[发明专利]用于生产过滤陶瓷的组合物以及过滤陶瓷及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产过滤陶瓷的组合物，和用该组合物制备过滤陶瓷的方法，以及由该方法制备得到的过滤陶瓷及其在煤化工、电厂污水处理的应用。

背景技术

粉煤灰主要来源于火力电厂与各种燃煤锅炉排除的一种工业固体废弃物，其排放量随着经济的快速发展而不断增加。2013年我国粉煤灰的排放量将近4.2吨，而利用率仅为67％左右。尤其是中国中西部地区基本上以填埋方式为主处理粉煤灰，不但占用大量土地，而且还对空气、地下水产生恶劣影响。目前利用粉煤灰的主要应用有水泥和混凝土等的填料，或者道路、农业建设，或者加气砖和免烧砖等建材材料。

粉煤灰的主要成分是以二氧化硅和氧化铝为主，二者含量达到70％以上，与传统陶瓷的原料中粘土成分相近。此外，粉煤灰本身还具有大量的微孔和较高的比表面积。因此，已报道有利用粉煤灰制备多孔陶瓷。

CN104211427A公开了一种利用粉煤灰制备的多孔陶瓷，包括原料成分：粉煤灰、造孔剂、粘接剂、添加剂和纸浆废液，原料各成分含量为粉煤灰35-45％，造孔剂25-30％，粘接剂5-10％，添加剂5-8％，纸浆废液15-20％。

CN104016699A公开了一种高孔隙多孔陶瓷滤料，该滤料包括：粉煤灰漂珠料55-65％，粘土8-12％，粘接剂18-25％，造孔剂5-20％，添加剂2-3％；粉煤灰漂珠料为多孔硅铝氧玻璃体，还包括有发泡剂。

CN103382129A公开了一种以粉煤灰为基料的轻质陶瓷滤芯，由以下重量份的原料制备而成：该性粉煤灰60-70、高岭土20-30、红糖3-4、电石渣10-15、树木灰烬4-6、木质纤维素2-3、水玻璃3-4、三聚磷酸钠1-2、环氧树脂1-2、松香酸聚氧乙烯酯1-2、硼砂1-2、水溶性纳米级硅溶胶5-8，改性粉煤灰的制备方法：首先将粉煤灰投入15％的硫酸溶液中、在60-70℃下，浸泡4-5小时，静置，过滤，用清水冲洗滤渣3-4次，再用10％NaOH中和冲洗至pH值7.0，再静置过滤、烘干，加入固体重量的1-2％甲基三乙氧基硅烷，2-3％乙撑双硬脂酰胺、0.5-0.6％氧化铝、0.2-0.4％硝酸铜、0.5-0.8％十二烷基乙氧基磺基甜菜碱，充分搅拌、烘干、研磨成纳米粉末。

CN103304253A公开利用赤泥和粉煤灰制备的多孔陶瓷，包括按重量计的原料配比：赤泥40-70％，粉煤灰5-40％，造孔剂10-30％，添加剂1-5％，还包括上述物料总重量的10-20％的水。

但上述制备的多孔陶瓷如应用于煤化工、电厂的污水处理时，尚不能满足要求。

另一方面，气化渣是煤气化过程排出的一种新的固体废弃物。随着中国煤化工业的发展，每年气化渣的产量也急剧增加。以神华宁煤集团为例，目前气化渣年产量为100万吨左右。随着在建项目的完成，预计到2016年，气化渣的年排放量将达到350万吨左右。可以预见，气化渣必将成为今后固体废弃物处理的重点之一。

因此，需要提供合理处理气化渣的方法，改进制备的多孔陶瓷的性能，可以解决目前煤化工和电厂企业的污水处理带来的环境问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决气化渣的利用以及如何改进多孔陶瓷以适用于煤化工和电厂的污水处理的问题，提供了用于生产过滤陶瓷的组合物以及过滤陶瓷及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于生产过滤陶瓷的组合物，该组合物包括粉煤灰、气化渣和水，以粉煤灰和气化渣的总重量为基准，粉煤灰的含量为65-85重量％，气化渣的含量为15-35重量％；水的用量为粉煤灰和气化渣总重的3-25重量％。

本发明还提供了一种制备过滤陶瓷的方法，该方法包括：

1)将本发明提供的组合物进行湿法研磨，形成混合浆料；

2)将步骤(1)得到的混合浆料进行陈化，然后进行加压成型；

3)将步骤(2)得到的成型产物进行烧结，再冷却得到过滤陶瓷。

本发明还提供了一种本发明提供的组合物和/或方法制备得到的过滤陶瓷，该过滤陶瓷的密度为1600-1700kg/m³，吸水率为30％以上，抗折强度为15MPa以上，0.2MPa下的水通量为40000L/h·m²以上。

本发明还提供了本发明提供的过滤陶瓷在处理煤化工和电厂污水中的应用。