[发明专利]一种沸石分子筛复合累托石净水陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于多孔陶瓷过滤材料制备领域，特别涉及了一种基于地质材料的沸石分子筛复合累托石净水陶瓷的材料及其制造方法，用于解决饮用水处理问题。

背景技术

随着工业的迅猛发展和矿业的大力开发，全国大部分地表水源水质呈不断恶化的趋势。水是各类病菌传播的主要载体，人类所患疾病的80％与水污染有关。目前地表水水源地和部分地区的地下水都存在不同程度的污染，水质性的缺水问题已引起人们的广泛关注。饮用水水源污染物主要由重金属离子(例如汞、铅和镉等)和细菌和病毒(例如大肠杆菌)，有机物(例如石油类，挥发酚、苯类化合物)构成。在城市饮用水运输过程中，高位水箱或者管道年久锈蚀也会引入泥沙，铁锈等杂质，导致家庭饮用水的二次污染。而家庭水龙头过滤器的安装可以有效地拦截细菌和吸附水中残留的有机物、重金属离子，改善饮用水的质量和口感。在家用水龙头的下方安装过滤器，是今后社会一个必然的趋势和大众的选择。

目前市面上的各类净水用多孔陶瓷滤芯，大多利用硅藻土等粘性土烧制而成，利用其天然孔道结构可去除细菌和大分子有机物，但对去除水中的砷、铅、镉等重金属离子效果不佳，不能很好得净化水质。此外，各类净水滤芯只起到了单纯的过滤作用，过滤后的水中并未达到矿物质过滤的效果。

发明内容

本发明提供了一种基于地质材料的沸石分子筛复合累托石净水陶瓷滤芯，解决了背景技术中的不足，该滤芯利用分子筛效应与阳离子交换吸附除去水体中重金属、TN、TP、细菌等污染物，同时释放出特定的对人体有益元素。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种基于地质材料的沸石分子筛复合累托石净水陶瓷，该净水陶瓷由主料和辅料组成，所述主料和辅料的粒径均为220～1200目，其中主料的各组分以及各组分的质量份为：改性累托石40～80份，沸石12～60份，改性高岭土25～50份；辅料的各组分以及各组分的质量份为：滑石10～40份，α-Al₂O₃8～10份，陶土4～8份，天青石8～15份，造孔剂15～30份，稀释剂1～3份。

所述的改性累托石的制备方法如下：将天然累托石过220目筛，用去离子水在超声波清洗仪中充分洗涤，在80℃空气气氛中充分干燥，然后进行预烧改性，将干燥后的样品在空气气氛中570～800℃下焙烧4h，升温速度为10℃/min；待样品冷却后，充分研磨过220目筛，即得到改性处理的累托石。

所述的天然累托石采用湖北钟祥天然累托石。

所述的改性高岭土的制备方法如下：将天然高岭土过220目筛，加入去离子水在超声波清洗仪中充分洗涤，加入十六烷基三甲基溴化铵，在恒温25℃下震荡摇匀，然后将所得高岭土置于80℃烘箱中烘干，研磨后220目过筛，将干燥样品在空气气氛中570～800℃下焙烧4h，升温速度为10℃/min，待样品冷却后，充分研磨过220目筛，即得到改性处理的高岭土。

所述的天然高岭土产自龙岩高岭土矿区，属风化残余型高岭土，其含铁量低于0.3％，含钛量低于0.02％，并含有低温溶剂元素Li₂O。

所述的稀释剂由硅酸钠与碳酸钠按照1:3的质量比配比而成。

所述的天青石为湖北东部成矿带黄石高品位天青石矿。

所述的造孔剂为过220目筛的玉米淀粉颗粒。

本发明还提供了一种上述基于地质材料的沸石分子筛复合累托石净水陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)、原料处理：将天然累托石和天然高岭土进行改性处理，烘干过筛备用；

(2)、配料：按上述质量份数称取主料和辅料；

(3)、混合：将改性累托石、改性高岭土、滑石、α-Al₂O₃、陶土、天青石以及造孔剂按比例均匀混合后，加入稀释剂和去离子水，用磁力搅拌器搅拌，搅拌均匀后放置，制得泥浆；

(4)、注浆成型：将具有流动性的泥浆注入石膏模内，多余浆料倒出，静置然后把滤芯坯体从石膏模内脱出，得到复合陶瓷滤芯生坯，并放入电干燥箱中干燥；

(5)、烧制：把干燥后的陶瓷生坯放入热压窑炉中，控制升温速率，并在280～320℃保温，然后烧结成型，控制降温速率，冷却，制得陶瓷；