CN109603300A - 低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种以中低品位硅藻土和珍珠岩为原料，制备低堆密度复合助滤剂的方法。其特征是以二氧化硅含量70％以上的中低品位硅藻土为一种原料，经干燥、粉碎，风选、添加助溶剂、高温煅烧，制得复合原料A；选择高温膨胀率在10—30倍的珍珠岩为另一种原料,经干燥、粉碎，风选、高温煅烧，制得复合原料B。取上述制得的原料A与原料B根据市场需求，按不同比例(重量比)均匀混合，即复合成具有大小不等堆密度的助滤剂产品。如：采用1:1的比例，混合后的堆密度达到0.26g/ml，与优质硅藻土助滤剂的堆密度水平相当。本发明解决了占我国矿产储量绝大多数的中低品位硅藻土因堆密度过大不能生产优质助滤剂的难题。
Description
技术领域
本发明涉及低堆密度优质复合助滤剂制备技术领域，具体涉及一种低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法。
背景技术
硅藻土助滤剂为最常见的用于固液分离纯化的通用型助滤剂。广泛应用于酒类、食品、医药、化工、石油、环保、污水处理等工业生产部门。在我国硅藻土助滤剂的年消耗量一直占整个助滤剂的70％以上，这也说明了它在工业生产上的重要性。硅藻土助滤剂的主要优点是：具有良好的微孔结构、粒径分布、吸附性能和抗压缩能力。因此不仅能使被滤液体获得较好的滤速比，而且能滤除微细的悬浮物、胶态物等，保证滤液的澄清度。其主要缺点是：(1)资源日渐缺乏，因为生产硅藻土助滤剂需要硅藻含量高的优质硅藻土，而我国的矿产资源绝大多数为中低品位的硅藻土，优质硅藻土越来越少，难以满足生产需求。(2)滤速相对缓慢，堆密度较大，致使客户使用中按重量添加往往达不到预期效果，多添加又使过滤成本上升。因此开发新技术，充分利用占资源储量绝大多数的中低品位硅藻土，生产出堆密度较小、过滤性能良好的助滤剂，多年来一直是行业上的攻关课题。
珍珠岩生产的助滤剂产品是仅次于硅藻土助滤剂的第二大系列助滤剂。由于其资源分布广泛、生产工艺简便、生产成本较低，加之堆密度小、滤速高、铁离子和钙离子溶解度小等优势，越来越引起了广泛的关注。珍珠岩助滤剂的主要缺点是：(1)由于过滤颗粒自身缺少相应的微孔，故过滤的深度效应和吸附能力较差，澄清度较低。(2) 过滤主要是在微粒间的空隙进行，在加压过滤过程中滤饼的抗压缩能力较差，滤饼阻力上升较快，滤层易龟裂，滤饼易脱落，影响过滤效率。(3)因过滤的主体不是微孔而是空隙，致使产品品种，规格等的调配受到很大限制，造成产品品种比较单一，限制了工业上的应用。
总的来说，目前，国内硅藻土助滤剂受原料质量的制约，优质土已经出现供不应求局面，而占资源储量绝大多数的中低品位硅藻土，还不能直接使用，开发利用还有待技术上的突破。亟待解决的难点之一是如何有效降低其煅烧品的堆密度问题。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)选择SiO2含量大于等于70％的中低品位硅藻土为原料，经低温干燥后，把块状硅藻土粉碎过100-200目筛，同时采用二级风风选除杂；把风选后的硅藻土粉体与粉状金属碳酸盐和粉状金属卤化物充分混合均匀后，在空气环境下高温煅烧，得到助融烧成品；将助熔烧成品进行粉碎、风选、分级即得到堆密度大于0.49g/ml硅藻土助滤剂产品A；
(2)选择SiO2含量大于等于70％，Al2O3含量为10-20％，Fe2O3 含量小于等于1.5％，膨胀率为10-30倍，白度大于等于70°的优质珍珠岩为原料，经低温干燥，粉碎后、分级风选出100目以上的粒度微粉；并送入煅烧炉高温煅烧；珍珠岩微粉经高温煅烧膨胀后自然冷却，然后粉碎、风选、分级，制得堆密度小于等于0.18g/ml膨胀珍珠岩助滤剂产品B；
(3)产品A与产品B按照不同重量比混合均匀，即制得具有不同渗透率和堆密度的低堆密度助滤剂产品。
优选地，上述步骤(1)中低品位硅藻土是指二氧化硅含量为
优选地，上述步骤(1)中块状硅藻土粉碎后过150目筛，低温干燥温度为200-400℃，高温煅烧温度为900-1200℃。
优选地，上述步骤(1)中块状硅藻土粉碎后过200目筛。
