一种凝灰岩助滤剂的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种凝灰岩助滤剂的制造工艺，以轻质多孔凝灰岩为原料，其工艺过程是：粗碎，将原料破碎，粒度为＜３０ｃｍ；干燥，对物料进行干燥温度１００－３００℃，使物料含水量＜３０％；细碎，将干物料进一步破碎，粒度要求９５％＜４３μｍ；净化，除去原料中的草根、砂粒和超细粘土。净化分离后的物料的粒度为９０％＜４３μｍ；加水搅拌，加水量为干物料重量的２５－５８％，然后搅拌均匀；装钵，将加水浸润后的物料装入窑具容器中；煅烧，采用隧道窑对物料进行膨化和煅烧，煅烧温度为７００－１０００℃，煅烧时间为１－２ｈ；出钵粉碎，将煅烧物料进一步破碎，粒度要求９０％＜４３μｍ；分级，清除超大颗粒（＞７４μｍ）和超细颗粒（＜２μｍ）；配料与混合。工艺简便，成本低廉，产品质量稳定，过滤效果好，具有明显的社会经济效益。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来帮助被滤液体提高滤速、改善澄清度的凝灰岩助滤剂的制备方法，广泛应用于酒类、食品、化工、炼油、医药、环保、污水处理等工业部门。许多物质经加工后可以用作助滤剂，如硅藻土、珍珠岩、纤维素、石棉纤维、碳粉、活性碳、滤棉、细粒硅胶、细砂和粉状离子交换树脂等。其中，硅藻土和珍珠岩助滤剂的用途最为广泛，用量也最大，是常见的通用助滤剂；纤维素、石棉、活性碳等也有它们特殊性能，为常见的辅助用助滤剂。近年来，硅藻土助滤剂的消耗量一直占整个助滤剂的60％以上，说明它有很大的优越性。硅藻土助滤剂产品主要有干燥品、煅烧品和助熔煅烧品等三大品种，其发展过程是由干燥品发展到煅烧品，然后再发展到助熔煅烧品。1876年，斯莱特(J.W.Slater)首次披露了硅藻土用于工业过滤，并获得英国专利。1923年，撤彻尔(H.S.Thatcher)发现硅藻土经高温煅烧后能使过滤速度显著提高，并获得美国专利。1924年，卡尔弗特(R.Calvert)发现助熔煅烧品级产品的过滤速度较其它同类产品提高数倍，并获得美国专利。目前，硅藻土助滤剂的生产工艺已相当成熟，其一般生产过程是原料净化、干燥和粉碎→配料、混料和煅烧(温度800-1200℃)→粉碎、粒度调整和分级等。其中助熔煅烧级产品是在硅藻土加工煅烧过程中，添加5％左右的食盐、碱及碱土类的氧化物或硼砂、硝酸钠等助熔剂加工制成的。硅藻土助滤剂的主要优点是具有良好的微孔结构、吸附性能和抗压缩性能，因此不仅能使被滤液体获得较好的流速比，并且能滤除微细的悬浮物，保证澄清度。其主要缺点是(1)资源缺乏，因为生产硅藻土助滤剂需要硅藻含量高的优质硅藻土。可是，尽管我国的硅藻土资源十分丰富，但绝大多数为中低品位硅藻土矿，难以满足生产要求；(2)生产成本高，因为硅藻土助滤剂的生产工艺复杂，加之优质硅藻土矿资源价格较高，目前国内每吨硅藻土助滤剂的生产成本在3000元左右；(3)滤速相对缓慢，堆密度较大，按重量加入往往达不到预期要求，多加又将使成本上升。有人想研制堆密度小的硅藻土型产品，但受到原料物质组分与结构的限制；(4)化学稳定性不很理想，因为硅藻土中的铁、钙等有害成分含量相对较高，并以分离状态存在，所以其溶出率较高。许多饮料、酒类过滤时，铁溶出量高会影响产品的口感和风味。美国从1946年开始研究珍珠岩助滤剂，50年代初进行工业生产，到80年代已发展成仅次于硅藻土助滤剂的第二大系列助滤剂。