一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法技术

本发明专利技术适用于陶瓷过滤膜制备技术领域，提供了一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，包括：称取步骤：称取乌兰茶晶石粉料100重量份、粘结剂2至10重量份和造孔剂20至60重量份；其中，粘结剂为水玻璃、高岭土和膨润土中的至少一种，所述造孔剂为淀粉、碳酸钙、炭黑、碳化硅、活性炭和煤粉中的至少一种；研磨步骤：原料置于研磨设备中进行研磨，得到含乌兰茶晶石粉料的陶瓷过滤膜粉体；成型步骤：将陶瓷过滤膜粉体压制成陶瓷过滤膜坯体；烧结步骤：分阶段煅烧陶瓷过滤膜坯体，得到陶瓷过滤膜。本发明专利技术所提供的一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，烧结温度低、生产能耗低、工艺方法简单，降低了陶瓷膜的制备成本，利于推广应用。利于推广应用。利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法


[0001]本专利技术属于陶瓷过滤膜制备
，尤其涉及一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法。

技术介绍

[0002]在煤矿开采的过程中，不可避免地会产生大量的矿井水。一方面，由于矿井水中含有大量的悬浮物、盐分等物质，含有悬浮物盐分等物的矿井水的悬浮物含量远远高于地表水，其感官性状差；并且所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差；矿井水中还含有废机油、乳化油等有机物污染物，且矿井水中的色度、浊度、COD以及SS指标都严重超过国家排放标准，随意排放将导致生态环境的破坏，与绿色环保的发展理念不符。
[0003]近年来，用膜技术进行废水深度处理和回用是水处理技术研究的热点之一。用超滤、微滤或反渗透处理污水、废水的报道有很多，特别是应用膜生物反应器处理各种废水的效果相当好，一般可达到某些回用目标。其中，膜从材料分为有机膜和陶瓷膜。陶瓷膜相比有机膜来说，其具有如耐高温、高压、耐酸碱和有机质的腐蚀、机械强度高、清洁状态好、不易堵塞、使用寿命长、膜孔径分布窄、除杂率高、运行稳定性好以及陶瓷膜具有价格低廉、通量大、易于反冲洗和检修等诸多优点，有此成为废水处理中应用较多的无机膜材料。陶瓷膜也存在固有的缺点，如由于陶瓷膜层的多孔特点，孔径难控制；另外，由于原材料主要为Al2O3、SiO2、TiO2和ZrO2等纯相无机化合物，价格昂贵；且在制备过程中需高温烧结而成(通常为1500℃以上)，导致陶瓷膜制备成本偏高。
[0004]乌兰茶晶石来源于内蒙古境内的花岗斑岩矿床，是由花岗岩废料生产提纯过程中破碎除尘收集的粉状物料或水力溢流富集的超细溢流物料，经富集、研磨、均化、搅拌、干燥制得。目前，乌兰茶晶石主要是作为一种熔剂性陶瓷原料应用于瓷砖领域(例如中国专利申请CN202011096803.3)，在烧成后能显著提高瓷砖的强度和抗热冲击性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，其利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜，陶瓷过滤膜过滤效果佳，且制备烧结温度低、生产能耗低、工艺方法简单，生产成本低，利于推广应用。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，包括：
[0007]称取步骤：称取乌兰茶晶石粉料100重量份、粘结剂2至10重量份和造孔剂20至60重量份；其中，粘结剂为水玻璃、高岭土和膨润土中的至少一种，所述造孔剂为淀粉、碳酸钙、炭黑、碳化硅、活性炭和煤粉中的至少一种；
[0008]研磨步骤：将所述乌兰茶晶石粉料、所述粘结剂和所述造孔剂置于球磨机中进行研磨，干燥处理后，过100目筛网，得到含乌兰茶晶石粉料的陶瓷过滤膜粉体；
[0009]成型步骤：称取设定重量的所述陶瓷过滤膜粉体并放置于成型模具中，通过压制设备作用于所述成型模具，将所述陶瓷过滤膜粉体压制成陶瓷过滤膜坯体；
[0010]烧结步骤：将陶瓷过滤膜坯体放入高温马弗炉中进行分阶段煅烧并自然冷却，得到陶瓷过滤膜；
[0011]分阶段煅烧包括第一阶段：煅烧温度120℃，升温速率5℃/min，保温时间60min；
[0012]分阶段煅烧包括第二阶段：煅烧温度500℃，升温速率5℃/min，保温时间60min；
[0013]分阶段煅烧包括第三阶段：煅烧温度900
‑
1200℃，升温速率1
‑
5℃/min，保温时间60
‑
120min。
[0014]可选地，于所述研磨步骤之前，对所述乌兰茶晶石粉料进行干燥处理；
[0015]或者，于所述成型步骤之前，对所述陶瓷过滤膜粉体进行干燥处理。
