专利名称：用粉煤灰微珠制造微滤膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及膜分离技术领域中的膜制备方法。提出一种利用粉煤灰微珠制造微滤膜的方法。
背景技术：
现有的微滤膜包括有机高分子膜和无机膜。无机膜由于具有良好的化学稳定性和耐高温性能得到迅速发展。无机膜主要包括陶瓷膜和炭膜，其中陶瓷膜生产工艺一般采用陶瓷粉粘结成型，然后进行高温烧结得到。由于陶瓷粉硬度高，磨细成本很高，并且消耗大量的天然矿物资源，烧结温度高，能耗高。另外，磨细的陶瓷粒子表面粗糙，粒子球形度差，所得微膜阻力较大。粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废弃物，我国堆存量已超过亿吨，由于利用率较低，堆存量每年还在增加，粉煤灰微珠是粉煤灰中的球状、主要为玻璃态的一种颗粒，可以通过分选的方法方便的分离出来，其主要成分为氧化硅和氧化铝，以其为原料，制备微滤膜，既可降低阻力，又可降低膜成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种以廉价的粉煤灰微珠为原料，采用简单的工艺，即将粉煤灰微珠中加入适量的水和粘结剂，捏和成型，成型物干燥后，置烧结炉中烧结，制造孔径分布窄，成本低的微滤膜的方法。
实现本发明的构思基于(1)制造廉价微滤膜采用和陶瓷原料性质相似的粉煤灰为原料，成本大幅度降低，原料经粘结剂粘结成型、干燥、烧结形成微滤膜，烧结温度远低于陶瓷膜烧结温度。(2)制造高通量微滤膜陶瓷粉表面粗糙并且粒子球形度差，致使膜的过滤阻力较大，通量小，粉煤灰微珠是表面光滑的玻璃微珠，成型烧结得到的微滤膜阻力小，通量大，过滤效率高。
实施本发明的具体方法是向粉煤灰微珠中加入水和粘结剂，捏和、成型、干燥，将干燥成型物置于烧结炉中烧结，烧结温度为600～1400℃，升温速度1～15℃/min，恒温时间0～90分钟，冷却后得到微滤膜。
本发明以粉煤灰微珠为原料，通过简单的烧结法制得高通量低成本的微滤膜。该发明投资小，是粉煤灰高附加值利用的好方法，经济效益和环境效益显著。
下面用实施例说明本发明。
实施例1采用平均粒径10微米的粉煤灰微珠，加入适量的水和羧甲基纤维素，搅拌捏和均匀，采用等静压法在直径2cm的模具中成型，得到厚度2mm的对称膜素坯，室温干燥24小时或110摄氏度干燥1小时，然后于1100摄氏度的马弗炉中烧结1小时，自然冷却到室温，得到平均孔径2.0微米的多孔膜。
实施例2采用平均粒径10微米的粉煤灰微珠，除烧结温度采用1000摄氏度外，其他条件同实施例1，得到平均孔径1.64微米的多孔膜。
实施例3采用平均粒径2微米的粉煤灰微珠，加入适量的水和羧甲基纤维素，工艺条件同实施例1，可得到平均孔径0.38微米的多孔膜。
实施例4采用平均粒径2微米的粉煤灰微珠，加入适量的水和羧甲基纤维素，除烧结时间采用4小时外，其他条件同实施例1，得到平均孔径0.47微米的多孔膜。
权利要求
1.一种利用粉煤灰微珠制造微滤膜的方法，其由下述步骤组成a)在粉煤灰微珠中加入粘结剂，捏和成型；b)将成型物干燥；c)将干燥后的成型物置于烧结炉中烧结；和d)冷却。
2.根据权利要求1的方法，其中，粉煤灰微珠是从燃煤热电厂粉煤灰中分离得到的飘珠或沉珠。
3.根据权利要求1的方法，其中，粉煤灰微珠的平均粒径是0.1～100微米。
4.根据权利要求1的方法，其中，粘结剂选自酚醛树脂类粘结剂、纤维素及其衍生物类粘结剂、淀粉、聚乙烯醇。
5.根据权利要求1或4的方法，其中，粘结剂用量是粉煤灰微珠重量的0～20％。
6.根据权利要求1的方法，其中，用等静压法、挤出法或浇注法进行成型。
7.根据权利要求1的方法，其中，干燥条件为自然干燥24小时或在80～100℃下干燥1～3小时。
8.根据权利要求1的方法，其中，烧结条件为烧结温度600～1400℃，升温速率1～30℃/min，恒温时间0～240分钟。
9.根据权利要求1的方法，其中，冷却是自然冷却。
全文摘要
本发明提供了一种简单实用的低成本微滤膜的制备方法，即将粉煤灰微珠加入粘结剂捏和成型，成型物干燥后在烧结炉中烧结，冷却后得到孔径分布窄，孔隙率高的微滤膜。此产品用于气体和液体的微过滤过程或用作超滤膜和气体分离膜的支撑体。
文档编号B01D71/02GK1657145SQ20041003959
公开日2005年8月24日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者秦国彤, 魏微, 李大鹏 申请人:北京航空航天大学, 北京联合大学应用文理学院