优选地，上述步骤(1)中金属碳酸盐由碳酸钾、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钙中的一种或两种及以上组成；金属卤化物由氟化镁、氟化钙、氟化钠、氟化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾中的一种或两种及以上组成；所述金属碳酸盐的添加量为硅藻土干基重量的1-10％；所述金属卤化物的添加量为硅藻土干基重量的2-10％。
优选地，上述步骤(1)中金属碳酸盐为碳酸钾或者碳酸钠，所述金属卤化物为氟化钙、氯化钠、氯化钾中的一种或者两种及以上组成。
优选地，上述步骤(2)中低温干燥温度为250-350℃，高温煅烧温度为1000-1300℃，煅烧时采用煤气或天然气作为燃料。
优选地，上述步骤(2)中珍珠岩煅烧前通过添加卤化物熔剂以改变珍珠岩强度，适应不同工业用途中产品的强度要求，所述卤化物熔剂由氟化钙、氟化钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁中的一种或者两种及以上组成，所述卤化物熔剂添加量为珍珠岩干基重量的1-5％。
本发明的有益效果为：
制备低堆密度复合助滤剂即是根据市场需求，把用中低品位硅藻土生产的合适滤速的助滤剂和合适滤速的膨胀珍珠岩助滤剂按不同比例进行均匀的机械混合，在保证滤液澄清度和提高过滤滤速的前提下，最大限度的把复合助滤剂的堆密度降低到合理的范围。以解决优质硅藻土资源不足、质量下降，而储量较大的中低品位硅藻土无法生产具有密度低、过滤性能好的助滤剂的难题。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
选择二氧化硅含量为70％的中低品位硅藻土为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型硅藻土粉碎机把块状硅藻土粉碎至100目，同时经两级风选出细砂粒、黏土等杂质。经干燥破碎和风选后的中低品位硅藻土原料添加3wt％碳酸钠和5wt％氯化钠(硅藻土为100％)，在 950℃温度条件下煅烧1小时，自然冷却至室温。粉碎、分级得堆密度为0.51g/ml硅藻土助滤剂，设定为原料A1。
珍珠岩助滤剂原料的制取：
选择SiO2含量为70％，Al2O3含量10％，Fe2O3含量1.5％，膨胀率为10倍，白度为70°的优质珍珠岩为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型微粉粉碎机粉碎加工并风选出100目的粒度微粉。入煅烧炉高温煅烧，煅烧炉以热煤气为燃料，煅烧温度1050℃，制得膨胀珍珠岩。经粉碎加工，风选处理，筛选分级，得堆密度为≤0.178g/ml膨胀珍珠岩助滤剂，设定为原料B1。
复合助滤剂的制取：
取原料A1和原料B1按1:1的重量比例均匀混合，即得低堆密度复合助滤剂。本实施例制取的产品堆密度为0.28g/ml，渗透率与300#优质硅藻土助滤剂相当。
实施例2
选择二氧化硅含量为80％的中低品位硅藻土为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型硅藻土粉碎机把块状硅藻土粉碎至200目，同时经两级风选出细砂粒、黏土等杂质。经干燥破碎和风选后的中低品位硅藻土原料添加3wt％碳酸钠和5wt％氯化钠(硅藻土为100％)，在 950℃温度条件下煅烧2小时，自然冷却至室温。粉碎、分级得堆密度为0.51g/ml硅藻土助滤剂，设定为原料A2。
珍珠岩助滤剂原料的制取：
选择含量为80％以上，Al2O3含量20％，Fe2O3含量为1.0％，膨胀率在10—30倍，白度≥70°的优质珍珠岩为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型微粉粉碎机粉碎加工并风选出大于100目的粒度微粉。入煅烧炉高温煅烧，煅烧炉以热煤气为燃料，煅烧温度1050℃，制得膨胀珍珠岩。经粉碎加工，风选处理，筛选分级，得堆密度为≤0.178g/ml 膨胀珍珠岩助滤剂，设定为原料B2。
复合助滤剂的制取：
取原料A2和原料B2按1:1的重量比例均匀混合，即得低堆密度复合助滤剂。本实施例制取的产品堆密度为0.28g/ml，渗透率与300#优质硅藻土助滤剂相当。
实施例3
硅藻土助滤剂原料的制取：
选择二氧化硅含量为70％的中低品位硅藻土为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型硅藻土粉碎机把块状硅藻土粉碎至100目，同时经两级风选出细砂粒、黏土等杂质。经干燥破碎和风选后的中低品位硅藻土原料添加4wt％碳酸钠和5wt％氯化钠(硅藻土为100％)，煅烧温度为980℃下煅烧1小时，自然冷却至室温。粉碎、分级制得硅藻土助滤剂堆密度为0.51g/ml。设定为原料A3。
