超轻多孔陶瓷滤料的研制

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着我国工业生产的发展，排放的污水量和种类越来越多。如何高效地进行污水处理是世界性的难题。研制新型的曝气生物滤池轻质过滤材料对各种废水进行有效处理具有重大的现实意义。本研究以硅藻土为主要原料，加入一定量成孔剂、助熔剂和其它添加剂，制备了孔径适宜、比重可控、性能优异的用于污水处理的轻质多孔陶瓷滤球，探讨了影响多孔陶瓷滤球孔特性和体积密度的诸因素。通过改变成孔剂(如煤粉、石灰石、白云石和石墨)的加入量、硅藻土、赤泥的加入量及烧成温度等方法制备了气孔率为50-70％,体积密度为O．789

2、／em3-1．29／era3，压碎强度为4MPa,．-27MPa，耐酸性95．03％以上，耐碱性97．58％以上的多孔陶瓷滤料。研究发现，随着成孔剂和硅藻土加入量的增多，气孔率增大，体积密度降低，强度降低，随着白云石、赤泥和石灰石等加入量的增大，气孔率降低，体积密度增大，强度提高；随着烧成温度的提高，气孔率下降，体积密度增大，强度提高。采用现代测试技术如XRD、SEM等对样品的晶相组成、显微结构等性质进行了分析。XRD分析结果表明，样品中的晶相组成以石英相、透辉石为主。SEM形貌分析表明，试样中存在大量三维连

3、通网状微孔，孔径为几百nm-)l,个um，微观孔使宏观孔相互连通。此外，本研究对部分配方进行了中试实验，即采用成球机成球法制备轻质多孔陶瓷滤球，初步探讨了影响成球机成球样品性能的因素，除了原料配方组成外，坯体成型工艺过程对样品的性能也有显著的影响。研究发现影响坯体强度的因素有粘结剂的种类、粘结剂喷加频率和成球时间，采用有机粘结剂比水的坯体强度要高，提高粘结剂的喷加频率可以使坯体的强度增大。经中试初步探索制备了气孔率达57．34％、体积密度在O．99／em3以下，压碎强度达5．34MPa以上的轻质多孔陶瓷滤球。

4、关键词：多孔陶瓷；成孔剂；体积密度；硅藻土；气孔率武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofindustrydischargeofwastewaterisgrowingandthespeciesofwasterwaterisincreasing．Howtoefficientlyla'eatpollutedwaterisaworldpttzzle．11"developmentofnovelfiltrationmaterialofaerationbiologiefilterc

5、hamberforsewagedisposaiisveryimportant．Atl船seatstudy,excellent,properporesizeandcontrollabledensitylightweightcerallaicfillrationballswhichcallbeappliedtosewagedisposalweremadefromdiatomiteinwhielapore—formingagent,fluxandotheradditiveswcl"eadded．Factorstha

6、tinfluencecel'amicporefeature，densityandstrengthwel'ediscussed．Theporosityofceramicfiltrationballsis50％70％．ThedensityisO．789／em3一1．29／em3．Thecompressivestrengthis4MPa～21MPa．TheacidandK[kalineresistanceisabove95．03％and97．62％．respectively．Theseperformanceswer

7、einfluencedbymodifyingthequantityofpore-formingagent(coalpowder,dolomite,limestone，graphite)anddiatomite，redmud,firingtemperature．Theresultsshowedthatwiththeincreasingofpore-formingagentanddiatomite,theporosityinca'easeanddensityandstrengthdecrease．Withthei

8、ncreaseofdolomite，redmud,limestone，锄1dsinteringtemperature，theporosityincreasesanddensityandst瑚gthdecrease．XRDanalysisshowsthatthemainerystaUinephaseisquartzanddiopside．SEManalysisrevealsthattherearela