北票天然沸石改性及其制备宠物猫砂工艺研究

摘要

本论文从北票天然斜发沸石的组成结构及性质入手,通过试验确定沸石改性的最佳粒度为60目,焙烧活化的最佳条件为:焙烧温度400℃,焙烧时间210min。沸石的改性试验研究中,从三种改性方案中优选强酸预处理+无机盐(NaCl)改性方案,并确定了强酸预处理的最佳条件,即HCl浓度1.0mol/L,改性时间15h。为了进一步优化工艺条件,设计并进行了天然沸石NaCl改性正交试验,得出改性的最佳条件为:NaCl浓度0.5mol/L,改性时间18h,固液比1:5,溶液的pH值=7时,沸石的改性效果最好,氨氮吸附量能达到0.89mg·g-1。进而研究了改性沸石应用时环境条件对其吸附性能的影响,并对沸石吸附氨氮的机理进行了分析。应用上述改性沸石,用三种不同造粒方法制备宠物猫砂产品,确定了猫砂的最佳配方,即:改性沸石5％+钠基膨润土95%+水玻璃(20ml/100g)。并且对不同的猫砂产品进行了性能测试,与国内外市场上同类型产品性能相比较,按照本论文工艺条件制备的宠物猫砂优于国内膨润土猫砂产品,能达到市场要求的猫砂标准,而且在除臭性方面优于国外猫砂产品,有较好的应用前景和市场价值。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 沸石概述

1.1.1 沸石的成因

1.1.2 沸石的组成和结构

1.1.3 沸石的性质

1.2 国内外天然沸石研究与利用现状

1.3 北票天然沸石研究与利用现状

1.4 天然沸石改性方法和研究现状

1.4.1 天然沸石改性方法

1.4.2 天然沸石改性的研究现状

1.5 宠物猫砂概述及其应用研究现状

1.5.1 宠物猫砂概述

1.5.2 宠物猫砂的分类及特点

1.5.3 宠物猫砂的应用研究现状

1.6 本文研究的背景、内容及意义

1.6.1 课题研究的背景

1.6.2 课题研究的内容及意义

1.6.3 试验通用仪器及设备

1.6.4 课题研究的主要技术路线

2 沸石原矿特性分析及破碎磨矿试验

2.1 天然沸石组成结构及化学成分分析

2.2 天然沸石性能测试

2.2.1 沸石总阳离子交换量测试方法

2.2.2 沸石阳离子交换量测试方法

2.2.3 沸石吸氨量测试方法

2.2.4 沸石吸水率测试方法

2.2.5 北票天然沸石性能测试结果

2.3 矿样的破碎和筛析

2.4 沸石磨矿方法和磨矿条件的确定

2.4.1 磨矿方法的确定

2.4.2 磨矿条件的确定

2.5 小结

3 天然沸石改性粒度及焙烧条件的确定

3.1 天然沸石改性最佳粒度的确定

3.1.1 试验步骤

3.1.2 结果与讨论

3.2 天然沸石焙烧预处理最佳条件

3.2.1 试验步骤

3.2.2 结果与讨论

3.3 小结

4 天然沸石改性试验研究

4.1 改性沸石吸附氨氮性能表征方法

4.2 天然沸石改性方案的确定

4.2.1 三种改性方案

4.2.2 静态吸附试验

4.2.3 结果与讨论

4.3 强酸预处理最佳条件确定

4.3.1 试验步骤

4.3.2 结果与讨论

4.4 天然沸石NaCl 改性正交试验

4.4.1 试验步骤

4.4.2 结果与讨论

4.5 改性沸石吸附氨氮动力学曲线

4.5.1 试验步骤

4.5.2 结果与讨论

4.6 磨矿粒度及初始浓度的影响

4.6.1 试验步骤

4.6.2 结果与讨论

4.7 pH 值对氨氮吸附性能的影响

4.7.1 试验步骤

4.7.2 结果与讨论

4.8 改性沸石吸附氨氮机理研究

4.8.1 吸附等温线的测定方法

4.8.2 试验步骤

4.8.3 结果与讨论

4.9 本章小结

5 宠物猫砂制备工艺研究

5.1 宠物猫砂性能测试与表征方法

5.2 宠物猫砂制备的原料选择

5.2.1 改性沸石

5.2.2 膨润土

5.2.3 粘结剂

5.2.4 无机除臭剂、杀菌剂

5.2.5 染色剂和芳香剂

5.3 宠物猫砂圆盘造粒机造粒试验

5.3.1 造粒原料及仪器设备

5.3.2 造粒机理

5.3.3 造粒流程

5.3.4 圆盘造粒机有关参数的选择

5.3.5 造粒配料方案选择及优化

5.4 宠物猫砂螺旋加压挤出造粒试验

5.4.1 造粒原料及仪器设备

5.4.2 造粒配料方案

5.4.3 造粒流程

5.4.4 结果与讨论

5.5 宠物猫砂对辊挤出造粒试验

5.5.1 造粒原料及仪器设备

5.5.2 造粒配料方案

5.5.3 造粒流程

5.5.4 结果与讨论

5.6 市场同类猫砂性能对比试验

5.7 特殊性能宠物猫砂的制备

5.8 宠物猫砂应用实例

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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