[發明專利]過濾型活性碳煤灰渣制備多孔集水海綿磚的方法

有效

• 申請號: 201610518619.0
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN106187042B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 郭志東;仝西琳
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B38/02;C04B38/08;C04B18/02;E01C5/04;E01C11/22
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技術領域

本發明涉及過濾型活性碳煤灰渣制備多孔集水海綿磚的方法，屬于材料技術領。

背景技術

由于厄爾尼諾和拉尼娜現象，我國的氣候出現極端的變化，降雨分布極不均勻，南北方旱澇不均，在同一個地區，一年中降雨量也極不均等，缺水已經制約經濟的發展和人民生活，合理利用現有的降水，將小區路面、馬路、公共休閑廣場有效的降水合理收集、儲存、利用，緩解干旱缺水季節的用水，水的熱容量大，既能吸熱也能放熱，改善小氣候。

發明內容

煤灰渣的主要成份為氧化硅、氧化鋁、氧化鈣和氧化鈉，其中的氧化硅、氧化鋁、氧化鈣是微晶玻璃組成相，微晶玻璃具有高強度、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化的性能，活性碳采用粒徑100～150μm，粒徑越小比表面積越大，過濾型的活性碳指活性碳強大的吸附功能，活性碳具有吸附性和催化性能，對水中溶解的有機污染物如苯類化合酚類化合物、石油及石油產品等具有較強的吸附能力，有效去除水中的重金屬及重金屬離子的能力，還具有除去水中的異臭、異味，對細菌也有極好的過濾作用，利用開孔的粉煤灰渣空心微珠作為基料，以硅酸鈉作為粘結劑，水泥為多孔集水海綿磚增加機械強度和粘結作用，聚乙烯醇高吸水的樹脂纖維是強吸水劑，采用膨脹漿液，降低漿液的密度，制成的多孔集水海綿磚的一個面呈燕尾槽狀，多孔集水海綿磚吸收的水分進入燕尾槽，受重力的作用再流入集水管，集水管將多孔集水海綿磚連接在一起，雨水匯集到集水池中。

其技術方案為：過濾型活性碳煤灰渣制備多孔集水海綿磚的方法，第一步、多孔集水海綿磚的配料：水泥10～20wt%、粒徑100～250μm煤灰渣開孔空心微珠45～65wt%、模數3.2～3.5的硅酸鈉 5～15wt%、粒徑200～250μm氧化鈣3～10wt%、聚乙烯醇高吸水樹脂纖維0.5～3.0wt%和粒徑100～150μm活性碳10～30wt%，以上各組分的重量百分比之和為100%；

第二步、多孔集水海綿磚膨脹吸水漿液的制備：按第一步的重量百分比取樣，先將粒徑為100～250μm煤灰渣開孔空心微珠放入料倉中，由提升機送入布料器，布料器將煤灰渣開孔空心微珠均勻分布在調速皮帶秤上，噴淋器將模數3.2～3.5的硅酸鈉均勻噴灑在煤灰渣開孔空心微珠的外表面，煤灰渣開孔空心微珠隨調速皮帶秤進入內螺旋滾筒攪拌器中，使每個煤灰渣開孔空心微珠的外表面都均勻附著硅酸鈉，硅酸鈉是無機粘合劑，是親水型的，粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好，親水性能不影響粘結性，混合料水泥10～20wt%、粒徑100～250μm煤灰渣開孔空心微珠45～65wt%、模數3.2～3.5的硅酸鈉 5～15wt%、粒徑200～250μm氧化鈣3～10wt%、聚乙烯醇高吸水樹脂纖維0.5～3.0wt%和粒徑100～150μm活性碳10～30wt%，再將混合料以0.5～0.7的水灰比調漿，灰為混合料，最后加入混合料總重量為0.2～1.0%的鋁粉膏，水化反應生成氣泡，形成多孔膨脹吸水的漿液，降低海綿磚的重量，聚乙烯醇高吸水樹脂纖維具有極強的吸水性，吸水后的海綿磚抗壓強度不變；

第三步、過濾型多孔集水海綿磚的制備：將第二步制備的膨脹吸水漿液攪拌均勻倒入海綿磚壓制機的試模中，按1.2～2.0：1體積比壓制，比例1.2～2.0為壓制前的體積，比例1為壓制后的體積，經刮平、壓制、脫模、晾干，制成多孔集水海綿磚，多孔集水海綿磚的一個面呈燕尾槽狀，多孔集水海綿磚吸收的水分進入燕尾槽內，集水管嵌入燕尾槽內，集水管嵌入燕尾槽內的一部分圓弧面為開口狀，另一部分圓弧面為封閉狀，雨水經過多孔集水海綿磚的匯集，進入燕尾槽內，受重力的作用再流入集水管，集水管將單個多孔集水海綿磚連接在一起，集水管匯集的雨水進入集水池中。

煤灰渣開孔空心微珠的制備：先將煤灰渣加工成粒徑200～400μm球形顆粒，粒徑100～200μm高嶺土兩者按重量百分比70～85wt%:15～35wt%取樣混合均勻，兩種組分的重量百分比之和為100%，放入壓坯機中做成毛坯并烘干，放入1000～1500℃硅鉬棒高溫爐燒結中保溫燒結20～40min，形成燒結塊，高嶺土是強粘結劑，粒徑越小，比表面越大，經過高溫燒結，形成改性的煤灰渣玻璃質材料，材料的組分不同，改性后材料的化學性質也不同，煤灰渣的主要成份為氧化硅、氧化鋁、氧化鈣，其中的氧化硅、氧化鋁、氧化鈣是微晶玻璃的組成相，將燒結塊破碎，制成粒徑100～300μm改性的煤灰渣實心微珠，按0.5～0.7的水灰比調漿，經過離心旋轉高速噴射形成微珠，再經800～950℃膨脹、1000～1500℃燒制、快速冷卻，形成壁厚50～100μm、粒徑100～250μm煤灰渣開孔空心瓷微珠。