專(zhuān)利名稱(chēng):吸附型硅藻土助濾劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于精細(xì)無(wú)機(jī)化工。
硅藻土助濾劑是一種微細(xì)顆粒過(guò)濾材料,它廣泛應(yīng)用于食品釀造、油品生產(chǎn)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物化學(xué)及環(huán)境治理等部門(mén)中的固-液分離過(guò)程。目前世界上(如美國(guó)、西德、日本)所用的助濾劑,絕大多數(shù)是以天然硅藻土為原料經(jīng)干燥、煅燒或熔劑煅燒、微細(xì)分級(jí)等過(guò)程制造的。其微粒內(nèi)孔表面在高溫煅燒過(guò)程中被無(wú)機(jī)物類(lèi)雜質(zhì)熔融物復(fù)蓋而鈍化,喪失了吸附濾料中的極細(xì)微粒(0.1~1μ)的能力。其產(chǎn)品粒度按粗、中、細(xì)均態(tài)分布分級(jí)。這類(lèi)產(chǎn)品主要是借助硅藻土微粒形成的格子結(jié)構(gòu)型濾餅機(jī)械地截留濾前液中的細(xì)小固體和膠粒,通稱(chēng)為機(jī)械截留型硅藻土助濾劑。本發(fā)明的目的是提供物化性能優(yōu)良,堆積密度小,其微粒內(nèi)孔表面能有效吸附分離液體中0.1~2μ細(xì)小固體和膠粒的吸附型硅藻土助濾劑。經(jīng)聯(lián)機(jī)檢索,未查出與本發(fā)明相同或相關(guān)的專(zhuān)利及非專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明提供了四種吸附型硅藻土助濾劑及其制備技術(shù),產(chǎn)品用于非粘性流體和粘性流體的精細(xì)固-液分離。
本發(fā)明提供的四種吸附型硅藻土助濾劑是用精制硅藻土(含SiO2量大于90%,粒度為過(guò)80目篩余量小于5%)為原料經(jīng)復(fù)合助劑煅燒改性及粉碎后產(chǎn)品粒度按正態(tài)分布微細(xì)分級(jí)等工藝制造的。
本發(fā)明提供的復(fù)合助劑煅燒改性是實(shí)現(xiàn)硅藻土助濾劑由機(jī)械截留型向吸附型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵技術(shù)。我們發(fā)現(xiàn)堿金屬和堿土金屬的碳酸鹽,尤其是Na2CO3、CaCO3和MgCO3,對(duì)于除去硅藻土微??锥粗械碾s質(zhì)物質(zhì)、清潔內(nèi)孔表面、增強(qiáng)微粒骨架強(qiáng)度和促進(jìn)微粒粘結(jié)成較大顆粒等有特別好的作用,它們是品質(zhì)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性助劑堿金屬和堿土金屬氯化物,特別是NaCl、CaCl2和MgCl2,對(duì)于促進(jìn)固相反應(yīng)、降低煅燒改性溫度、消除內(nèi)孔壁上的重金屬雜質(zhì)、改變表面組成以增強(qiáng)其表面吸附能力等有顯著效果,它們是品質(zhì)優(yōu)良的活化性助劑含Ca、Mg的鹽類(lèi),特別是它們的氯化物,對(duì)于降低產(chǎn)品的堆密度有特殊功能。在精制硅藻土煅燒改性過(guò)程中,我們通過(guò)分別引入由結(jié)構(gòu)性助劑和活化性助劑組合而成的復(fù)合助劑Na2CO3和CaCl2、Na2CO3和MgCl2、CaCO3和NaCl及MgCO3和NaCl,控制復(fù)合助劑加入總量(以混合料干基重量%計(jì))為3-8%,并調(diào)節(jié)碳酸鹽和氯化物的分子比(碳酸鹽氯化物)為1-5,在回轉(zhuǎn)窯中輔以相應(yīng)的煅燒改性溫度750-1000℃;煅燒改性30-60分鐘,分別制得四種吸附型硅藻土助濾劑的燒成品。
本發(fā)明提供的產(chǎn)品粒度按正態(tài)分布微細(xì)分級(jí)是提高硅藻土助濾劑吸附分離性能的重要方法。我們發(fā)現(xiàn)工業(yè)濾料中的微粒粒度通常是符合正態(tài)分布規(guī)律的,適應(yīng)濾料欲除微粒要求的助濾劑的微粒粒度分布也是以正態(tài)分布為最佳。粒級(jí)合適、粒度呈正態(tài)分布的硅藻土助濾劑,其過(guò)濾時(shí)的對(duì)數(shù)流量-時(shí)間曲線的斜率為0.5,接近理想過(guò)濾流量曲線。將本發(fā)明制得的四種吸附型硅藻土助濾劑的燒成品,經(jīng)微細(xì)粉碎到所要求的粒度,(有效粒度范圍為2μ-40μ)后,采用微細(xì)分級(jí)機(jī),旋風(fēng)分離器和袋濾器相結(jié)合的微細(xì)分級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行微細(xì)分級(jí)。進(jìn)行微細(xì)分級(jí)時(shí),按正態(tài)分布函數(shù)p(x)=