[0016]可选地，进行干燥处理包括以下步骤：将所述乌兰茶晶石粉料置入真空干燥箱中进行干燥，干燥时间为至少3h，期间每隔至少1h将所述乌兰茶晶石粉料摇匀；
[0017]或者，进行干燥处理包括以下步骤：将所述陶瓷过滤膜粉体置入真空干燥箱中进行干燥，干燥时间为至少3h，期间每隔至少1h将所述陶瓷过滤膜粉体摇匀。
[0018]可选地，所述研磨步骤采用行星球磨机，球料比为1：0.8，所述行星球磨机大球：中球：小球为3:6:1，球磨时间为至少3h，所述行星球磨机的转速255转/分。
[0019]可选地，所述成型步骤中，所述压制设备作用于所述成型模具的压力为2
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10兆帕，保压时间1至2分钟；
[0020]所述成型步骤中，得到所述陶瓷过滤膜坯体的直径为20至50mm，厚度为1至2mm。
[0021]可选地，所述烧结步骤中，将所述陶瓷过滤膜坯体置于具有石英砂的坩埚后，将所述坩埚置于烧结设备。
[0022]可选地，称取步骤中，所述乌兰茶晶石粉料为100重量份，加入乌兰茶晶石粉料的3％重量份的水玻璃、乌兰茶晶石粉料的40％重量份的碳酸钙。本专利技术的优点和研究意义在于所提供的一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，该方法采用乌兰茶晶石为主要原料，粘结剂为水玻璃、高岭土和膨润土中的至少一种，所述造孔剂为淀粉、碳酸钙、炭黑、碳化硅、活性炭和煤粉中的至少一种；通过合理优化制备工艺，具有烧结温度低、生产能耗低、工艺方法简单、生产成本低、控制灵活、可满足大规模生产等优点，所制得的多孔陶瓷过滤膜耐酸碱腐蚀好、烧成品的孔隙率高、机械强度大、通量大、使用寿命长，不仅可以处理浑浊的矿井水，回收中水和煤炭，还大幅度降低了陶瓷膜自身以及在运行过程中的成本，提高了陶瓷膜在矿井水中的市场竞争力。
[0023]如图1所示为乌兰茶晶石粉100重量份且活性炭50重量份时制备的多孔陶瓷样品(陶瓷过滤膜)显微结构图；
[0024]如图2所示为乌兰茶晶石粉100重量份且淀粉50重量份时制备的多孔陶瓷样品(陶瓷过滤膜)断面显微结构图；
[0025]如图3所示为乌兰茶晶石粉100重量份且活性炭50重量份时制备的多孔陶瓷样品(陶瓷过滤膜)断面显微结构图；
[0026]图4为乌兰茶晶石粉100重量份且水玻璃3重量份、碳酸钙40重量份烧制的陶瓷坯体的表面和内部扫描电镜图像。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本专利技术中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
[0029]本专利技术实施例提供的一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，包括：
[0030]称取步骤：称取乌兰茶晶石粉料100重量份、粘结剂2至10重量份和造孔剂20至60重量份；其中，粘结剂为水玻璃、高岭土和膨润土中的至少一种，所述造孔剂为淀粉、碳酸钙、炭黑、碳化硅、活性炭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，其特征在于，包括：称取步骤：称取乌兰茶晶石粉料100重量份、粘结剂2至10重量份和造孔剂20至60重量份；其中，粘结剂为水玻璃、高岭土和膨润土中的至少一种，所述造孔剂为淀粉、碳酸钙、炭黑、碳化硅、活性炭和煤粉中的至少一种；研磨步骤：将所述乌兰茶晶石粉料、所述粘结剂和所述造孔剂置于球磨机中进行研磨，干燥处理后，过100目筛网，得到含乌兰茶晶石粉料的陶瓷过滤膜粉体；成型步骤：称取设定重量的所述陶瓷过滤膜粉体并放置于成型模具中，通过压制设备作用于所述成型模具，将所述陶瓷过滤膜粉体压制成陶瓷过滤膜坯体；烧结步骤：将陶瓷过滤膜坯体放入高温马弗炉中进行分阶段煅烧并自然冷却，得到陶瓷过滤膜；分阶段煅烧包括第一阶段：煅烧温度120℃，升温速率5℃/min，保温时间60min；分阶段煅烧包括第二阶段：煅烧温度500℃，升温速率5℃/min，保温时间60min；分阶段煅烧包括第三阶段：煅烧温度900
‑
1200℃，升温速率1
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5℃/min，保温时间60
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120min。2.如权利要求1所述的一种利用乌兰茶晶石制备陶瓷过滤膜的方法，其特征在于，于所述研磨步骤之前，对所述乌兰茶晶石粉料进行干燥处理；或者，于所述成型步骤之前，对所述陶瓷过滤膜粉体进行干燥处理。3.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：白利忠，王超男，程俊，张天翼，张鸿，李凡凡，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，
类型：发明
国别省市：