用于生產(chǎn)過濾陶瓷的組合物以及過濾陶瓷及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)過濾陶瓷的組合物，和用該組合物制備過濾陶瓷的方 法，以及由該方法制備得到的過濾陶瓷及其在煤化工、電廠污水處理的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣化渣是煤氣化過程排出的一種新的固體廢棄物。隨著中國煤化工業(yè)的發(fā)展，每 年氣化渣的產(chǎn)量也急劇增加。以神華寧煤集團(tuán)為例，目前氣化渣年產(chǎn)量為100萬噸左右。隨 著在建項目的完成，預(yù)計到2016年，氣化渣的年排放量將達(dá)到350萬噸左右?？梢灶A(yù)見，氣 化渣必將成為今后固體廢棄物處理的重點之一。
[0003] 目前，對多孔陶瓷材料研宄領(lǐng)域中，利用粉煤灰制備多孔陶瓷的有很多。眾所周 知，粉煤灰的主要成分是以二氧化硅和氧化鋁為主，二者含量達(dá)到70%以上。因粉煤灰本身 具有大量的微孔和較高的比表面積，很多研宄集中在用粉煤灰為主要原料制備多孔陶瓷材 料。
[0004] CN104211427A公開了一種利用粉煤灰制備的多孔陶瓷，包括原料成分：粉煤灰、 造孔劑、粘接劑、添加劑和紙漿廢液，原料各成分含量為粉煤灰35-45 %，造孔劑25-30 %， 粘接劑5-10 %，添加劑5-8 %，紙漿廢液15-20 %。
[0005] CN104016699A公開了一種高孔隙多孔陶瓷濾料，該濾料包括：粉煤灰漂珠料 55-65 %，粘土 8-12 %，粘接劑18-25 %，造孔劑5-20 %，添加劑2-3 %;粉煤灰漂珠料為多孔 硅鋁氧玻璃體，還包括有發(fā)泡劑。
[0006] CN103304253A公開利用赤泥和粉煤灰制備的多孔陶瓷，包括按重量計的原料配 比：赤泥40-70 %，粉煤灰5-40 %，造孔劑10-30 %，添加劑1-5 %，還包括上述物料總重量的 10-20% 的水。
[0007] 但上述制備的多孔陶瓷材料中，除了粉煤灰之外，均需要添加造孔劑等其他助劑。
[0008] 發(fā)明人經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)用氣化渣制備的多孔陶瓷材料，在不添加額外造孔劑等 助劑的情況下，也能具有優(yōu)良的物理性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了解決氣化渣的利用以及如何利用氣化渣獲得性能優(yōu)異的多 孔陶瓷的問題，提供了用于生產(chǎn)過濾陶瓷的組合物以及過濾陶瓷及其制備方法和應(yīng)用。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)過濾陶瓷的組合物，該組合物包括 氣化渣和粘結(jié)劑，粘結(jié)劑的用量為氣化渣的重量的5-25重量％。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種制備過濾陶瓷的方法，該方法包括：
[0012] 1)將本發(fā)明提供的組合物進(jìn)行濕法研磨，形成混合漿料；
[0013] 2)將步驟（1)得到的混合漿料進(jìn)行陳化，然后進(jìn)行加壓成型；
[0014] 3)將步驟（2)得到的成型產(chǎn)物進(jìn)行燒結(jié)，再冷卻得到過濾陶瓷。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明提供的方法制備得到的過濾陶瓷，該過濾陶瓷的密 度為1500-1800kg/m3,吸水率為28 %以上，抗折強(qiáng)度為15MPa以上，0. 2MPa下的水通量為 23000L/h · m2以上的過濾陶瓷。
[0016] 本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的過濾陶瓷在處理煤化工和電廠污水中的應(yīng)用。
[0017] 本發(fā)明提供的用于生產(chǎn)過濾陶瓷的組合物利用氣化渣作為成分，并且無需另加造 孔劑即可制備得到過濾陶瓷，實現(xiàn)了氣化渣的利用，而且獲得的過濾陶瓷性能適合處理煤 化工和電廠污水。
【具體實施方式】
[0018] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019] 本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)過濾陶瓷的組合物，該組合物包括氣化渣和粘結(jié)劑，粘 結(jié)劑的用量為氣化渣的5-25重量％。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述氣化渣為煤氣化過程產(chǎn)生的廢渣。
[0021] 優(yōu)選地，所述氣化渣含有30-50重量％的Si02、10-20重量％的Al 2O3，燒失量為15 重量％以上；更優(yōu)選地，燒失量為20-25重量％。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述粘結(jié)劑為水以及任選地選自羥甲基纖維素、聚乙烯 醇、預(yù)膠化淀粉和糊精中的至少一種。
