專(zhuān)利名稱(chēng):用粉煤灰微珠制造微濾膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域中的膜制備方法。提出一種利用粉煤灰微珠制造微濾膜的方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有的微濾膜包括有機(jī)高分子膜和無(wú)機(jī)膜。無(wú)機(jī)膜由于具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫性能得到迅速發(fā)展。無(wú)機(jī)膜主要包括陶瓷膜和炭膜,其中陶瓷膜生產(chǎn)工藝一般采用陶瓷粉粘結(jié)成型,然后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到。由于陶瓷粉硬度高,磨細(xì)成本很高,并且消耗大量的天然礦物資源,燒結(jié)溫度高,能耗高。另外,磨細(xì)的陶瓷粒子表面粗糙,粒子球形度差,所得微膜阻力較大。粉煤灰是燃煤電廠產(chǎn)生的固體廢棄物,我國(guó)堆存量已超過(guò)億噸,由于利用率較低,堆存量每年還在增加,粉煤灰微珠是粉煤灰中的球狀、主要為玻璃態(tài)的一種顆粒,可以通過(guò)分選的方法方便的分離出來(lái),其主要成分為氧化硅和氧化鋁,以其為原料,制備微濾膜,既可降低阻力,又可降低膜成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以廉價(jià)的粉煤灰微珠為原料,采用簡(jiǎn)單的工藝,即將粉煤灰微珠中加入適量的水和粘結(jié)劑,捏和成型,成型物干燥后,置燒結(jié)爐中燒結(jié),制造孔徑分布窄,成本低的微濾膜的方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的構(gòu)思基于(1)制造廉價(jià)微濾膜采用和陶瓷原料性質(zhì)相似的粉煤灰為原料,成本大幅度降低,原料經(jīng)粘結(jié)劑粘結(jié)成型、干燥、燒結(jié)形成微濾膜,燒結(jié)溫度遠(yuǎn)低于陶瓷膜燒結(jié)溫度。(2)制造高通量微濾膜陶瓷粉表面粗糙并且粒子球形度差,致使膜的過(guò)濾阻力較大,通量小,粉煤灰微珠是表面光滑的玻璃微珠,成型燒結(jié)得到的微濾膜阻力小,通量大,過(guò)濾效率高。
實(shí)施本發(fā)明的具體方法是向粉煤灰微珠中加入水和粘結(jié)劑,捏和、成型、干燥,將干燥成型物置于燒結(jié)爐中燒結(jié),燒結(jié)溫度為600~1400℃,升溫速度1~15℃/min,恒溫時(shí)間0~90分鐘,冷卻后得到微濾膜。
本發(fā)明以粉煤灰微珠為原料,通過(guò)簡(jiǎn)單的燒結(jié)法制得高通量低成本的微濾膜。該發(fā)明投資小,是粉煤灰高附加值利用的好方法,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。
下面用實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1采用平均粒徑10微米的粉煤灰微珠,加入適量的水和羧甲基纖維素,攪拌捏和均勻,采用等靜壓法在直徑2cm的模具中成型,得到厚度2mm的對(duì)稱(chēng)膜素坯,室溫干燥24小時(shí)或110攝氏度干燥1小時(shí),然后于1100攝氏度的馬弗爐中燒結(jié)1小時(shí),自然冷卻到室溫,得到平均孔徑2.0微米的多孔膜。
實(shí)施例2采用平均粒徑10微米的粉煤灰微珠,除燒結(jié)溫度采用1000攝氏度外,其他條件同實(shí)施例1,得到平均孔徑1.64微米的多孔膜。
實(shí)施例3采用平均粒徑2微米的粉煤灰微珠,加入適量的水和羧甲基纖維素,工藝條件同實(shí)施例1,可得到平均孔徑0.38微米的多孔膜。
實(shí)施例4采用平均粒徑2微米的粉煤灰微珠,加入適量的水和羧甲基纖維素,除燒結(jié)時(shí)間采用4小時(shí)外,其他條件同實(shí)施例1,得到平均孔徑0.47微米的多孔膜。
權(quán)利要求
1.一種利用粉煤灰微珠制造微濾膜的方法,其由下述步驟組成a)在粉煤灰微珠中加入粘結(jié)劑,捏和成型;b)將成型物干燥;c)將干燥后的成型物置于燒結(jié)爐中燒結(jié);和d)冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,粉煤灰微珠是從燃煤熱電廠粉煤灰中分離得到的飄珠或沉珠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,粉煤灰微珠的平均粒徑是0.1~100微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,粘結(jié)劑選自酚醛樹(shù)脂類(lèi)粘結(jié)劑、纖維素及其衍生物類(lèi)粘結(jié)劑、淀粉、聚乙烯醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4的方法,其中,粘結(jié)劑用量是粉煤灰微珠重量的0~20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,用等靜壓法、擠出法或澆注法進(jìn)行成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,干燥條件為自然干燥24小時(shí)或在80~100℃下干燥1~3小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,燒結(jié)條件為燒結(jié)溫度600~1400℃,升溫速率1~30℃/min,恒溫時(shí)間0~240分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中,冷卻是自然冷卻。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的低成本微濾膜的制備方法,即將粉煤灰微珠加入粘結(jié)劑捏和成型,成型物干燥后在燒結(jié)爐中燒結(jié),冷卻后得到孔徑分布窄,孔隙率高的微濾膜。此產(chǎn)品用于氣體和液體的微過(guò)濾過(guò)程或用作超濾膜和氣體分離膜的支撐體。
文檔編號(hào)B01D71/02GK1657145SQ20041003959
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者秦國(guó)彤, 魏微, 李大鵬 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué), 北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院