在製備淨化、抗菌和活化水中應用的微孔陶瓷球及其製法的製作方法

2023-06-01 09:44:36

專利名稱：在製備淨化、抗菌和活化水中應用的微孔陶瓷球及其製法的製作方法
技術領域：
本發明屬於微孔陶瓷範疇，具體是一種在製備淨化、抗菌和活化水功能的設備中，作為功能性浸漬材料應用的微孔陶瓷球及其製法。
背景技術：
現有技術的水淨化、礦化處理，最常用的有三類材料麥飯石、活性炭和氧化鋁礦化球。
市售麥飯石的商品有，麥飯石「粉」細度80～300目；實心的「麥飯石球」粒徑0.1～9mm等兩種；原始的麥飯石「粉」，在水處理領域已經逐漸退出，代之以換代型的麥飯石球；活性炭一般採用顆粒活性炭；氧化鋁礦化球通常採用實心的；它們或者顆粒的粒徑小，或者實心球外表面光滑，球與球之間的堆積空隙較大，因而處理水時的接觸面極小，交換流程短，效果仍不理想。

發明內容
本發明的目的是提供一種處理水時接觸面大，交換流程長的，一種具有淨化、抗菌和活化水功能的微孔陶瓷球。
本發明的技術方案如下研製一種在製備淨化、抗菌和活化水中應用的微孔陶瓷球，其特徵是作為浸漬材料在製備淨化、抗菌和活化水的設備中，作為功能性浸漬材料的應用；所述的微孔陶瓷球，表面呈均相或非均相燒結型粗糙結構，內部結構為通體有隨機分布的三維聯通微孔，微孔間交錯互通；所述的微孔陶瓷球粒徑1～10mm；堆積密度0.3～1.0g/ml；體積密度0.5～1.8cm3；孔隙率20～50％；吸水率10～80％；抗壓強度3～15Mpa；磨損率≤2％；耐酸度99％；耐鹼度83％；所述的微孔陶瓷球系由如下重量組成的陶瓷原料、成孔劑與粘結劑，經粉碎、配料，制球，燒結、自磨，水洗而成玻璃∶粉煤灰∶膨潤土∶活性白土∶矽灰石∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝60～75份∶5～15份∶0～20份∶0～20份∶0～20份∶5～15份∶0.1～1份∶9～15份；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，膨潤土、活性白土、矽灰石系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研製的產品多功能健康陶瓷材料；成孔劑系市售商品輕質碳酸鈣、炭粉、碳黑、活性炭、石墨或可燃性有機物微粒；粘結劑系市售商品乙基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基澱粉鈉或微晶纖維素。
上述的微孔陶瓷球的製法，其特徵是經過如下步驟(1)粉碎、配料將各原料分別粉碎至玻璃粉、煤灰粉、膨潤土、活性白土或矽灰石粒徑≤100μm；多功能健康陶瓷材料平均粒徑≤10μm；成孔劑粒徑≤80μm；膨潤土、活性白土或矽灰石單獨放置，玻璃粉、煤灰粉、多功能健康陶瓷材料和成孔劑攪拌混勻，製成「泥料」；粘結劑配成足以使上述配量「泥料」溼潤的水溶液，備用；(2)制球 將上述的「泥料」用80～150目篩篩分，取通過篩目物料，置混合攪拌機內，加粘結劑溶液，旋轉、成球；加入膨潤土、活性白土或矽灰石，邊旋轉邊攪拌，使球體表面均勻粘附一層膨潤土、活性白土或矽灰石的粉製成「坯球」，再於≤100℃烘乾1～3h；(3)燒結 乾燥的「坯球」置於窯爐內，800～900℃燒成、燒結20～30min，降溫，得「燒結球」；(4)自磨 「燒結球」置自磨機內，加入淹沒量自來水進行自磨，除去球粒表面未燒結的膨潤土、活性白土或矽灰石粉；(5)水洗 自磨後的「燒結球」，水洗至洗水呈中性，晾乾得本發明微孔陶瓷球成品。
本發明的優點1.表面粗糙，球與球相互間嵌合度好；具有眾多微孔，比表面積、接觸面積與交換流程均增加，水處理效果明顯提高。
2.組分中的多功能健康陶瓷材料，具有釋放遠紅外線功能；殺菌功能；不斷溶出人體必需的K、Ca、Zn、Mg、Fe等多種微量元素的功能；作為功能性浸漬材料，應用於淨水器、桶裝水和分質供水等行業，可持續、穩定、均勻地獲得高效的抗菌、活化、淨化和礦化的水。
*組分中的多功能健康陶瓷材料的功能與機理，已經在本申請人的多份在先申請中敘述，例如，申請號02125487.7、03112380.5、03143225.5等，此處不另詳述。