其中分布系數(shù)σ取0.8~1.2,可幾粒徑a取10~25μ,確定微細(xì)分級(jí)系統(tǒng)的流體力學(xué)條件進(jìn)行微細(xì)分級(jí),便可制得四種粒級(jí)不同但粒度均呈正態(tài)分布的吸附型硅藻土助濾劑產(chǎn)品。將粒度符合正態(tài)分布規(guī)律可幾粒徑不同的兩種助濾劑相互搭配后,其粒度仍呈正態(tài)分布,從而提高了其相互搭配使用性能。
本發(fā)明的四種吸附型硅藻土助濾劑,其中用復(fù)合助劑Na2CO3和CaCl2及Na2CO3和MgCl2制得的兩種助濾劑適用非粘性流體(如啤酒、飲料、水等)的過(guò)濾;用復(fù)合助劑CaCO3和NaCl及MgCO3和NaCl制得的兩種助濾劑適用于粘性流體(如糖液、油品、磺酸鹽等)的過(guò)濾。
應(yīng)用本發(fā)明提供的用復(fù)合助劑Na2CO3和CaCl2或Na2CO3和MgCl2制得的吸附型硅藻土助濾劑與美國(guó)蔓菲爾公司生產(chǎn)的機(jī)械截留型硅藻土助濾劑HYFLO-Supercel過(guò)濾啤酒時(shí),其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比如下(用板框?yàn)V機(jī)的工業(yè)啤酒過(guò)濾)。
應(yīng)用本發(fā)明提供的用復(fù)合助劑CaCO3和NaCl、MgCO3和NaCl制得的二種吸附型硅藻土助濾劑與美國(guó)伊格爾-皮徹公司提供的助濾劑FW-6和FW-14過(guò)濾烷基苯磺酸鈣時(shí),其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比如下(工業(yè)過(guò)濾結(jié)果,粗濾用斯巴克濾機(jī),精濾用板框過(guò)濾機(jī))。
(見(jiàn)下頁(yè))
本發(fā)明的實(shí)施例如下精制硅藻土原料含SiO2量90-92%,以干法分別混入復(fù)合助劑Na2CO3和CaCl2、Na2CO3和MgCl2、CaCO3和NaCl及MgCO3和NaCl的總量為4-6%,其中碳酸鹽與氯化物分子比為3~4,在溫度為800-900℃條件下煅燒改性40-50分鐘,分別制得四種燒成品。將燒成品粉碎到50μ以下后,由正態(tài)分布函數(shù)P(x)式,其中分布系數(shù)σ取為0.8-1.0(四種燒成品),可幾粒徑a分別取為16-18μ(用復(fù)合助劑Na2CO3和CaCl2制得的燒成品)、18-20μ(用復(fù)合助劑CaCO3和NaCl制得的燒成品)、20-22μ(用復(fù)合助劑Na2CO3和MgCl2制得的燒成品)及22-24μ(用復(fù)合助劑MgCO3和NaCl制得的燒成品),確定微細(xì)分級(jí)系統(tǒng)的流體力學(xué)條件進(jìn)行分級(jí),分別制得四種吸附型硅藻土助濾劑產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的物化性能如下表(見(jiàn)下頁(yè))
權(quán)利要求
1.四種具有物化性能優(yōu)良、堆積密度小、能有效吸附分離液體中0.1~2μ細(xì)小固體和膠粒的吸附型硅藻土助濾劑及其制備技術(shù)。其特征是以精制硅藻土為原料,分別均勻加入四種不同的復(fù)合助劑,并控制復(fù)合助劑的配比和加入總量,在回轉(zhuǎn)窯中煅燒改性,粉碎后產(chǎn)品粒度按正態(tài)分布分級(jí),制得四種各具特性的吸附型硅藻土助濾劑。
2.按照權(quán)利要求1中所說(shuō)的精制硅藻土其特征是含SiO2量(干基,重量%)90%以上,粒度過(guò)80目篩余量不多于5%。
3.按照權(quán)利要求1中所說(shuō)的復(fù)合助劑其特征是由結(jié)構(gòu)性助劑與活化性助劑組合而成的四種復(fù)合助劑,組成為Na2CO3和CaCl2、Na2CO3和MgCl2、CaCO3和NaCl及MgCO3和NaCl。
4.按照權(quán)利要求1中所說(shuō)的控制復(fù)合助劑的配比和加入總量其特征是碳酸鹽與氯化物的分子比為1-5,加入總量為混合料干基重量的3-8%。
5.按照權(quán)利要求1中所說(shuō)的煅燒改性其特征是煅燒改性溫度為750-1000℃,煅燒改性時(shí)間為30-60分鐘。
6.按照權(quán)利要求1中所說(shuō)的粉碎后產(chǎn)品粒度按正態(tài)分布分級(jí),其特征是燒成品粉碎至50μ以下,按正態(tài)分布函數(shù)p(x)=
,式中分布系數(shù)σ取0.8-1.2、可幾粒徑a取10-25μ,確定微細(xì)分級(jí)系統(tǒng)的流體力學(xué)條件進(jìn)行分級(jí)。制得四種粒級(jí)不同、粒度均呈正態(tài)分布的吸附型硅藻土助濾劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了吸附型硅藻土助濾劑及其制備技術(shù)。其特征是以含SiO
文檔編號(hào)B01J20/14GK1053562SQ91101409
公開(kāi)日1991年8月7日 申請(qǐng)日期1991年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月12日
發(fā)明者鐘順和, 趙靜, 肖秀芬 申請(qǐng)人:天津大學(xué)