[发明专利]一种多孔陶瓷滤料的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于工业污水过滤、生物滤池填料和人工湿地等领域的多孔陶瓷滤料的制造方法，本发明能够同时回收原料中的磷资源。

背景技术

多孔陶瓷是一种新型的功能材料，作为滤材它具有较大的比表面积、较小的压头损失以及一定尺寸和数量的孔隙结构，且孔隙度较大，而孔径可以通过生产工艺参数进行设定。同时还具备陶瓷耐高温、化学性质稳定等性能。多孔陶瓷的发展始于19世纪70年代，最初仅作为细菌过滤材料使用。目前，国内多孔陶瓷已广泛用于城市污水处理、重金属工业废水、生物滤池填料及布气材料，以及人工湿地等的原材料使用。

目前国内多孔陶瓷制备用的原料多种多样，按原料不同可分为矿物原料、化工原料、工业废渣。从环保的角度出发，大多数企业都是采用工业废渣来开发这种污水处理用多孔陶瓷材料。如：煤矸石、粉煤灰、污水处理厂的淤泥、河道淤泥、各种矿渣、废玻璃和废陶瓷等，但不管使用哪一种材料，都要加入大量的成孔剂、粘结剂等，增加了产品的成本；为了保证多孔陶瓷的强度，都要经过1000～1400℃高温进行烧结，能耗大，还会产生污染性气体破坏我们的生态环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度、高气孔率、低能耗、低成本的一种多孔陶瓷滤料的制造方法。

本发明的目的是这样实现的：一种多孔陶瓷滤料的生产方法，采用磷矿粉或其他含磷物质，加入硅质原料、碳质原料和滤料性能调节剂，按照摩尔比：SiO₂/CaO≥0.8；C/P₂O₅≥8进行配料成球，其中C以固定碳计，干燥后在1150～1500℃隔绝氧气的条件下烧制，反应后进入氧化区域，燃尽余碳和成孔物质，经筛选分级为多孔陶瓷滤料。

将料球煅烧过程中溢出的磷蒸气进行回收为磷化工产品，同时对其中的可燃气体作为烧制过程中的能源进行循环利用。

磷矿粉或其它含磷物质是指所有P₂O₅≥2％的磷矿石、磷矿粉或含磷的污泥。

所加入的滤料性能调节剂是强度调节剂和孔隙率调节剂，强度调节剂添加比例为总物料重量的0～3％；孔隙率调节剂的添加比例为总物料重量的0～1.5％。

强度调节剂是高岭土、粘土、霞石、磷酸或磷酸二氢铝中的一种或几种的混合物。

孔隙率调节剂是锯末、萘粉、煤粉、石墨、白云石或石灰石中的一种或几种的混合物。

本发明所提供的多孔陶瓷滤料的生产方法，首次在烧制多孔陶瓷滤料过程中引入尾气回收的流程，并在配料中采用了含磷物质作为造孔剂，降低了成本，减少了环境污染，同时回收了磷资源。在这个过程中，实现了废物的多层次利用：第一，回收利用了磷尾矿、含磷污泥中的磷；第二，当多孔陶瓷滤料作为生物填料吸附污水中的磷达到P₂O₅≥2％时，又可以重新烧制，实现了滤料的循环使用，较少了废物排放；第三，磷资源作为一种不可再生的资源，同时也是人类不可缺少的一种元素，通过这种工艺，可以充分地回收污水中的磷资源，避免水质的富营养化；第四，在生产多孔陶瓷滤料时溢出的磷蒸气和一氧化碳气体，可以循环利用，提供多孔陶瓷滤料烧制或干燥时的能耗。整个工艺过程简单、节能、环保，无三废污染。且生产的多孔陶瓷滤球的压碎强度可达2.9KN/颗，显气孔率达35-55％，粒径在1-20mm可调，耐温可达1200℃，且耐化学腐蚀性能优良。可广泛用作工业污水过滤滤料、生物滤池填料和人工湿地原料等。

具体实施方式

实施例一：

(1)按以下原料配比配方进行配料

磷尾矿，含P₂O₅：18％，CaO：38％，SiO₂：20％计30kg；硅石粉，含SiO₂：95％计20kg；固定碳58％的煤粉，计10kg；锯末0.5kg；高岭土：2kg；磷酸，浓度75％1kg；

(2)粉碎：将上述原料中的固体料以球磨机粉碎、混合配料，然后过筛200目待用；

(3)成球：加入水和磷酸，混合、陈腐均化，经圆盘造粒机制成3-9mm的球粒。

(4)干燥：进入干燥窑，在200-300℃干燥2-3小时。

(5)烧制：在1300℃温度下烧成2小时。反应完后通入氧气，让料球中的余碳燃尽。冷却后，经筛选分级为3-6mm、6-9mm等不同规格的多孔陶瓷滤料产品。