[发明专利]一种内部多通道圆盘式陶瓷膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种内部多通道圆盘式陶瓷膜的制备方法，采用压型机二次压制，并借助环氧树脂树脂或塑料胶块在高温烧结过程中分解排去，形成支撑体的内部通道，省去了两片素坯的贴合工艺，保证了支撑体的完整性和强度可靠性。同时，本发明只需采用一种甚至无需采用有导流槽的模具，大大降低了成型难度，降低了模具成本。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及圆盘式陶瓷膜。

背景技术

陶瓷膜具有化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐高温、机械强度大、可反冲洗、抗微生物能力强、孔径分布窄和分离效率高等优点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工和冶金工业等领域得到了广泛的应用。

陶瓷膜的分离过程是通过典型的“错流过滤”形式实现的：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。因此，在传统的错流过滤过程中，随着过滤时间的增加，截留物逐渐在膜表面上富积，形成一层截留物隔离层，进而增大过滤阻力，降低过滤速率，形成浓差极化。浓差极化会增加膜表面被截留物质的浓度，加速膜污染的发生，导致膜通量下降，跨膜压差上升，影响膜分离效率和膜的使用寿命。

动态错流过滤是一种基于过滤膜旋转的新型过滤方法，工作过程中过滤液与旋转膜片间形成剪切力，从而有效减缓膜表面的浓差极化或滤饼层等污染物，并采用负压抽吸的过滤模式来降低膜过滤的能耗和延长膜污堵的时间。该过滤模式具有浓缩倍数高、膜再生周期长、设备运转能耗低、投资成本和运行成本低等优势，是一种将陶瓷膜过滤潜力彻底挖掘的全新过滤模式。

圆盘式陶瓷膜在自身旋转时与过滤液会在膜面上形成一个平行于膜面的剪切应力，相当于一个刮刷器在膜面上刮刷，起到自洁净的作用，使膜面不易形成截留物隔离层，降低了过滤阻力和膜污染。圆盘式陶瓷膜过滤不容易堵塞，使用寿命长、过滤效果高，非常适用于动态错流过滤。在圆盘式陶瓷膜饼的中间开设直线型或曲线形的流道，可降低膜的渗透阻力以及有利于膜渗透液的流通。

陶瓷采用干压成型工艺，具有坯体密度大、尺寸精确、收缩小、机械强度高、成型周期短，成型效率高、便于实现自动化生产等优势。然而，在圆盘式陶瓷膜膜饼内部开设流道的设计大大增加了工艺的难度和复杂性。因为采用压制成型工艺，不能一次压制成内部有通道的坯体。目前现有技术中往往采用两种模具，其中一种模具带有导流槽用于成型通道，分别压制两块素坯，再将两块不同厚度的素坯扣合成一个完整的圆饼，扣合处还需要高温结合剂粘合，很容易产生不规则品，或存在泄漏风险。

发明内容

本发明的目的是针对两块素坯扣合工艺复杂、合格率低、存在漏料风险等问题，提供一种内部多通道圆盘式陶瓷膜的制备方法，为借助压型机压制成一体的干压成型工艺，省去高温粘合剂扣合生坯的工艺，保证坯体的完整性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种内部多通道圆盘式陶瓷膜的制备方法，包括：

1)支撑体的制备：所述支撑体的原料按质量份数计，包括：平均粒径为20～60μm的氧化铝粉I 100份、烧结助剂5～10份、造孔剂10～15份、第一粘结剂5～8份、和脱模剂3～5份；其中，所述烧结助剂包括质量比为30～50：15～35：10～35：10～30的铝溶胶、钛溶胶、碳酸镁和高岭土；所述氧化铝粉I、烧结助剂和造孔剂干混后，添加第一粘结剂的水溶液和脱模剂进行造粒，烘干，过筛为20～80目的泥料；将泥料在双向压力下压制成型得到第一素坯，压力为5～15MPa；在第一素坯上设置与通道形状一致的占位件；再在第一素坯上加入泥料覆盖占位件，在双向压力下压制成型，压力为5～15MPa，得到内部有所述占位件的第二素坯；随后进行烧结：先升温至300～400℃保温1～3小时，然后升温至800～1000℃保温1～3小时，继续升温至1600～1700℃保温1～3小时，升温速率为2～5℃/min，烧结过程中除去所述占位件，制得内部有通道的支撑体；