申请日2018.10.18
公开(公告)日2018.12.21
IPC分类号C04B38/06; C04B33/132; C04B33/04; B01D39/20; C02F1/28; C02F1/30; C02F1/42
摘要
本发明提供了一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器及其制备方法，其工艺简单操作可行，制备的泡沫陶瓷过滤器不易受污水侵蚀、稳定性更高。所制得的污水处理用泡沫陶瓷过滤器孔径均匀具有三维立体网状结构，拥有较好的过滤拦截性能;孔径大小可依据海绵体的孔径调整至微米级，具有极高的通透量;该泡沫陶瓷过滤器可耐800‑1100℃的高温，可通过高温热处理后反复使用，成本较低;另外，陶瓷网格本身的特殊材料性能可以产生大量负离子，具有较好吸附性、离子交换能力和光催化能力，使泡沫陶瓷过滤器具有良好的杀菌、除臭、净化能力的同时，还降低了普通平板陶瓷过滤板容易堵塞、生产成本高等系列问题，大大提高污水处理效率，是一种理想的污水处理净化器。
权利要求书
1.一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器，包括聚醚过滤海绵和附着在聚醚过滤海绵上的陶瓷材料，所述陶瓷材料由各种陶瓷原料以特殊的配方组合和特殊的加工工艺制得，所述陶瓷材料由以下质量分数的原料配方制成：
10%-20%的普通黑泥;
25%-35%的钾钠长石;
20%-30%的石英;
2%-5%的硅灰石;
30%-40%的煅烧高岭土;
1%-2%的负离子粉;
15%-20%的水;
0-1%的解胶剂。
2.一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器的制备方法，包括以下步骤：
1)将质量分数为10%-20%的普通黑泥、25%-35%的钾钠长石、20%-30%的石英、2%-5%的硅灰石、30%-40%的煅烧高岭土、1%-2%的负离子粉、15%-20%的水、0-1%的解胶剂加入到快速搅拌分散机并搅拌制成有一定粘度的浆料，其中，浆料细度控制在325目，筛余小于0.5%、比重控制在1.9-2.0g/cm3，粘度控制在2000-2200mPa·s;
2)选取质量分数为2%-10%的纳米锐钛矿型钛白粉、15%-43%的低粘度树脂、0-5%的超分散剂、50%-60%的水，加入到快速搅拌机，搅拌2h制成超分散液态涂层;
3)取步骤1)中一定质量的浆料，加入质量分数为5%-20%的PVA胶水制成浆料，选取聚醚过滤海绵充分浸渍在上述的浆料中，浸渍完全后，用三轮对辊机挤压多余浆料，得到浸渍涂覆均匀的泡沫陶瓷坯体;
4)将步骤3)中的泡沫陶瓷胚体在20-30℃下静置2-3h，然后放入恒温恒湿干燥箱干燥，干燥时间由泡沫陶瓷大小和厚度决定;
5)将步骤4)中干燥后的泡沫陶瓷胚体放入辊道窑窑炉，在1200℃下烧制3h;
6)将烧制后的泡沫陶瓷胚体浸渍在步骤2)中的超分散涂层一次后，在恒温干燥箱中200℃烘干2h，再重复浸渍步骤1)中的浆料一次并在恒温干燥箱中200℃烘干2h，烘干后的产品在梭式电炉中以10℃/min的升温速度烧至450℃，然后自然冷却，制备成污水处理用泡沫陶瓷过滤器。
说明书
一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷材料及制品领域，具体是一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器及其制备方法。
背景技术
一般污水处理用的泡沫都是在污水处理池中放入普通的泡沫海绵，一定时间后容易造成泡沫堵塞，影响污水处理效果，更换泡沫既浪费时间，又增加企业成本，而且还会造成污水处理池的二次污染。
目前，国内污水过滤主要采用平板陶瓷过滤器，其通透量、比表面积较小，过滤效果差。而泡沫陶瓷过滤材料相较于平板陶瓷过滤器，具有较好的通透量、较大的比表面面积，更佳的拦截吸附过滤效果，因此，泡沫陶瓷过滤材料主要用于各种有色金属熔炼铸造的净化，然而，当使用聚氨酯泡沫海绵做泡沫陶瓷前驱体的时候，就要求海绵具有三维网状多孔的形状，要求海绵自身具有较好的弹性性能、较高的拉伸强度、高的通孔率及好的浆料吸附性能。这是因为在泡沫陶瓷的生产工艺过程中，海绵起到了两个重要的作用：一是挂浆的作用，在此过程中，海绵需要具有好的弹性性能;因为当陶瓷浆料经过辊压均匀分布到海绵经络和节点上时，海绵需要承受浆料比重带来的重力;如果弹性不好，陶瓷坯体将无法成型。二是骨架的作用，干燥好的泡沫陶瓷坯体最后要放入窑炉内高温烧成，在烧成过程中，海绵会随着温度的逐步升高而慢慢融化;融化过程如果太快，或者海绵自身耐热度不够，都会导致陶瓷坯体坍塌或者严重开裂，所以需要网状聚氨酯泡沫具有良好的前驱体效果。