由于其资源分布广泛、生产工艺简便、成本低廉(仅相当于硅藻土助滤剂生产成本的一半)，并具有堆密度小、滤速高、铁和钙溶解度小等优点，所以目前许多国家，如印度、新加坡、菲律宾、日本和希腊等，都在生产和使用珍珠岩助滤剂，目前我国也有一定的生产规模。珍珠岩助滤剂的主要缺点是(1)颗粒具三叶状结构，故颗粒孔隙比较大，滤速相对较快，但由于缺少粒内孔隙，故过滤的深度效应和吸附作用较差，澄清度相对较低；(2)主要具有颗粒间的孔隙，所以在加压过滤过程中滤饼的抗压缩性较差，滤饼阻力上升较快，影响过滤效率；(3)在某些过滤机中，如转鼓式过滤机中，滤层易龟裂，甚至使过滤无法进行；(4)受其微孔结构特征的影响，产品品种、规格调配受到很大限制。例如，若颗粒增大，就会使产品的漂浮物明显增多，影响过滤效果。所以目前国内珍珠岩助滤剂产品品种比较单一，使工业应用范围受到很大的限制。针对硅藻土助滤剂和珍珠岩助滤剂目前存在的问题，王泽民(1993)等开展了硅藻土-珍珠岩复合助滤剂研制工作。认为复合助滤剂在技术上是可行的，二者具有互补性，可改善产品性能；指出配料中一般应以硅藻土为主，珍珠岩用量应控制在20％以下；但是，在应用中，复合性助滤剂尚不能完全取代硅藻土助滤剂。陈世富等(1998)的试验结果表明，在硅藻土助滤剂中掺入20％左右的珍珠岩助滤剂，尽管其堆密度得到某些改善，滤速也得以适度提高，但由于两者的物理性能不同，混合后难形成均匀滤饼。在加压型过滤机中，由于滤饼不均匀，滤液透过性不同，每种助滤材料的抗压缩性能也不同，结果在压力下滤层易龟裂，滤饼易脱落等。若加大珍珠岩助滤剂用量，如＞30％，情况则更坏。于是，陈世富等(1998)把珍珠岩助滤剂和硅藻土干燥品按1∶1比例，加入水、水玻璃、硅酸、硫酸盐等(其中一种或二种以上)胶合材料，再置于200-1050℃温度下焙烧1-20min等方法，试制珍珠岩-硅藻土复合助滤剂，小试效果还可以。针对我国优质硅藻土资源短缺现状，王泽民等(1992)还开展了轻质页岩-硅藻土复合助滤剂研制工作。认为黑龙江嫩江轻质页岩资源丰富，用它与长白硅藻土配制生产的复合助滤剂，堆密度明显降低，生产成本较低，过滤效果较好，有可能成为助滤剂工业新的原料来源。冯雨春(1991)开展了“蛋白石助滤剂”研究工作，并申请国家专利技术专利(申请号91101831，公开号CN1054382A)。据有关资料，这里所谓的“蛋白石”与上述王泽民等(1993)采用的嫩江轻质页岩，产地相同，是同一种原料的不同叫法。于乾(1997)明确指出，黑龙江嫩江轻质页岩，有人称之为硅质页岩、方石英页岩，也有人称之为蛋白土、板状硅藻岩。其实仍然是硅藻土，它是我国首例发现的白垩纪火山灰质硅藻土，经成岩作用变成。可见，所谓蛋白石助滤剂，仍然是硅藻土型助滤剂。根据冯雨春(1991)、张希林等(1994)和李珩珠(1994)等资料介绍，“蛋白石助滤剂”还存在堆密度和滤饼密度太大(明显超标)、产品结构单一、适应范围窄等缺陷。因而迄今未得到有效推广应用。另外，明景熙等(1992)开展了凹凸棒粘土啤酒助滤剂研制工作，认为既要有较高的过滤速度，又要保证有较低的澄清度，单独使用凹凸棒粘土助滤剂的效果不尽理想，需与硅藻土复配使用才能达到目的。总的来讲，目前，国外的通用助滤剂主要有硅藻土和珍珠岩两大系列；国内主要生产和应用硅藻土助滤剂，珍珠岩系助滤剂的生产规模和应用都不及前者。