专利名称：一种用杭锦土制备陶粒的方法
技术领域：
本发明属于环境保护水处理领域，具体地涉及一种用杭锦土制备的陶粒。本发明还涉及制备上述陶粒的方法。
背景技术：
陶粒的发明可追溯至1885年，但实际上是与1918年才研制出来。我国是从20世纪50年代初开始研究陶粒的生产和应用。陶粒是利用工业废渣、废料或废弃的矿物原料、劣质页岩为原料制成的，陶粒内部的微孔为多孔结构，使得陶粒具有容重小、强度高、耐化学腐蚀等特性。陶粒滤料比表面积是石英砂滤料的6-8倍，孔隙率是石英砂的1.7-2.2倍。近些年来，陶粒作为废水生物处理填料得到广泛应用，对废水处理效果较好，氨氮去除率最高可达90%以上，用多孔陶瓷填料处理食品废水，当水力停留时间为30.17h时，COD平均去除率超过87%。目前，国内外研究者在常规陶粒的基础上开发出了酶促陶粒、球形轻质陶粒、纳米改性陶粒等新兴陶粒等新型陶粒滤料。酶促陶粒主要是利用酶的催化作用来加强处理效果；球形轻质陶粒具有表面粗糙、密度适中、强度高、耐摩擦等优点；纳米改性陶粒则是利用纳米技术对滤料进行改性，该滤料表面存在纳米粒子，使之具有更强的处理能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用杭锦土制备的陶粒。本发明的还一目的在于提供一种制备上述陶粒的方法。为实现上述目的，本发明提供的用杭锦土制备的陶粒，按重量百分比计，由50% -70%的杭锦土、15% -20%的水玻璃和10% -35%的碳酸钠组成。其中，陶粒为球状颗粒，粒径为5_20mm。本发明提供的制备上述陶粒的方法，主要步骤是:I)用硫酸溶液浸泡杭锦土,对杭锦土进行活化；2)将活化后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠分别烘干，捣碎；3)将捣碎后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠同时加入水，混合均匀；4)用对棍制粒机制成球状颗粒；5)在回转窖中干燥、焙烧；6)运送到冷却机中冷却；7)筛分。所述的方法中，步骤3中加入的水是固体重量的15% -25%。所述的方法中，步骤5干燥温度为250_500°C。所述的方法中，步骤5焙烧温度为700-1000°C，焙烧时间为8_12min。所述的方法，其中，步骤7筛分后保留粒径为5_20mm的颗粒。本发明利用杭锦土作为主要原料，制备的陶粒主要是作为污水处理时的填料，能够达到吸附水中污染物，降低污染物的浓度的效果，使得水质能够达标排放。本发明提供的制备陶粒的方法，其生成成本低廉，生产效率高，生产工艺相对简单。
具体实施例方式本发明用杭锦土制备的陶粒，其以重量百分比为:50% -70%的杭锦土、15% -20%的水玻璃和10% -35%的碳酸钠组成。陶粒为球状颗粒，其粒径为5-20mm，优选的粒径为8_15mm。本发明的制备方法包括以下步骤:1)用硫酸溶液浸泡杭锦土,对杭锦土进行活化；2)将活化后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠分别烘干，捣碎；3)将捣碎后的三种物质进行配料，同时加入水，混合均匀；4)用对辊制粒机制成球状颗粒；5)在回转窖中干燥、焙烧；6)运送到冷却机中冷却；7)筛分。其中，步骤5中干燥的温度为250-500°C，时间为20_30min。其中，步骤5中焙烧的温度为700-1000°C，时间为8_12min。其中，步骤7中筛分后保留粒径为5_20mm的颗粒。上述方法中，杭锦土是一种含有稀土的坡缕石(凹凸棒石)、绿泥石、伊利石等矿物成分的复合型粘土矿。本发明所使用的水玻璃主要是起到粘结剂和造孔剂的作用。本发明所使用的碳酸钠主要是起到发泡剂的作用。下面结合本发明用杭锦土、水玻璃和碳酸钠为主要原料来制备陶粒的方法，对本发明作进一步的说明。实施例1I)将杭锦土用酸活化后备用，提高杭锦土的活性。2)将活化后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠分别烘干，捣碎，过150目筛。3)将步骤2中制备好的活化杭锦土、水玻璃和碳酸钠按比例混合后加水搅拌，用造粒机制备成粒径为15mm的球状颗粒物，用于制备陶粒的原料的百分比为:杭锦土 60% ；水玻璃12% ;碳酸钠10 ;硫酸3% ；7jC 15%。