专利名称：陶瓷滤芯及其生产工艺的制作方法
陶瓷滤芯及其生产工艺
技术领域：
本发明涉及陶瓷滤芯，特别涉及一种陶瓷滤芯及这种陶瓷的生产工艺。背景技术：
采用硅藻土为主要原料烧制的陶瓷滤芯种类很多，被广泛的应用于生活饮用水的净化。目前，市场上普遍采用的这种陶瓷滤芯是针对城市自来水的二次净化，过滤目标为供水系统二次污染以及自来水厂未完全净化好的污染物残留。然而，我国西北广大地区由于自然条件恶劣、经济欠发达，农民生活极度贫苦，尤其是饮水安全问题严重困扰着当地群众的生活和经济发展。这些地区几乎无其他可饮用水源，采用水窖集雨是唯一饮用水的来源。水窖水污染物集中多为悬浮物、高浊度，高重度微生物污染，有部分油类和农药残留，与城市自来水二次净化有很大的差异。因此，必须改进这种传统陶瓷滤芯浆料的配方和烧结工艺，否则采用这种滤芯对水窖水净化的水质无法得到保证。
发明内容有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种针对水窖水质进行净化的陶瓷滤芯。一种陶瓷滤芯，所述陶瓷滤芯采用添加有凹凸棒土及铝钒土的硅藻土为原料烧制而成。优选地，所述原料还包括高岭土及蒙脱土。优选地，所述原料按照高岭土 硅藻土 蒙脱土 凹凸棒土 铝钒土含量比为 11 9 1 1 0.5 来配置。优选地，所述陶瓷滤芯的过滤精度为0. 1 μ M。有鉴于此，还有必要提供一种生产上述陶瓷滤芯的生产工艺。一种陶瓷滤芯生产的工艺，包括以下步骤按照高岭土 硅藻土 蒙脱土 凹凸棒土铝钒土含量比为11 :9:1:1: 0.5来配置陶瓷浆料；以及将陶瓷浆料进行烧结。优选地，所述陶瓷浆料选取聚氨酯泡沫作为制备多孔陶瓷的载体，采用浓度为 0. 2%的聚丙烯酰胺为表面活性剂对泡沫载体进行改性处理，并用浓度为45%的NaOH对聚氨酯泡沫做预处理。优选地，所述将陶瓷浆料进行烧结包括以下步骤将浆料从室温加热至300°C，控制温度上升的速度为每分钟3°C ；将温度从300°C加热至450°C，控制温度上升的速度为每分钟7。C ；在450°C下保温2小时；将温度从450°C加热至800°C，控制温度上升的速度为每分钟7°C;将温度从800°C加热至1100°C，控制温度上升的速度为每分钟5. 5°C;以及将温度从1100°C加热至1300°C，控制温度上升的速度为分钟4°C。本发明的陶瓷滤芯在以硅藻土为主要原料的基础上添加了凹凸棒土及铝钒土，经过烧结后的陶瓷滤芯通过矿化微孔过滤水体，能够有效除水中的微粒、悬浮物及大肠杆菌、 金葡萄球菌等致病菌，并且陶瓷滤芯同时具有吸附作用，可对水体中残留的有机磷和氨基甲酸酯类农药残留物有强吸附作用，完全满足西北农村集雨饮用水净化的要求。本发明的陶瓷滤芯生产工艺针对改良的陶瓷浆料而设计，可使陶瓷滤芯达到很高的过滤精度。
图1为本发明的较佳实施例陶瓷滤芯的截面示意图。图2为沿图1中的线II-II的截面示意图。
具体实施方式为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。如前文所述，为了克服现有的陶瓷滤芯对水窖水质净化效果不理想的问题，本发明提供一种针对西北村镇雨水作为唯一的水源地区研制的陶瓷滤芯以及这种陶瓷滤芯的
生产工艺。针对上述情况，在原有传统硅藻土烧制的基础上增加了一定比例的凹凸棒土及铝钒土，增强了滤芯对水体中残留的有机磷和氨基甲酸酯类农药残留物的吸附能力以及结构应力。同时，对烧制过程的烧结温度进行了优化控制，达到了研究目标。该陶瓷滤芯的结构如图1和图2中所示，主要采用高岭土及改性硅藻土为主要原料，并提添加有蒙脱土、凹凸棒土及铝钒土材料烧制成，其中，高岭土 硅藻土 蒙脱土 凹凸棒土 铝钒土的含量比为11 9 1 1 0.5。经检测，这种材料不会二次释放对人体有害的物质，是经济又环保的水质过滤材料。上述陶瓷滤芯的制作工艺如下首先，将陶瓷浆料按照高岭土 硅藻土 蒙脱土 凹凸棒土 铝钒土含量比为 11 9 1 1 0.5来配置，选取聚氨酯泡沫作为制备多孔陶瓷的载体，采用浓度为 0. 2%的聚丙烯酰胺为表面活性剂对泡沫载体进行改性处理，并用浓度为45%的NaOH对聚氨酯泡沫做预处理。然后，将陶瓷浆料进行烧结。