尽管前人针对硅藻土和珍珠岩助滤剂存在的种种问题，在开发新型助滤剂方面做了不少工作，但是以凝灰岩为原料生产通用助滤剂，迄今尚未见有关文献报道和专利申请。本专利技术的目的是提供了一种凝灰岩助滤剂的制备方法，以轻质多孔凝灰岩为原料，生产工艺简便，成本低廉，解决硅藻土助滤剂存在的原料缺乏、生产工艺复杂、价格昂贵、化学稳定性不够理想的问题，同时解决珍珠岩助滤剂存在的粒内孔隙缺乏、抗压缩性不佳、过滤澄清效果较差、产品品种单一、应用范围较窄的问题。为了达到上述的目的，本专利技术采用以下技术方案我国中生代构造-岩浆-火山作用强烈，各种凝灰岩分布十分广泛。凝灰岩是火山碎屑岩类、普通火山碎屑岩亚类中的一种岩石类型，其典型特征与鉴别标志是具有凝灰结构。所谓凝灰结构，系指火山碎屑物粒度小于2mm，含量过半数，被更细的火山碎屑物(火山尘)及火山灰水化学分解物质胶结所形成的结构。根据碎屑物的种类和特征，可将凝灰岩按物态进一步分为玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、岩屑凝灰岩和混合凝灰岩等。此外，还可以进一步根据火山碎屑物与相应熔岩的成分来命名，如流纹质玻屑凝灰岩、流纹英安凝灰岩等等。凝灰岩粒度比较细小，孔隙度高，颗粒表面积大，玻屑不稳定，所以容易发生次生变化。当凝灰岩遭受水化溶蚀作用时，将使原有的孔隙进一步增大，形成多孔的轻质凝灰岩。轻质多孔凝灰岩在我国本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝灰岩助滤剂的制造工艺，以轻质多孔凝灰岩为原料，其特征在于生产工艺是：Ａ、粗碎：将原料破碎，粒度要求为＜３ｃｍ；Ｂ、干燥：采用煅烧窑炉的余热，对物料进行干燥，温度１００－３００℃，使物料含水量＜３０％；Ｃ、细碎：采用粉碎设备 将干物料进一步破碎，粒度要求９５％＜７４μｍ；Ｄ、净化：除去原料中的草根、砂粒和超细粘土，净化分离后的物料的粒度为９０％＜４３μｍ或１００％＜７４μｍ；Ｅ、加水搅拌：加水量为干物料重量的２５－５８％，然后用搅拌设备充分搅拌均匀； Ｆ、装钵：将加水浸润后的物料装入窑具容器中；Ｇ、煅烧：采用隧道窑对物料进行膨化和煅烧，煅烧温度为７００－１０００℃，时间为１－２ｈ；Ｈ、出钵粉碎：将煅烧物料进一步破碎，粒度要求９０％＜４３μｍ或１００％＜７４μｍ；Ｉ、分级：清除 超大颗粒（＞７４μｍ）和超细颗粒（＜２μｍ），对物料进行分选；Ｊ、配料与混合；Ｋ、成品包装。

【技术特征摘要】
1.一种凝灰岩助滤剂的制造工艺，以轻质多孔凝灰岩为原料，其特征在于生产工艺是A、粗碎将原料破碎，粒度要求为＜3cm；B、干燥采用煅烧窑炉的余热，对物料进行干燥，温度100-300℃，使物料含水量＜30％；C、细碎采用粉碎设备将干物料进一步破碎，粒度要求95％＜74μm；D、净化除去原料中的草根、砂粒和超细粘土，净化分离后的物料的粒度为90％＜43μm或100％＜74μm；E、加水搅拌加水量为干物料重量的25-58％，然后用搅拌设备充分搅拌均匀；F、装钵将加水浸润后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪灵，木士春，
申请(专利权)人：中国科学院长沙大地构造研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]