4)将步骤3中制备好的球状颗粒物干燥，温度为400°C，时间25min ;然后焙烧，温度为90CTC,时间9min ;最后在冷却机中冷却30min。5将步骤4中的产品进行筛分，粒径在5-20_的颗粒保留，即为所制备的陶粒。实施例2I)将杭锦土用酸活化后备用，提高杭锦土的活性。2)将活化后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠分别烘干，捣碎，过180目筛。3)将步骤2中制备好的活化杭锦土、水玻璃和碳酸钠按比例混合后加水搅拌，用造粒机制备成粒径为IOmm的球状颗粒物，用于制备陶粒的原料的百分比为:杭锦土 55% ；水玻璃14% ;碳酸钠10 ;硫酸3% ;水18%。4)将步骤3中制备好的球状颗粒物干燥，温度为300°C，时间30min ;然后焙烧，温度为85CTC,时间Ilmin ;最后在冷却机中冷却30min。5)将步骤4中的产品进行筛分，粒径在5-20_的颗粒保留，即为所制备的陶粒。实施例3I)将杭锦土用酸活化后备用，提高杭锦土的活性。2)将活化后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠分别烘干，捣碎，过120目筛。
3)将步骤2中制备好的活化杭锦土、水玻璃和碳酸钠按比例混合后加水搅拌，用造粒机制备成粒径为15mm的球状颗粒物，用于制备陶粒的原料的百分比为:杭锦土 50% ；水玻璃16 % ;碳酸纳9 ;硫酸2 % ;水23 。4)将步骤3中制备好的球状颗粒物干燥，温度为500°C，时间20min ;然后焙烧，温度为100CTC,时间8min ;最后在冷却机中冷却30min。5)将步骤4中的产品进行筛分，粒径在5_20mm的颗粒保留，即为所制备的陶粒。将实施例3制备的陶粒用于污水处理，污水的各种污染物初始浓度为:B0D60mg/L，C0D156mg/L, TP12mg/L, TN43mg/L, SS60mg/L,经过陶粒处理后，污水的各种污染物浓度为B0D9mg/L, C0D48mg/L, TP0.8mg/L, TN13mg/L, SS8mg/L，出水满足城市污水处理厂中一级 A标准。
权利要求
1.一种用杭锦土制备的陶粒，按重量百分比计，由50% -70%的杭锦土、15% -20%的水玻璃和10% -35%的碳酸钠组成。
2.根据权利要求1所述的陶粒，其中，陶粒为球状颗粒，粒径为5-20mm。
3.一种制备权利要求1所述陶粒的方法，主要步骤是: 1)用硫酸溶液浸泡杭锦土，对杭锦土进行活化； 2)将活化后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠分别烘干，捣碎； 3)将捣碎后的杭锦土、水玻璃和碳酸钠同时加入水，混合均匀； 4)用对棍制粒机制成球状颗粒； 5)在回转窖中干燥、焙烧； 6)运送到冷却机中冷却； 7)筛分。
4.根据权力要求3所述的方法，其中，步骤3中加入的水是固体重量的15%-25%。
5.根据权利要求3所 述的方法，其中，步骤5干燥温度为250-500°C。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤5焙烧温度为700-1000°C，焙烧时间为8-12min。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤7筛分后保留粒径为5-20mm的颗粒。
全文摘要
一种用杭锦土制备的陶粒，按重量百分比计，由50％-70％的杭锦土、15％-20％的水玻璃和10％-35％的碳酸钠组成。陶粒为球状颗粒，粒径为5-20mm。本发明还公开了制备上述陶粒的方法。本发明的工艺简单，生产效率高，制作成本低，无污染，且可用于污水处理，为污水处理中填料的制作提供一种新的方法。
文档编号C04B38/06GK103073331SQ20131004567
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者彭星, 赵颖, 席北斗, 夏训峰, 张列宇, 李晓光 申请人:中国环境科学研究院