一种轻质微孔陶瓷过滤材料及其制备方法和水处理过滤用陶瓷颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于水过滤技术领域，具体涉及一种轻质微孔陶瓷过滤材料及其制备方法，包括：（1）将陶瓷主料、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠、磷酸二氢铝、造孔剂和可选的着色剂，以及水，进行球磨混合，得到混合物；（2）将所述混合物进行浇筑，在所述浇筑后所得坯料中插入若干木棍，然后进行固化脱模，得到成型物；（3）将所述成型物进行烘干，然后在950

【技术实现步骤摘要】
一种轻质微孔陶瓷过滤材料及其制备方法和水处理过滤用陶瓷颗粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于水过滤
，具体涉及一种轻质微孔陶瓷过滤材料及其制备方法和水处理过滤用陶瓷颗粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]在水处理过滤领域，大部分用到石英砂，但是由于其表面光滑，截留效果差，同时由于其比重达到了2.6 g/cm
³
，反洗的能耗比较大。
[0003]陶粒也是一种过滤材料，比重轻但是微孔在颗粒内部，表面状态不理想。且形成陶瓷结合的温度一般在1450
‑
1620℃，烧结温度高，不适用于水处理高精度过滤领域，由于该领域所需的陶瓷材料数量大，高温烧结不经济。
[0004]火山岩也可以作为过滤材料，且火山岩表面多孔，但是孔径比较大，且由于天然形成孔径不可控，虽然比重比石英砂轻，一般为1.6 g/cm
³
，但仍有降低的空间。
[0005]综上所述，从过滤材料的综合效果和市场需求分析，本领域希望能有一种表面多微孔，而且孔径可以人为控制，比重尽量轻，烧结温度低的配方生产工艺方法。
[0006]此外除了满足过滤功能的需要，最好还可以有彩色可选，例如用于水族观赏的过滤场合，各种鱼缸的底层砂滤等。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的过滤材料的过滤性能、反冲洗性能有待进一步提高的缺陷，提供一种轻质微孔陶瓷过滤材料及其制备方法和水处理过滤用陶瓷颗粒及其制备方法，该轻质微孔陶瓷过滤材料的比重轻、孔隙率高、比表面积大，表面具有不同深度的半孔，且兼具优异的抗压强度、抗剪强度，其用于水处理过滤用陶瓷颗粒领域中，具有优异的较高的过滤精度和优异的技术性能，水处理效果优异。
[0008]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种轻质微孔陶瓷过滤材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将陶瓷主料、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠、磷酸二氢铝、造孔剂和可选的着色剂，以及水，进行球磨混合，得到混合物；（2）将所述混合物进行浇筑，在所述浇筑后所得坯料中插入若干木棍，然后进行固化脱模，得到成型物；（3）将所述成型物进行烘干，然后在950
‑
1050℃下进行烧结，得到烧结物；（4）将所述烧结物进行冷却，然后进行破碎；以原料总质量计，所述琼脂粉的用量为1
‑
2wt%，造孔剂的用量为3
‑
5wt%，磷酸二氢铝的用量为1
‑
5wt%、优选2.5
‑
3.5wt%，羧甲基纤维素钠的用量为0.02
‑
0.09wt%，减水剂的用量为1
‑
2wt%，着色剂的用量为0
‑
6wt%，水为12
‑
15wt%，余量为陶瓷主料。
[0009]优选地，步骤（1）中，所述陶瓷主料包括粒度不大于5μm的氧化铝粉和/或石英粉，
所述减水剂包括木质素磺酸盐，所述造孔剂包括粒度不大于20μm的木屑粉，所述着色剂包括粒度不大于5μm的氧化铁或氧化铬。
[0010]优选地，步骤（1）中，所述球磨混合的方式包括：先将水、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠溶液、造孔剂进行混合20
‑
30min，再引入磷酸二氢铝溶液、陶瓷主料和可选的着色剂进行研磨1.5
‑
2h。
[0011]优选地，步骤（2）中，所述木棍的最大直径为10
‑
15mm。
[0012]优选地，若干木棍的横截面积之和为所述浇筑后所得坯料横截面积的10
‑
15%。
[0013]优选地，步骤（2）中，所述木棍的长度与所述成型物的厚度平齐。
[0014]优选地，步骤（2）中，所述木棍为圆形。
[0015]优选地，步骤（3）中，所述烘干的条件包括：烘干温度为120
‑
145℃，烘干时间为1.5
‑
2h。
[0016]优选地，步骤（3）中，所述烧结的时间为1
‑
1.5h。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种轻质微孔陶瓷过滤材料，其组成包括陶瓷主料、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠、磷酸二氢铝和可选的着色剂；所述轻质微孔陶瓷过滤材料的表面具有各种不同深度的半孔，且所述轻质微孔陶瓷过滤材料满足：比重为1.1