珍珠岩助滤剂原料的制取：
选择SiO2含量为70％，Al2O3含量10％，Fe2O3含量1.5％，膨胀率为10倍，白度为70°的优质珍珠岩为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型微粉粉碎机粉碎加工并风选出100目的粒度微粉，添加1wt％氯化钠，入煅烧炉高温煅烧，煅烧炉以热煤气为燃料，煅烧温度1100℃，制得膨胀珍珠岩。经粉碎加工，风选处理，筛选分级，得堆密度为≤0.165g/ml膨胀珍珠岩助滤剂，设定为原料B3。
复合助滤剂的制取：
取原料A3和原料B3按1:1的重量比例均匀混合，即得低堆密度复合助滤剂。本实施例制取的产品堆密度为0.27g/ml，渗透率与500#优质硅藻土助滤剂相当。
实施例4
硅藻土助滤剂原料的制取：
选择二氧化硅含量为80％的中低品位硅藻土为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型硅藻土粉碎机把块状硅藻土粉碎至200目，同时经两级风选出细砂粒、黏土等杂质。经干燥破碎和风选后的中低品位硅藻土原料添加4wt％碳酸钠和5wt％氯化钠(硅藻土为100％)，在 950℃温度条件下煅烧2小时，自然冷却至室温。粉碎、分级得堆密度为0.51g/ml硅藻土助滤剂，设定为原料A4。
珍珠岩助滤剂原料的制取：
选择含量为80％以上，Al2O3含量20％，Fe2O3含量为1.0％，膨胀率在10—30倍，白度≥70°的优质珍珠岩为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型微粉粉碎机粉碎加工并风选出大于100目的粒度微粉，添加1wt％氯化钠，入煅烧炉高温煅烧，煅烧炉以热煤气为燃料，煅烧温度1100℃，制得膨胀珍珠岩，经粉碎加工，风选处理，筛选分级，得堆密度为≤0.165g/ml膨胀珍珠岩助滤剂，设定为原料B4。
复合助滤剂的制取：
取原料A4和原料B4按1:1的重量比例均匀混合，即得低堆密度复合助滤剂。本实施例制取的产品堆密度为0.27g/ml，渗透率与500#优质硅藻土助滤剂相当。
实施例5
硅藻土助滤剂原料的制取：
选择二氧化硅含量为70％的中低品位硅藻土为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型硅藻土粉碎机把块状硅藻土粉碎至100目，同时经两级风选出细砂粒、黏土等杂质。经干燥破碎和风选后的中低品位硅藻土原料添加5wt％碳酸钠和5wt％氯化钠(硅藻土为100％)，在 1030℃温度条件下煅烧1小时，自然冷却至室温。粉碎、分级制得硅藻土助滤剂堆密度为0.49g/ml。设定为原料A5。
珍珠岩助滤剂原料的制取：
选择SiO2含量为70％，Al2O3含量10％，Fe2O3含量1.5％，膨胀率为10倍，白度为70°的优质珍珠岩为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型微粉粉碎机粉碎加工并风选出100目的粒度微粉，添加2wt％氯化钠入煅烧炉高温煅烧，煅烧炉以热煤气为燃料，煅烧温度1150℃，制得膨胀珍珠岩，经粉碎加工，风选处理，筛选分级，得堆密度为≤0.15g/ml膨胀珍珠岩助滤剂，设定为原料B5。
复合助滤剂的制取：
取原料A5和原料B5按1:1的重量比例均匀混合，即得低堆密度复合助滤剂。本实施例制取的产品堆密度为0.23g/ml，渗透率与800#优质硅藻土助滤剂相当。
实施例6
硅藻土助滤剂原料的制取：
选择二氧化硅含量为80％的中低品位硅藻土为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型硅藻土粉碎机把块状硅藻土粉碎至200目，同时经两级风选出细砂粒、黏土等杂质。经干燥破碎和风选后的中低品位硅藻土原料添加5wt％碳酸钠和5wt％氯化钠(硅藻土为100％)，在 1030℃温度条件下煅烧2小时，自然冷却至室温。粉碎、分级得堆密度为0.49g/ml硅藻土助滤剂，设定为原料A6。
珍珠岩助滤剂原料的制取：
选择含量为80％以上，Al2O3含量20％，Fe2O3含量为1.0％，膨胀率在10—30倍，白度≥70°的优质珍珠岩为原料，经300℃低温干燥后，利用通用型微粉粉碎机粉碎加工并风选出大于100目的粒度微粉，添加2wt％氯化钠，入煅烧炉高温煅烧，煅烧炉以热煤气为燃料，煅烧温度1150℃，制得膨胀珍珠岩。经粉碎加工，风选处理，筛选分级，得堆密度为≤0.15g/ml膨胀珍珠岩助滤剂，设定为原料B6。
