專利名稱: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高分子膜和無機膜。無機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。無機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,然后進行高溫?zé)Y(jié)得到。由于陶瓷粉硬度高,磨細成本很高,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,我國堆存量已超過億噸,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,可以通過分選的方法方便的分離出來,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的粉煤灰微珠為原料,采用簡單的工藝,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。
實現(xiàn)本發(fā)明的構(gòu)思基于(1)制造廉價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,過濾效率高。
實施本發(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,通過簡單的燒結(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)濟效益和環(huán)境效益顯著。
下面用實施例說明本發(fā)明。
實施例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的對稱膜素坯,室溫干燥24小時或110攝氏度干燥1小時,然后于1100攝氏度的馬弗爐中燒結(jié)1小時,自然冷卻到室溫,得到平均孔徑2.0微米的多孔膜。
實施例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,其他條件同實施例1,得到平均孔徑1.64微米的多孔膜。
實施例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,工藝條件同實施例1,可得到平均孔徑0.38微米的多孔膜。
實施例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)時間采用4小時外,其他條件同實施例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)劑選自酚醛樹脂類粘結(jié)劑、纖維素及其衍生物類粘結(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小時或在80~100℃下干燥1~3小時。
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)明提供了一種簡單實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濾過程或用作超濾膜和氣體分離膜的支撐體。
文檔編號B01D71/02GK1657145SQ20041003959
公開日2005年8月24日 申請日期2004年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者秦國彤, 魏微, 李大鵬 申請人: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