[發(fā)明專利]一種利用低品位硅藻土制備高活性吸附陶粒的方法

有效

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• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN108358654B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任子杰;張安嶺;高惠民;卞政;周鵬;朱興月
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B38/00
• 分類號(hào): C04B38/00;C04B35/14;B01J20/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;閉釗

本發(fā)明提供一種利用低品位硅藻土制備高活性吸附陶粒的方法，該方法以儲(chǔ)量豐富的低品位硅藻土為原料，加入水以及碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈉、水玻璃等助劑混合成型后焙燒，所得硅藻土陶粒還需在含0.8％?1.0％的可溶性金屬碳酸氫鹽和含0.5％?1.0％的丙三醇水溶液中煮沸處理。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)方法制備硅藻土陶粒時(shí)存在的吸附性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能同時(shí)兼顧的不足，通過引入特定溶液的煮沸處理，在保證強(qiáng)度的前提下大幅度提高了陶粒的吸附性能，具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以低品位硅藻土為原料制備高活性吸附陶粒的方法。

背景技術(shù)

硅藻土由含二氧化硅很高的硅藻、放射蟲類或海綿的遺骸組成，以硅藻遺骸(殼體)為主的一種生物沉積巖。硅藻中的SiO₂不是純的含水氧化硅，而是含有與之緊密伴生的其它組分的一種獨(dú)特類型的氧化硅，稱為硅藻氧化硅。硅藻土中的SiO₂含量通常為60％～80％，高者可以達(dá)到90％以上。硅藻土因其特殊的孔道結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，具有質(zhì)輕、孔隙度高、吸附性強(qiáng)、隔音、耐磨、耐酸、耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性好、熔點(diǎn)高等優(yōu)點(diǎn)，作為助濾劑、充填劑、吸附劑、催化劑載體、磨料增強(qiáng)劑、動(dòng)物飼料補(bǔ)充劑及輕骨料建筑材料等廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門。

我國低品位硅藻土礦儲(chǔ)量巨大，這類原礦中硅藻含量較低，黏土礦物及有機(jī)質(zhì)等雜質(zhì)含量較高。低品位硅藻土礦的最佳利用方向是生產(chǎn)輕型墻體材料、保溫材料及吸附劑等。目前，利用硅藻土生產(chǎn)陶粒的主要工藝為：在以硅藻土作為基礎(chǔ)原料的情況下，加入部分助劑與輔助性材料，在一定溫度下進(jìn)行燒結(jié)處理，用以增加陶粒的力學(xué)強(qiáng)度。張梅等(中國專利CN102515822A)利用先鋒地區(qū)硅藻土中黏土含量較高的特點(diǎn)，經(jīng)過造球成型、自然風(fēng)干、最后焙燒的工藝，制備了低吸水率、高強(qiáng)度的硅藻土陶粒；李春等(中國專利CN1184086A)以硅藻土為原料，經(jīng)造球成型，低溫預(yù)熱，高溫?zé)?，最后冷卻出料的工藝，得到筒壓強(qiáng)度為7Mpa的輕質(zhì)硅藻土陶粒；劉來生等(中國專利CN104785203A)經(jīng)過配料、制泥、制粒、泥粒干燥和泥粒焙燒工序，得到具有吸附性能和過濾性能的硅藻土凈水陶粒；孫瓊珂等(中國專利CN106242633A)在硅藻土中加入一定量的分散劑和粘結(jié)劑，造球成型后經(jīng)高溫?zé)频玫轿叫阅芎们矣捕雀叩亩喙δ芄柙逋撂樟！?/p>

雖然硅藻土在吸附劑方面的應(yīng)用前景廣大，但是由于硅藻土資源品質(zhì)的限制，按照現(xiàn)有技術(shù)及以上方法制作成型的硅藻土陶粒通常存在諸多缺陷，例如焙燒成型的硅藻土陶粒雖具有一定的力學(xué)強(qiáng)度，但由于焙燒高溫下表面羥基的脫失，硅藻吸附性能較差。針對該問題的一種解決辦法是盡量采用低溫焙燒保護(hù)硅藻表面的羥基，以增強(qiáng)其吸附性能，但是這樣一來陶粒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到較大影響。因此，為使硅藻土陶粒的應(yīng)用更加廣泛，在生產(chǎn)過程中應(yīng)確保陶粒在具有良好結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)不損失表面羥基，使得硅藻土的吸附性能得到充分發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有硅藻土陶粒制備方法存在的吸附性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能同時(shí)兼顧的問題，提供一種新的利用低品位硅藻土制備高活性吸附陶粒的方法。該方法可充分利用我國豐富的低品位硅藻土礦資源，得到的產(chǎn)品不但結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高而且比表面積大吸附性能好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

利用低品位硅藻土制備高活性吸附陶粒的方法，包括以下步驟：將低品位硅藻土粉碎，加入助劑和水混合成型，干燥后焙燒得硅藻土陶粒，待硅藻土陶粒冷卻后將其置于可溶性金屬碳酸氫鹽的醇溶液中水熱處理，固液分離即得高活性吸附陶粒。

進(jìn)一步的，所述低品位硅藻土中黏土含量為25％-35％。

進(jìn)一步的，所述助劑選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈉、水玻璃中的至少一種。

進(jìn)一步的，混合時(shí)低品位硅藻土、助劑和水的重量份數(shù)比為50-70：10-20：20-40。

進(jìn)一步的，焙燒前的坯體自然風(fēng)干或在不超過100℃的溫度下烘干。

進(jìn)一步的，焙燒溫度800-1000℃，焙燒時(shí)間20-40min。