[发明专利]一种利用低品位硅藻土制备高活性吸附陶粒的方法

说明书

本发明提供一种利用低品位硅藻土制备高活性吸附陶粒的方法，该方法以储量丰富的低品位硅藻土为原料，加入水以及碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、水玻璃等助剂混合成型后焙烧，所得硅藻土陶粒还需在含0.8％‑1.0％的可溶性金属碳酸氢盐和含0.5％‑1.0％的丙三醇水溶液中煮沸处理。本发明解决了传统方法制备硅藻土陶粒时存在的吸附性能和结构强度不能同时兼顾的不足，通过引入特定溶液的煮沸处理，在保证强度的前提下大幅度提高了陶粒的吸附性能，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及吸附材料技术领域，具体涉及一种以低品位硅藻土为原料制备高活性吸附陶粒的方法。

背景技术

硅藻土由含二氧化硅很高的硅藻、放射虫类或海绵的遗骸组成，以硅藻遗骸(壳体)为主的一种生物沉积岩。硅藻中的SiO₂不是纯的含水氧化硅，而是含有与之紧密伴生的其它组分的一种独特类型的氧化硅，称为硅藻氧化硅。硅藻土中的SiO₂含量通常为60％～80％，高者可以达到90％以上。硅藻土因其特殊的孔道结构和化学成分，具有质轻、孔隙度高、吸附性强、隔音、耐磨、耐酸、耐热、化学稳定性好、熔点高等优点，作为助滤剂、充填剂、吸附剂、催化剂载体、磨料增强剂、动物饲料补充剂及轻骨料建筑材料等广泛应用于各工业部门。

我国低品位硅藻土矿储量巨大，这类原矿中硅藻含量较低，黏土矿物及有机质等杂质含量较高。低品位硅藻土矿的最佳利用方向是生产轻型墙体材料、保温材料及吸附剂等。目前，利用硅藻土生产陶粒的主要工艺为：在以硅藻土作为基础原料的情况下，加入部分助剂与辅助性材料，在一定温度下进行烧结处理，用以增加陶粒的力学强度。张梅等(中国专利CN102515822A)利用先锋地区硅藻土中黏土含量较高的特点，经过造球成型、自然风干、最后焙烧的工艺，制备了低吸水率、高强度的硅藻土陶粒；李春等(中国专利CN1184086A)以硅藻土为原料，经造球成型，低温预热，高温烧胀，最后冷却出料的工艺，得到筒压强度为7Mpa的轻质硅藻土陶粒；刘来生等(中国专利CN104785203A)经过配料、制泥、制粒、泥粒干燥和泥粒焙烧工序，得到具有吸附性能和过滤性能的硅藻土净水陶粒；孙琼珂等(中国专利CN106242633A)在硅藻土中加入一定量的分散剂和粘结剂，造球成型后经高温烧制得到吸附性能好且硬度高的多功能硅藻土陶粒。

虽然硅藻土在吸附剂方面的应用前景广大，但是由于硅藻土资源品质的限制，按照现有技术及以上方法制作成型的硅藻土陶粒通常存在诸多缺陷，例如焙烧成型的硅藻土陶粒虽具有一定的力学强度，但由于焙烧高温下表面羟基的脱失，硅藻吸附性能较差。针对该问题的一种解决办法是尽量采用低温焙烧保护硅藻表面的羟基，以增强其吸附性能，但是这样一来陶粒的结构强度受到较大影响。因此，为使硅藻土陶粒的应用更加广泛，在生产过程中应确保陶粒在具有良好结构强度的同时不损失表面羟基，使得硅藻土的吸附性能得到充分发挥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有硅藻土陶粒制备方法存在的吸附性能和结构强度不能同时兼顾的问题，提供一种新的利用低品位硅藻土制备高活性吸附陶粒的方法。该方法可充分利用我国丰富的低品位硅藻土矿资源，得到的产品不但结构强度高而且比表面积大吸附性能好。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

利用低品位硅藻土制备高活性吸附陶粒的方法，包括以下步骤：将低品位硅藻土粉碎，加入助剂和水混合成型，干燥后焙烧得硅藻土陶粒，待硅藻土陶粒冷却后将其置于可溶性金属碳酸氢盐的醇溶液中水热处理，固液分离即得高活性吸附陶粒。

进一步的，所述低品位硅藻土中黏土含量为25％-35％。

进一步的，所述助剂选自碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、水玻璃中的至少一种。

进一步的，混合时低品位硅藻土、助剂和水的重量份数比为50-70：10-20：20-40。

进一步的，焙烧前的坯体自然风干或在不超过100℃的温度下烘干。

进一步的，焙烧温度800-1000℃，焙烧时间20-40min。