[0023] 本發(fā)明中，所述粘結(jié)劑的含量不大于氣化渣的10重量％。。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述組合物還包括粉煤灰和/或助熔劑，所述粉煤灰的 含量不大于氣化渣的10重量％，所述助熔劑的含量不大于氣化渣的8重量％。。
[0025] 優(yōu)選地，所述助熔劑主要成分為60-70重量％的SiO2,10-20重量％的Al 2O3，其燒 失量為1-5重量％。更優(yōu)選地，所述助熔劑為鈉長石、鉀長石和高嶺土中的至少一種。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述粉煤灰為火電廠產(chǎn)生的一級粉煤灰和/或二級粉 煤灰。
[0027] 優(yōu)選地，所述粉煤灰含有30-65重量％的Si02、14-41重量％的Al 2O3，燒失量為1-5 重量％。
[0028] 本發(fā)明還提供了一種制備過濾陶瓷的方法，該方法包括：
[0029] 1)將本發(fā)明提供的組合物進(jìn)行濕法研磨，形成混合漿料；
[0030] 2)將步驟（1)得到的混合漿料進(jìn)行陳化，然后進(jìn)行加壓成型；
[0031] 3)將步驟（2)得到的成型產(chǎn)物進(jìn)行燒結(jié)，再冷卻得到過濾陶瓷。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，步驟（1)的濕法研磨可以是在球磨機(jī)中進(jìn)行，可以利用氧化鋁球為 研磨介質(zhì)，按照氧化鋁球和組合物的重量比為2-3 :1的比例混合研磨，研磨時間為1-2h。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，步驟（2)中所述陳化沒有特別的限定，可以是本領(lǐng)域常規(guī)采用的陳 化，可以是將步驟（1)得到的混合漿料進(jìn)行靜置，優(yōu)選地，所述陳化時間為24-48h。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，步驟（2)的加壓成型可以是常規(guī)的成型方法，可以是壓制成型或擠 出成型。優(yōu)選地，可以將陳化后的漿料放入鋼制模具中進(jìn)行壓制成型。優(yōu)選地，所述壓制成 型的壓力為10_40MPa。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明，在上述壓制成型后脫模得到產(chǎn)物，該產(chǎn)物經(jīng)10-24小時100-150°C干 燥后，進(jìn)行步驟（3)的燒結(jié)。所述燒結(jié)可以在比現(xiàn)有技術(shù)更低的溫度下完成。優(yōu)選地，所述 燒結(jié)的條件包括：以5-15°C /min的加熱速度自室溫升至1150-1250°C后保溫l_3h。
[0036] 本發(fā)明還提供了一種本發(fā)明提供的方法制備得到的過濾陶瓷，該過濾陶瓷的密 度為1500-1800kg/m3,吸水率為28 %以上，抗折強(qiáng)度為15MPa以上，0. 2MPa下的水通量為 23000L/h · m2以上的過濾陶瓷。
[0037] 優(yōu)選地，制備得到的過濾陶瓷的吸水率為35%以上，抗折強(qiáng)度為20MpaMPa以上， 0. 2MPa下的水通量為45000L/h · m2以上。
[0038] 本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的過濾陶瓷在處理煤化工和電廠污水中的應(yīng)用。
[0039] 以下將通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0040] 以下實施例和對比例中，
[0041] 過濾陶瓷的密度的測試：取試件一組3塊，尺寸為62. 5mmX 12. 5mmX 5mm，應(yīng)逐塊 量取長、寬、厚三個方向的軸線尺寸，并應(yīng)精確至1mm，計算試件的體積V。將三塊試件放在 溫度為105°C±2°C干燥箱內(nèi)烘干至恒質(zhì)量。當(dāng)試件冷卻至室溫后，應(yīng)稱取試件烘干質(zhì)量Mtl,
精確至0.0 lg ;按下式計算密度 式中：!(!一密度（kg/m3) ,Mci-烘干質(zhì)量（g)， 5 V-試件的體積（_3);該組試件的密度值應(yīng)為3塊試件密度的平均值，精確至lkg/m3。
[0042] 過濾陶瓷的抗壓強(qiáng)度的測試：成型條件為室溫且相對濕度為（50± 10) %。成型 之后，將樣品轉(zhuǎn)移至水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（20±2°C，相對濕度100%)下放 置24小時。然后將樣品脫模繼續(xù)養(yǎng)護(hù)在恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱。采用GB1965