨骼主要含有无定形氧化硅，因此天然存在的硅藻土主要是无定形的， 少量以石英或方石英形式的结晶二氧化硅存在。天然硅藻土中的结晶二氧化硅含量(约〇. 〇 至约l.lwt%)相对较小。但是，当以高于1000° C (1832° F)的温度煅烧硅藻土时，可以 形成更多结晶二氧化硅。已知从无定形氧化硅结晶为硅石(方石英)在600° C (1112° F) 下极度缓慢，在提高至850° C (1562° F)下仍然缓慢，但在高于900° C (1652° F)的 温度下迅速提高。由此一来，传统的煅烧方法可以生产出含有约20wt%至75wt%结晶二氧 化硅的硅藻土助滤剂。煅烧后的硅藻土中如此高含量的结晶二氧化硅在某些应用中可能是 不适宜的。目前，一种助熔煅烧过程使用碳酸钠或其他钠化合物作为助熔剂，来熔融硅藻土 并提高渗透性，由此生产出快速品级的助熔剂。但是，在煅烧中使用钠化合物使得煅烧终产 品中的结晶二氧化硅含量不适宜地增加，主要是方石英。 为了更好地应对助滤剂工业所面对的挑战，制造出快速可渗透的硅藻土产品，需 要开发出能够生产出高渗透性(例如大于约1. 0达西）和低结晶二氧化硅含量(例如低于约 4wt%)的煅烧硅藻土产品的生产方法。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，公开了一种硅藻土产品。该硅藻土产品可以经过至少一 个煅烧步骤，且可以包含硅藻土，至少一种粘合剂；以及不超过约4wt%结晶二氧化硅。所述 至少一个煅烧步骤可以在约927° C和约1149° C之间进行，所述至少一种粘合剂可以包 含硅酸钾，且所述硅藻土产品的渗透率可以在约0. 3达西至约20达西以上的范围内。 在一种优选形式中，所述硅藻土产品的所述至少一种粘合剂可以由硅酸钾组成。 在另一种优选形式中，所述至少一个煅烧步骤在约982° C (1800° F)和约 1093° C (2000° F)之间进行。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的至少一个煅烧步骤可以持续约30分钟 至约2个小时。 在另一种优选形式中，所述娃藻土产品的娃酸钾的含量可以在约lwt%至约10wt°/〇 的范围内。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品可以通过空气分级。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的渗透率在约0. 3达西至约20达西的范围 内。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的渗透率可以在约0. 8达西至约20达西的 范围内。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的渗透率可以在约1达西至约20达西的范 围内。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的渗透率可以在约1. 2达西至约16达西的 范围内。 在另一种优选形式中，所述结晶二氧化硅可以不超过约2wt%。 在另一种优选形式中，所述娃藻土产品可以进一步包含定形剂，所述定形剂包含 木质素磺酸钙和氢氧化镁。 在另一种优选形式中，所述娃藻土产品的结晶二氧化娃含量可以在约2wt%至约 6wt%之间。 本专利技术的又一方面中，公开了一种用于制造低结晶二氧化硅含量的硅藻土产品的 方法。该方法可以包含：提供天然硅藻土；以至少一种粘合剂处理所述天然硅藻土，形成混 合物；以及对所述混合物进行至少一个煅烧步骤。所述至少一个煅烧步骤可以在约927° C (1700° F)和约1149° C (2100° F)之间进行。所述至少一种粘合剂可以包含硅酸钾。 所述硅藻土产品的渗透率可以在约〇. 3达西至约20达西以上的范围内。此外，所述硅藻土 广品的结晶^氧化娃含量可以不大于约4wt%。 在一种优选形式中，用于所述方法中的至少一种粘合剂可以由硅酸钾组成。 在另一种优选形式中，所述方法的至少一个煅烧步骤可以在约982° C (1800° F)和约1093° C (2000° F)之间进行。 在另一种优选形式中，所述方法的至少一个煅烧步骤可以持续约30分钟至约2个 小时。 在另一种优选形式中，所述方法的硅酸钾的含量可以在约lwt%至约10wt%的范围 内。 在另一种优选形式中，所述方法制得的硅藻土产品的渗透率在约0. 3达西至约20 达西的范围内。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的渗透率可以在约1达西至约20达西的范 围内。 在另一种优选形式中，所述硅藻土产品的渗透率可以在约1. 2达西至约16达西的 范围内。 在另一种优选形式中，所述方法在所述至少一个煅烧步骤之前，进一步包括以定 形剂处理所述混合物的步骤。所述定形剂可以包含木质素磺酸钙和氢氧化镁。 在另一种优选形式中，所述方法制得的硅藻土产品的硅酸钾的含量可以在约2wt% 至约6wt%的范围内。 本专利技术的又一方面中，公开了一种硅藻土助滤剂，其可以包含煅烧硅藻土产品。所 述煅烧硅藻土产品可以包含：不大于约4wt%的结晶二氧化硅含量；约0. 3达西至约20达 西以上的渗透率范围；以及包含硅酸钾的至少一种粘合剂；其中所述硅藻土产品可以在约 927° C(1700° F)和约1149° C (2100° F)之间煅烧至少约45分钟。 在一种优选形式中，所述硅藻土助滤剂的渗透率可以在约0. 3达西至约20达西的 范围内。 在一种优选形式中，所述硅藻土助滤剂的渗透率可以在约1达西至约20达西的范 围内。 在一种优选形式中，所述硅藻土助滤剂的渗透率可以在约1. 2达西至约16达西的 范围内。 在阅读详细说明书之前，应当理解，下列详细说明书仅作为举例说明目的，并不对 本专利技术及其应用和用途造成任何限制。在此意义上，还应当理解，本文的详细实施例并不限 于与特定类型的热交换元件或燃气轮机共同使用。因此，虽然本公开为了便于说明，展示和 表述了如图所示的某些示例性实施例，应当理解，其还可以以各种其他类型的实施例及其 等同形式，以及在各种其他系统和环境中进行实施。【附图说明】 图1是展示本专利技术中用于制造低本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅藻土产品，其经过至少一个煅烧步骤，所述硅藻土产品包含：硅藻土；至少一种粘合剂；以及不超过约4wt%的结晶二氧化硅；其中，所述至少一个煅烧步骤在约927° C~约1149° C之间进行，其中所述至少一种粘合剂包含硅酸钾，且所述硅藻土产品的渗透率在约0.3达西至约20达西以上的范围内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·J·南尼尼，威尔逊·K·万内内，江崇军，皮特·E·伦兹，
申请(专利权)人：EP矿产有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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