复合助滤剂的制取：
取原料A6和原料B6按1:1的重量比例均匀混合，即得低堆密度复合助滤剂。本实施例制取的产品堆密度为0.23g/ml，渗透率与800#优质硅藻土助滤剂相当。
表1复合助滤剂堆密度测定
取实施例1中低品位硅藻土制取的助滤剂和取中速膨胀珍珠岩助滤剂按不同比例配比测定其堆密度，所得结果如表1所示。
表2复合助滤剂粒度分布测定
选取实施例1中低品位硅藻土制取的300#硅藻土助滤剂和取中速 (Z)膨胀珍珠岩助滤剂按重量比为1:1配比测定复合助滤剂粒度分布情况，如表2所示。
照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)选择SiO2含量大于等于70％的中低品位硅藻土为原料，经低温干燥后，把块状硅藻土粉碎过100-200目筛，同时采用二级风风选除杂；把风选后的硅藻土粉体与粉状金属碳酸盐和粉状金属卤化物充分混合均匀后，在空气环境下高温煅烧，得到助融烧成品；将助熔烧成品进行粉碎、分级、风选出150目以上的微粉，即得到堆密度大于0.49g/ml硅藻土助滤剂产品A；
(2)选择SiO2含量大于等于70％，Al2O3含量为10-20％，Fe2O3含量小于等于1.5％，膨胀率为10-30倍，白度大于等于70°的优质珍珠岩为原料，经低温干燥，粉碎后、分级风选出100目以上的粒度微粉；并送入煅烧炉高温煅烧；珍珠岩微粉经高温煅烧膨胀后自然冷却，然后粉碎、分级、风选出100目以上的微粉，制得堆密度小于等于0.18g/ml膨胀珍珠岩助滤剂产品B；
(3)产品A与产品B按照不同重量比混合均匀，即制得具有不同渗透率和堆密度的低堆密度助滤剂产品。
2.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中低品位硅藻土是指二氧化硅含量为65-85％的硅藻土。
3.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中块状硅藻土粉碎后过150目筛，低温干燥温度为200-400℃，高温煅烧温度为900-1200℃。
4.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中块状硅藻土粉碎后过200目筛。
5.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中金属碳酸盐由碳酸钾、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钙中的一种或两种及以上组成；金属卤化物由氟化镁、氟化钙、氟化钠、氟化钾、氯化钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾中的一种或两种及以上组成；所述金属碳酸盐的添加量为硅藻土干基重量的1-10％；所述金属卤化物的添加量为硅藻土干基重量的2-10％。
6.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中金属碳酸盐为碳酸钾或者碳酸钠，所述金属卤化物为氟化钙、氯化钠、氯化钾中的一种或者两种及以上组成。
7.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中低温干燥温度为250-350℃，高温煅烧温度为1000-1300℃，煅烧时采用煤气或天然气作为燃料。
8.根据权利要求1所述的低品位硅藻土生产低堆密度复合助滤剂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中珍珠岩煅烧前通过添加卤化物熔剂以改变珍珠岩强度，适应不同工业用途中产品的强度要求，所述卤化物熔剂由氟化钙、氟化钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁中的一种或者两种及以上组成，所述卤化物熔剂添加量为珍珠岩干基重量的1-5％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190412 |
|
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