‑
1.2g/cm
³
，孔隙率为40
‑
60%，比表面积为13
‑
20m2/g，抗压强度为5.5
‑
5.78MPa，抗剪强度为3.4
‑
3.8MPa。
[0018]优选地，所述轻质微孔陶瓷过滤材料的粒径为0.5—5mm。
[0019]优选地，所述轻质微孔陶瓷过滤材料通过第一方面所述的制备方法制备得到。
[0020]第三方面，本专利技术提供一种水处理过滤用陶瓷颗粒的制备方法，包括：将第一方面所述的制备方法制得的轻质微孔陶瓷过滤材料或第二方面所述的轻质微孔陶瓷过滤材料，先在300
‑
400℃进行加热，然后倒入常温碱溶液中浸泡进行表面活化处理，最后进行常温自然风干处理。
[0021]优选地，所述加热的时间为0.5
‑
1.5h。
[0022]优选地，所述浸泡的时间为20
‑
40min。
[0023]优选地，所述碱溶液中碱的质量浓度为1
‑
2wt%。
[0024]优选地，所述碱溶液中的碱包括氢氧化钠。
[0025]第四方面，本专利技术提供一种水处理过滤用陶瓷颗粒，其包括陶瓷主料、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠、磷酸二氢铝和可选的着色剂，以及碱，且所述水处理过滤用陶瓷颗粒满足：粒径为0.5—5mm，过滤精度为0.1
‑
1μm，比重为1.1
‑
1.2g/cm
³
，孔隙率为40
‑
60%，比表面积为13
‑
20m2/g，抗压强度为5.5
‑
5.78MPa，抗剪强度为3.4
‑
3.8MPa。
[0026]优选地，其通过第三方面所述的方法制备得到。
[0027]本专利技术的专利技术人研究发现，在水处理过滤材料领域，考虑到孔隙率与颗粒强度成反比，要兼顾到颗粒的使用强度，而现有技术的过滤材料通常无法兼顾轻比重、适宜高且均匀的孔隙率和颗粒强度，以及经济实用性；这是由于现有过滤材料内微孔分布不适宜，会直接影响比重、孔隙率和强度。
[0028]本专利技术的轻质微孔陶瓷过滤材料制备方法，通过上述技术方案，尤其是针对特定的原料，在浇筑成型中插入若干木棍，能够降低后续烘干中的线性收缩，促进四周和内部的
均匀加热，提高烧结均匀度，进而提高空隙均匀度，且能够防止局部积累大量空隙，提高其抗压强度，同时避免了受热不均匀对微孔分布的不利影响，以及避免产品开裂的可能，并促进在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质微孔陶瓷过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将陶瓷主料、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠、磷酸二氢铝、造孔剂和可选的着色剂，以及水，进行球磨混合，得到混合物；（2）将所述混合物进行浇筑，在所述浇筑后所得坯料中插入若干木棍，然后进行固化脱模，得到成型物；（3）将所述成型物进行烘干，然后在950
‑
1050℃下进行烧结，得到烧结物；（4）将所述烧结物进行冷却，然后进行破碎；以原料总质量计，所述琼脂粉的用量为1
‑
2wt%，造孔剂的用量为3
‑
5wt%，磷酸二氢铝的用量为1
‑
5wt%，羧甲基纤维素钠的用量为0.02
‑
0.09wt%，减水剂的用量为1
‑
2wt%，着色剂的用量为0
‑
6wt%，水为12
‑
15wt%，余量为陶瓷主料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸二氢铝的用量为1
‑
3.5wt%。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述陶瓷主料包括粒度不大于5μm的氧化铝粉和/或石英粉，所述减水剂包括木质素磺酸盐，所述造孔剂包括粒度不大于20μm的木屑粉，所述着色剂包括粒度不大于5μm的氧化铁或氧化铬；和/或，所述球磨混合的方式包括：先将水、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠溶液、造孔剂进行混合20
‑
30min，再引入磷酸二氢铝溶液、陶瓷主料和可选的着色剂进行研磨1.5
‑
2h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述木棍的最大直径为10
‑
15mm；和/或，若干木棍的横截面积之和为所述浇筑后所得坯料横截面积的10
‑
15%；和/或，所述木棍的长度与所述成型物的厚度平齐；和/或，所述木棍为圆形。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烘干的条件包括：烘干温度为120
‑
145℃，烘干时间为1.5
‑
2h；和/或，所述烧结的时间为1
‑
1.5h。6.一种轻质微孔陶瓷过滤材料，其特征在于，其组成包括陶瓷主料、减水剂、琼脂粉、羧甲基纤维素钠、磷酸二氢铝和...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小弟，姜洪杰，姜振华，
申请(专利权)人：北京市一滴水环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：