以下結合實施例對本發明作進一步闡述。
具體實施例方式
實施例1微孔陶瓷球系由如下重量組成的陶瓷原料，成孔劑與粘結劑，經粉碎、配料，制球，燒結、自磨，水洗而成玻璃∶粉煤灰∶膨潤土∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝75kg∶5kg∶20kg∶5kg∶1kg∶15kg；其中，玻璃用廢玻璃渣，粉煤灰用電廠的工業廢料，膨潤土用市售商品；多功能健康陶瓷材料用淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品；成孔劑用市售商品輕質碳酸鈣或炭粉；粘結劑用市售商品乙基纖維素或甲基纖維素。
本發明的微孔陶瓷球的製法，經過如下步驟①粉碎、配料 將各原料分別粉碎至玻璃粉、煤灰粉、膨潤土、活性白土或矽灰石粒徑≤60μm；多功能健康陶瓷材料粒徑≤2～10μm；成孔劑粒徑≤40μm；膨潤土、活性白土或矽灰石單獨放置，玻璃粉、煤灰粉、多功能健康陶瓷材料和成孔劑攪拌混勻，製成「泥料」；粘結劑配成足以使上述配量「泥料」溼潤的水溶液，備用；②制球 將上述的「泥料」用80～150目篩篩分，取通過篩目物料，置混合攪拌機內，加粘結劑溶液，旋轉、成球；加入膨潤土、活性白土或矽灰石，邊旋轉邊攪拌，使球體表面均勻粘附一層膨潤土、活性白土或矽灰石製成「坯球」，「坯球」於≤100℃烘乾1～3h；③燒結 乾燥的「坯球」置於窯爐內，850～900℃燒成、燒結20～30min，降溫，得「燒結球」；④自磨 「燒結球」置自磨機內，加入淹沒量自來水進行自磨，除去球粒表面未燒結的膨潤土粉；⑤水洗 自磨後的「燒結球」，水洗至洗水呈中性，晾乾得本發明微孔陶瓷球成品。
所述的作為功能性浸漬材料的應用，可以是所述的微孔陶瓷球設置在注滿水的固定床中，經過一定時間(例如1小時以上)，該水即可獲得抗菌、礦化、活化水功能；或者是該微孔陶瓷球設置在流化床中，需要處理的水慢速流經流化床，流出水即可獲得抗菌、礦化、活化水功能。
本發明的微孔陶瓷球，可以在製備抗菌、礦化、活化水功能的設備中，作為功能性浸漬材料的更新換代產品應用。
所述的微孔陶瓷球粒徑1～10mm；堆積密度0.3～1.0g/ml；體積密度0.5～1.8g/cm3；孔隙率20～50％；吸水率10～80％；抗壓強度3～15Mpa；磨損率≤2％；耐酸度99％；耐鹼度83％；功能指標抗菌，對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的殺抑率達90％以上；活化水，可使大水分子團變成80Hz以下的小分子團；淨化水，分別見下述報告。
檢測結果1、溶出微量元素經國家無機鹽質量監測中心測試了陶瓷球的溶出微量元素功能，測試儀器為原子分光光度儀，經測試，該陶瓷球在水中能溶出Ca、Mg、K、Fe、Zn等多種對植物體有益的微量元素。
2、抗菌功能經國家建材工業環境監測中心測試了該陶瓷球的抗菌功能，經測試，該陶瓷對金黃色葡萄球菌的24小時殺菌率達到99.9％。
3、輻射遠紅外線功能經中國計量科學院測試了該陶瓷球的紅外輻射功能，經測試，該陶瓷材的紅外輻射率達到89％。
4、安全性能測試(1)無有害元素溶出的測試在國家無機鹽質量監測中心測試了陶瓷材料的溶出微量元素功能，測試儀器為原子分光光度儀，經測試，陶瓷球沒有任何對人體有害的元素的溶出。
(2)放射性測試經國家建築材料工業建材放射性監督檢驗測試中心測試，本產品內照射指數為0.2(國家規定指標≤1.0)，外照射指數為0.3(國家規定指標≤1.3)，達到國家A類產品水平。
應用本發明微孔陶瓷球處理飲用水可達到如下標準不含任何對人體有毒、有害及有異味的物質；水的硬度適中，50-200mg/L；水中礦物質含量及比例適合各地區的人體要求；pH值呈微鹼性(7.2～7.8)；水中溶解氧及二氧化碳含量達到健康飲用水標準；長期保持小水分子團(Hz≤85)；水的營養、生理功能(如水的溶解力、滲透力、擴散力、乳化力、洗淨力等)較強。
用戶試用後的實際檢測結果慈谿市自來水總公司檢驗報告單

