尤其涉及管式陶瓷膜,特別是一種管式陶瓷膜支撐體的制備方法。
背景技術(shù):
管式陶瓷膜是一種高效過濾分離介質(zhì)。管式陶瓷膜具有優(yōu)異的高分離效率、耐高溫、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、機(jī)械強(qiáng)度大、可反復(fù)清洗等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在發(fā)酵與醫(yī)藥工業(yè)、食品與飲料工業(yè)、環(huán)保與水處理行業(yè)、石油與化工行業(yè)等眾多領(lǐng)域,可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。管式陶瓷膜由支撐體、過渡層和膜分離層構(gòu)成,根據(jù)膜分離層的孔徑大小又分為微濾、超濾和納濾三種。
研究表明,管式陶瓷膜的耐腐蝕性主要由其支撐體來實(shí)現(xiàn)。常用的耐腐蝕性檢驗(yàn)方法是用Φ30*19*Φ4標(biāo)準(zhǔn)試樣陶瓷膜支撐體(外徑30mm、19通道,通道直徑4mm)在20%硝酸或20%氫氧化鈉溶液中煮沸腐蝕10小時后做抗折強(qiáng)度檢驗(yàn),以該陶瓷膜管的折斷破壞負(fù)荷(KN)來表示其耐腐蝕性。具體的,截取3根120mm長的Φ30*19*Φ4的陶瓷膜支撐體,放入2000ml的20%濃度的硝酸溶液或20%濃度的氫氧化鈉溶液中,在15分鐘內(nèi)煮沸、然后繼續(xù)煮10小時,待冷卻后,將陶瓷膜支撐體取出用自來水沖洗干凈。在烘箱中100°C下保溫I小時烘干。冷卻至室溫后,在抗折試驗(yàn)機(jī)上測定其折斷破壞時的負(fù)荷(KN)—抗折試驗(yàn)時,兩支點(diǎn)的間距為100mm,加荷速度為0.1-0.15KN/S。
現(xiàn)有技術(shù)中,管式陶瓷膜支撐體的耐腐蝕性有限,并且機(jī)械強(qiáng)度很小,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了使用需求,極少數(shù)機(jī)械強(qiáng)度較大的產(chǎn)品,其生產(chǎn)工藝復(fù)雜,既浪費(fèi)能源又增加制造成本。
具體內(nèi)容:
提供了一種管式陶瓷膜支撐體的制備方法,所述的這種管式陶瓷膜支撐體的制備方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中的支撐體耐腐蝕性低的技術(shù)問題。
這種管式陶瓷膜支撐體的制備方法,首先稱取Al2O3粉與陶瓷燒結(jié)助劑,所述的Al2O3粉和陶瓷燒結(jié)助劑的質(zhì)量比為90-99.9:0.1-10,所述的陶瓷燒結(jié)助劑中含有二氧化鈦、氧化鎂和二氧化硅,在陶瓷燒結(jié)助劑中,二氧化鈦、氧化鎂和二氧化硅的質(zhì)量比為1.6-2.4:0.9-1.8:2.0-3.7,然后將Al2O3粉與陶瓷燒結(jié)助劑混合并形成混合粉料,然后在所述的混合粉料中加入有機(jī)粘結(jié)劑和水,所述的有機(jī)粘結(jié)劑由甲基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、甘油和桐油組成,所述的甲基纖維素的質(zhì)量是所述的混合粉料的1.75-2.85%的質(zhì)量,所述的聚乙烯醇的質(zhì)量是所述的混合粉料的0.85-2.00%的質(zhì)量,所述的聚丙烯酰胺的質(zhì)量是所述的混合粉料的0.85-1.65%的質(zhì)量,所述的羧甲基纖維素的質(zhì)量是所述的混合粉料的0.65-1.85%的質(zhì)量,所述的甘油的質(zhì)量是所述的混合粉料的0.11-0.45%的質(zhì)量,所述的桐油的質(zhì)量是所述的混合粉料的1.90-3.45%的質(zhì)量,所述的水的質(zhì)量是所述的混合粉料的12-25%的質(zhì)量,在攪拌機(jī)中將混合粉料、有機(jī)粘結(jié)劑和水混合攪拌均勻,調(diào)節(jié)揮發(fā)水分至物料呈泥狀,將泥料經(jīng)真空練泥機(jī)練泥,利用擠管機(jī)配合模具,擠出支撐體生坯,將所述的支撐體生坯在130°C-180°C溫度下烘干,將烘干后的支撐體生坯裝入窯爐,在1400°C-1780°C溫度下燒結(jié),即為陶瓷膜支撐體。
進(jìn)一步的,所述的陶瓷燒結(jié)助劑中還含有氧化釔,所述的氧化鎂和所述的氧化釔的質(zhì)量比為0.9-1.8:0.1-1.5。
進(jìn)一步的,所述的陶瓷燒結(jié)助劑中還含有氧化鑭,所述的氧化鎂和所述的氧化鑭的質(zhì)量比為0.9-1.8:0.9-1.8。
進(jìn)一步的,所述的陶瓷燒結(jié)助劑還含有氧化鋯,所述的氧化鎂和所述的氧化鋯的質(zhì)量比為0.9-1.8:1.0-1.9。
進(jìn)一步的,在所述的混合粉料中,Al2O3的質(zhì)量百分比為99%,TiO2的質(zhì)量百分比為0.23%,MgO的質(zhì)量百分比為0.13%,SiO2的質(zhì)量百分比為0.24%,Y2O3的質(zhì)量百分比為0.12%,La2O3的質(zhì)量百分比為0.15%,ZrO2的質(zhì)量百分比為0.13%。
進(jìn)一步的,所述的甲基纖維素的質(zhì)量是所述的混合粉料的2.5%的質(zhì)量,所述的聚乙烯醇的質(zhì)量是所述的混合粉料的1.2%的質(zhì)量,所述的聚丙烯酰胺的質(zhì)量是所述的混合粉料的1.2%的質(zhì)量,所述的羧甲基纖維素的質(zhì)量是所述的混合粉料的0.96%的質(zhì)量,所述的甘油的質(zhì)量是所述的混合粉料的0.25%的質(zhì)量,所述的桐油的質(zhì)量是所述的混合粉料的2.9%的質(zhì)量,所述的水的質(zhì)量是所述的混合粉料的12-25%的質(zhì)量。
進(jìn)一步的,在攪拌機(jī)中將混合粉料、有機(jī)粘結(jié)劑和水混合攪拌時,調(diào)節(jié)揮發(fā)水分制成分散均勻的漿料。
進(jìn)一步的,所述的Al2O3粉的純度在99.8%以上。
進(jìn)一步的,所述的Al2O3粉的平均粒徑為1.7-2.6um。
進(jìn)一步的,燒結(jié)完成的陶瓷膜支撐體的孔隙率在25-60%之間。
管式陶瓷支撐體采用高溫?zé)Y(jié)的方式制成,氧化鋁粉燒結(jié)到一起,結(jié)構(gòu)緊湊,不易破壞,具有超強(qiáng)的耐強(qiáng)酸和耐強(qiáng)堿腐蝕的性能。
管式陶瓷膜支撐體具有超強(qiáng)的耐強(qiáng)酸和耐強(qiáng)堿腐蝕的性能,在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性料液中使用能長期保持高的抗折強(qiáng)度,不易腐蝕,使用壽命長,不需頻繁更換,運(yùn)行可靠性高,大幅度降低了運(yùn)行成本,極大地擴(kuò)展了陶瓷膜管的應(yīng)用領(lǐng)域。
附圖說明:
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的管式陶瓷膜支撐體的燒結(jié)結(jié)構(gòu)的電鏡圖片。