泡沫陶瓷的制备工艺很多，如添加造孔剂工艺、发泡工艺、有机泡沫浸渍工艺、溶胶-凝胶工艺、固态颗粒烧结工艺等，其中，发泡工艺与有机泡沫浸渍工艺是制备高气孔率多孔陶瓷的有效方法，用这两种方法制备的泡沫陶瓷孔径通常达到50μm-500μm，但发泡反应法的缺点是对原料要求高，工艺条件不易控制。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种制备简易、开孔率高、强度高、成本低的污水处理用泡沫陶瓷过滤器及其制备方法。
本发明提供了一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器，包括聚醚过滤海绵和附着在聚醚过滤海绵上的陶瓷材料，所述陶瓷材料由各种陶瓷原料以特殊的配方组合和特殊的加工工艺制得，所述陶瓷材料由以下质量分数的原料配方制成：
10%-20%的普通黑泥;
25%-35%的钾钠长石;
20%-30%的石英;
2%-5%的硅灰石;
30%-40%的煅烧高岭土;
1%-2%的负离子粉;
15%-20%的水;
0-1%的解胶剂。
本发明还提供了一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器的制备方法，包括以下步骤：
1)将质量分数为10%-20%的普通黑泥、25%-35%的钾钠长石、20%-30%的石英、2%-5%的硅灰石、30%-40%的煅烧高岭土、1%-2%的负离子粉、15%-20%的水、0-1%的解胶剂加入到快速搅拌分散机并搅拌制成有一定粘度的浆料，其中，浆料细度控制在325目，筛余小于0.5%、比重控制在1.9-2.0g/cm3，粘度控制在2000-2200mPa·s;
2)选取质量分数为2%-10%的纳米锐钛矿型钛白粉、15%-43%的低粘度树脂、0-5%的超分散剂、50%-60%的水，加入到快速搅拌机，搅拌2h制成超分散液态涂层;
3)取步骤1)中一定质量的浆料，加入质量分数为5%-20%的PVA胶水制成具有粘性和流动性的浆料，选取聚醚过滤海绵充分浸渍在上述的浆料中，浸渍完全后，用三轮对辊机挤压多余浆料，得到浸渍涂覆均匀的泡沫陶瓷坯体;
4)将步骤3)中的泡沫陶瓷坯体在20-30℃下静置2-3h，然后放入恒温恒湿干燥箱干燥，干燥时间由泡沫陶瓷大小和厚度决定;
5)将步骤4)中干燥后的泡沫陶瓷胚体放入辊道窑窑炉，在1200℃下烧制3h，烧制成具有良好吸附性能、网孔均匀的泡沫陶瓷载体;
6)将烧制后的的泡沫陶瓷载体浸渍在步骤2)中的超分散涂层一次后，在恒温干燥箱中200℃烘干2h，再重复浸渍步骤1)中的浆料一次并在恒温干燥箱中200℃烘干2h，烘干后的产品在梭式电炉中以10℃/min的升温速度烧至450℃，然后自然冷却，制备成污水处理用泡沫陶瓷过滤器。
进一步地，步骤3)中的PVA胶水固含量为15%。
与现有技术相比，本发明所制得的污水处理用泡沫陶瓷过滤器孔径均匀具有三维立体网状结构，拥有较好的过滤拦截性能;孔径大小可依据海绵体的孔径调整至微米级，具有极高的通透量;该泡沫陶瓷过滤器可耐800-1100℃的高温，可通过高温热处理后反复使用，成本较低;另外，陶瓷网格本身的材料性能可以源源不断的产生大量负离子，具有较好吸附性、离子交换能力和光催化能力，使泡沫陶瓷过滤器具有良好的杀菌、除臭、净化能力的同时，还降低了普通平板陶瓷过滤板容易堵塞、生产成本高等系列问题，大大提高污水处理效率，是一种理想的污水处理净化器;另外，本发明的污水处理用泡沫陶瓷过滤器制备方法采用有机泡沫浸渍工艺，简单操作可行，制备的泡沫陶瓷过滤器不易受污水侵蚀、稳定性更高，不会对水体产生二次污染。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例一
一种污水处理用泡沫陶瓷过滤器的制备方法，步骤如下：
1)将质量分数为15%的普通黑泥、30%的钾钠长石、25%的石英、2-5%的硅灰石、35%的煅烧高岭土、1.5%的负离子粉、17%的水、1%的解胶剂加入到快速搅拌分散机并搅拌制成有一定粘度的浆料，其中，浆料细度控制在325目，筛余为0.4%、比重为2.0g/cm3，粘度为2100pma.s;
2)选取质量分数为5%纳米锐钛矿型钛白粉、30%的低粘度树脂、5%的超分散剂、60%的水，加入到快速搅拌机，搅拌2h制成超分散液态涂层;
3)取步骤1)中一定质量的浆料，加入质量分数为10%、固含量为15%的PVA胶水制成具有粘性和流动性的浆料，选取聚醚过滤海绵充分浸渍在上述的浆料中，浸渍完全后，用三轮对辊机挤压多余浆料，得到浸渍涂覆均匀的泡沫陶瓷坯体;
4)将步骤3)中的泡沫陶瓷胚体在25℃下静置2h，然后放入恒温恒湿干燥箱干燥，干燥时间由泡沫陶瓷大小和厚度决定;
5)将步骤4)中干燥后的泡沫陶瓷胚体放入辊道窑窑炉，在1200℃下烧制3h，烧制成具有良好吸附性能的泡沫陶瓷载体;
6)将烧制后的的泡沫陶瓷胚体浸渍在步骤2)中的超分散涂层一次后，在恒温干燥箱中200℃烘干2h，再重复浸渍步骤1)中的浆料一次并在恒温干燥箱中200℃烘干2h，烘干后的产品在梭式电炉中以10℃/min的升温速度烧至450℃，然后自然冷却，制备成污水处理用泡沫陶瓷过滤器。