烧结的温度控制的过程是陶瓷滤芯的生产关键，按照如下步骤进行分步烧结1)先将浆料从室温加热至300°C，控制温度上升的速度为每分钟3°C ；2)再将温度从300°C加热至450°C，控制温度上升的速度为每分钟7。C ；3)然后在450°C下保温2小时；4)再从450°C加热至800°C，控制温度上升的速度为每分钟7°C ；5)再从800°C加热至1100°C，控制温度上升的速度为每分钟5. 5°C ；6)最后从1100°C加热至1300°C，控制温度上升的速度为分钟4°C。烧结后，陶瓷滤芯轻质、气孔率高且具有良好清洁状态和高过滤精度，过滤精度可达到0. 1 μ M，这种亚微米的孔径足以滤除原生物和几乎所有的细菌。在一定水压下，水体通过矿化微孔陶瓷滤芯后被过滤，过滤精度为0. 1 μ Μ，能够有效除水中的微粒、悬浮物及大肠杆菌、金葡萄球菌等致病菌，并具有抗菌、杀菌、防霉功能。该陶瓷滤芯同时具有吸附作用， 可对水体中残留的有机磷和氨基甲酸酯类农药残留物有强吸附作用，完全满足西北农村集雨饮用水净化的要求。本发明的陶瓷滤芯采用硅藻土材料烧结，过滤精度可达到0. 1 μ M，且滤芯不会二次释放对人体有害的物质。本发明的陶瓷滤芯针对西北农村窖水的水质净化研制，对农村水窖水源污染物的种类的研究表明，一些水窖水体中含有一些农药残留，为了去除这些有害物质，通过改进烧制材料的配比并添加凹凸棒土和铝钒土来改变滤芯的吸附性能和抗压强度。经检测，该陶瓷滤芯对水体中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留物有强吸附作用，有效除水中的微粒、悬浮物及大肠杆菌、金葡萄球菌等致病菌，并具有抗菌、杀菌、防霉功能。本发明的陶瓷滤芯经过清洗后可以重复使用，可用百洁布刷洗、砂纸打磨、清水冲洗或反洗，使用寿命长。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种陶瓷滤芯，其特征在于所述陶瓷滤芯采用添加有凹凸棒土及铝钒土的硅藻土为原料烧制而成。
2.根据权利要求1所述的陶瓷滤芯，其特征在于所述原料还包括高岭土及蒙脱土。
3.根据权利要求2所述的陶瓷滤芯，其特征在于所述原料按照高岭土硅藻土 蒙脱土 凹凸棒土 铝钒土含量比为11 9 1 1 0.5来配置。
4.根据权利要求3所述的陶瓷滤芯，其特征在于所述陶瓷滤芯的过滤精度为0.1 μ M。
5.一种生产根据权利要求1所述的陶瓷滤芯的工艺，包括以下步骤按照高岭土 硅藻土 蒙脱土 凹凸棒土 铝钒土含量比为11 9 1 1 0. 5 来配置陶瓷浆料；以及将陶瓷浆料进行烧结。
6.根据权利要求5所述的陶瓷滤芯生产工艺，其特征在于所述陶瓷浆料选取聚氨酯泡沫作为制备多孔陶瓷的载体，采用浓度为0. 2%的聚丙烯酰胺为表面活性剂对泡沫载体进行改性处理，并用浓度为45%的NaOH对聚氨酯泡沫做预处理。
7.根据权利要求5所述的陶瓷滤芯生产工艺，其特征在于所述将陶瓷浆料进行烧结包括以下步骤将浆料从室温加热至300°C，控制温度上升的速度为每分钟3°C ；将温度从300°C加热至450°C，控制温度上升的速度为每分钟7°C ；在450°C下保温2小时；将温度从450°C加热至800°C，控制温度上升的速度为每分钟7。C ；将温度从800°C加热至1100°C，控制温度上升的速度为每分钟5.5°C ；以及将温度从1100°C加热至1300°C，控制温度上升的速度为分钟4°C。
全文摘要
本发明涉及一种陶瓷滤芯，所述陶瓷滤芯采用添加有凹凸棒土及铝钒土的硅藻土为原料烧制而成。本发明还涉及上述陶瓷滤芯的生产工艺。本发明的陶瓷滤芯在以硅藻土为主要原料的基础上添加了凹凸棒土及铝钒土，经过烧结后的陶瓷滤芯通过矿化微孔过滤水体，能够有效除水中的微粒、悬浮物及大肠杆菌、金葡萄球菌等致病菌，并且陶瓷滤芯同时具有吸附作用，可对水体中残留的有机磷和氨基甲酸酯类农药残留物有强吸附作用，完全满足西北农村集雨饮用水净化的要求。本发明的陶瓷滤芯生产工艺针对改良的陶瓷浆料而设计，可使陶瓷滤芯达到很高的过滤精度。
文档编号C04B33/32GK102153329SQ201010558038
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者周川淇, 郑勇 申请人:甘肃省灌溉试验培训中心