檢驗結果


實施例2配量如下玻璃∶粉煤灰∶活性白土∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝60kg∶15kg∶20kg∶15kg∶0.1kg∶9kg；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，活性白土系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品；成孔劑系市售商品碳黑或活性炭；粘結劑系市售商品羧甲基纖維素或羥丙基纖維素。其餘同實施例1。
實施例3配量如下玻璃∶粉煤灰∶矽灰石∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝65kg∶10kg∶20kg∶10kg∶0.5kg∶10kg；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，矽灰石系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品；成孔劑系市售商品石墨或可燃性有機物微粒；粘結劑系市售商品羧甲基澱粉鈉或微晶纖維素。其餘同實施例1。
實施例4配量如下玻璃∶粉煤灰∶膨潤土∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝70kg∶8kg∶20kg∶12kg∶0.8kg∶12kg；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，膨潤土系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品；成孔劑系市售商品輕質碳酸鈣或炭粉；粘結劑系市售商品乙基纖維素或甲基纖維素。其餘同實施例1。
實施例5配量如下玻璃∶粉煤灰∶活性白土∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝75kg∶10kg∶20kg∶10kg∶1kg∶9kg；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，活性白土系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品；成孔劑系市售商品碳黑或活性炭；粘結劑系市售商品羧甲基纖維素或羥丙基纖維素。其餘同實施例1。
實施例6配量如下玻璃∶粉煤灰∶矽灰石∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝60kg∶5kg∶20kg∶15kg∶1kg∶9kg；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，矽灰石系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品；成孔劑系市售商品石墨或可燃性有機物微粒；粘結劑系市售商品羧甲基澱粉鈉或微晶纖維素。其餘同實施例1。
權利要求
1.一種在製備淨化、抗菌和活化水中應用的微孔陶瓷球，其特徵是作為浸漬材料在製備淨化、抗菌和活化水的設備中，作為功能性浸漬材料的應用；所述的微孔陶瓷球，表面呈均相或非均相燒結型粗糙結構，內部結構為通體有隨機分布的三維聯通微孔，微孔間交錯互通；所述的微孔陶瓷球粒徑1～10mm；堆積密度0.3～1.0g/ml；體積密度0.5～1.8g/cm3；孔隙率20～50％；吸水率10～80％；抗壓強度3～15Mpa；磨損率≤2％；耐酸度99％；耐鹼度83％；所述的微孔陶瓷球系由如下重量組成的陶瓷原料、成孔劑與粘結劑，經粉碎、配料，制球，燒結、自磨，水洗而成玻璃∶粉煤灰∶膨潤土∶活性白土∶矽灰石∶多功能健康陶瓷材料∶成孔劑∶粘結劑＝60～75份∶5～15份∶0～20份∶0～20份∶0～20份∶5～15份∶0.1～1份∶9～15份；其中，玻璃系廢玻璃渣，粉煤灰系電廠的工業廢料，膨潤土、活性白土、矽灰石系市售商品；多功能健康陶瓷材料系淄博博納科技發展有限公司研發生產的產品多功能健康陶瓷材料；成孔劑系市售商品輕質碳酸鈣、炭粉、碳黑、活性炭、石墨或可燃性有機物微粒；粘結劑系市售商品乙基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基澱粉鈉或微晶纖維素。
2.按照權利要求1所述的微孔陶瓷球的製法，其特徵是經過如下步驟(1)粉碎、配料將各原料分別粉碎至玻璃粉、煤灰粉、膨潤土、活性白土或矽灰石粒徑≤100μm；多功能健康陶瓷材料平均粒徑≤10μm；成孔劑粒徑≤80μm；膨潤土、活性白土或矽灰石單獨放置，玻璃粉、煤灰粉、多功能健康陶瓷材料和成孔劑攪拌混勻，製成「泥料」；粘結劑配成足以使上述配量「泥料」溼潤的水溶液，備用；(2)制球將上述的「泥料」用80～150目篩篩分，取通過篩目物料，置混合攪拌機內，加粘結劑溶液，旋轉、成球；加入膨潤土、活性白土或矽灰石，邊旋轉邊攪拌，使球體表面均勻粘附一層膨潤土、活性白土或矽灰石的粉製成「坯球」，再於≤100℃烘乾1～3h；(3)燒結乾燥的「坯球」置於窯爐內，800～900℃燒成、燒結20～30min，降溫，得「燒結球」；(4)自磨「燒結球」置自磨機內，加入淹沒量自來水進行自磨，除去球粒表面未燒結的膨潤土、活性白土或矽灰石粉；(5)水洗自磨後的「燒結球」，水洗至洗水呈中性，晾乾得本發明微孔陶瓷球成品。
全文摘要
本發明在製備淨化、抗菌和活化水中應用的微孔陶瓷球及其製法。其表面呈均相或非均相燒結型粗糙結構，內部結構為通體有隨機分布的三維聯通微孔，微孔間交錯互通；粒徑1～10mm；堆積密度0.3～1.0g/ml；體積密度0.5～1.8g/cm
文檔編號C02F1/00GK1733654SQ20051001268
公開日2006年2月15日 申請日期2005年7月20日 優先權日2005年7月20日
發明者梁金生, 梁廣川, 王家勝, 魏成章, 劉強 申請人:淄博博納科技發展有限公司