一种微孔过滤净化石及其制备方法技术领域
本发明涉及液体或气体的过滤净化领域，具体涉及一种微孔过滤净化石及其制备
方法。
背景技术
过滤介质是指凡能使工作介质通过又将其中固体颗粒或液滴截留以达到分离或
净化目的的多孔物。工业上常用的过滤介质有：(1)编织材料，由天然或合成纤维、金属丝等
编织而成的滤布和滤网，是工业生产中最常用的过滤介质。此类材料价格便宜，清洗和更换
方便，可截留的最小粒径为5-65μm；(2)多孔性固体，包括素瓷、烧结金属或玻璃，或由塑料
细粉粘结而成的多孔性塑料管等。此类材料可截留的最小粒径为1-3μm，常用于处理含有少
量微小颗粒的悬浮液；(3)堆积介质，如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料，或玻璃棉等
非编织纤维的堆积层。一般用于处理固体含量很少的悬浮液，如城市给水和待净化的糖液
等。
选择过滤介质时，要考虑悬浮液中固体颗粒的含量，颗粒大小的分布范围，过滤介
质对滤液澄清程度的影响和过滤速率，此外还要涉及过滤设备的选型、滤液的腐蚀性及过
滤操作的温度、压力等因素。作为水产养殖以及气体的过滤净化则多选用多孔性固体，而目
前市面上的此类过滤介质多采用陶瓷材料等制备，由于陶瓷粉末自身材料性质所致，其颗
粒尺寸较小，颗粒之间的孔隙紧密，经高温熔化的陶瓷粉末，会使空隙之间几乎全部粘合在
一起，所形成的过滤介质孔隙范围难以控制，制备不同尺寸范围的过滤介质难度较大，因此
通常采用陶瓷材料制备出来的产品孔径尺寸范围小，基本分布在1-10μm之间，可过滤净化
的范围窄，无法对各种不同水质的污水进行净化处理，且其过滤净化效果不高。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种微孔过滤净化石及其制备
方法，本发明的微孔过滤净化石的结构中均匀分布结构孔，不仅可过滤净化液体中的杂质，
还可以过滤气体中的杂质，其吸附力强，且孔径尺寸范围大，净化效果好。
本发明所采用的技术方案为：
一种微孔过滤净化石，包括以下重量份的原料制成：
砂70-85份、矿石粉14-20份、粘合剂粉1-2份、水1.656-1.84份，所述砂的熔点大于
所述矿石粉的熔点，所述粘合剂粉为水溶性粘合剂。
本发明的微孔过滤净化石以熔点大于1723℃的砂为主料，以熔点小于主料的矿石
粉为辅料，先通过水溶性的粘合剂将主料和辅料粘接成型后，再在特定温度下将辅料熔融
做为粘接辅料来进一步粘接主料并形成微孔过滤净化石的结构孔，在上述配比下可使得本
发明的微孔过滤净化石的孔径范围控制在5-1000μm之间，有效扩大了其过滤净化的范围。
本发明采用上述材料进行科学的配比使得结构孔孔径尺寸可调节范围大，克服了
传统采用陶瓷等材料制备的多孔性固体过滤介质过滤范围窄的缺陷，本发明的微孔过滤净
化石不仅可以过滤液体工作介质，还可以过滤气体工作介质，本发明的微孔过滤净化石强
度高、耐腐蚀、耐高温，根据过滤需求可制备为多种适用的形状，其通用性高、吸附力强、除
杂率高，孔隙尺寸可调整。
优选地：所述砂的熔点为2000-3000℃，所述矿石粉的熔点为800-1785℃。
优选地：所述砂石为白刚玉、碳化硅、刚玉砂或石英砂中的一种或几种，若为几种
时，以任意比例混合。
为了进一步的增加本发明的过滤效果，提高微孔过滤净化石的稳定性，降低其制
备难度，选用熔点为2000-2030℃的白刚玉、熔点大于2700℃的碳化硅、熔点约为2050℃的
刚玉砂、熔点约为1750℃的石英砂中的一种或以任意比例混合的几种作为微孔过滤净化石
的主料，如此可扩大主料与辅料熔点之间的范围，更好掌控成品的孔径大小。
优选地：所述砂和矿石粉的粒径均小于0.5mm。
优选地：所述矿石粉为高岭土粉、长石粉、滑石粉、沸石、火山石或麦饭石中的一种
或几种。若为几种时，以任意比例混合。
进一步地：所述矿石粉包括3-4重量份的高岭土粉、14-75重量份的长石粉和3-4重
量份的滑石粉。
3-4重量份的高岭土粉、14-75重量份的长石粉和3-4重量份的滑石粉组成的矿石
粉在后续的熔融阶段更易于将主料粘接牢固，且对杂质吸附力强，过滤效果好。
优选地：所述粘合剂为淀粉、糊精、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的一种或几种，若
为几种时，以任意比例混合。
一种微孔过滤净化石的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的砂、矿石粉和粘合剂粉搅拌均匀后，加入上述重量份的水混合
搅拌，得混合浆料；
(2)将所述混合浆料置入模具中成型，得石坯；
(3)将所述石坯烧制成型，即得所述微孔过滤净化石。
优选地：所述石坯为球形、盘形或圆柱形。
优选地：当所述矿石粉为3-4重量份的高岭土粉、14-75重量份的长石粉和3-4重量
份的滑石粉时，步骤(3)中所述烧制的温度为1250-1380℃。
3-4重量份的高岭土粉、14-75重量份的长石粉和3-4重量份的滑石粉组成的矿石
粉在后续的熔融阶段更易于将主料粘接牢固，且对杂质吸附力强，过滤效果好。本发明选用
1250-1380℃的烧制温度是因为作为主料的砂其熔点大于1723℃，作为辅料的高岭土粉熔
点约为1785℃；长石粉熔点在1100-1300℃之间；滑石粉熔点约为800℃，当烧制温度为
1250-1380℃时，辅料可以部分熔融，并与粘结剂粉混溶在一起，从而有效将作为主料的砂
石牢固粘接在一起，同时，在上述配方的基础上，又能保证熔融的辅料不至于完全填充至砂
与砂之间的孔隙，因此形成要求尺寸的结构孔，实现大范围的过滤净化功能。
进一步地：步骤(3)中所述烧制的温度为1300℃。
当选用1300℃的烧制温度时，砂石之间的结合度最为牢固，且所制得的结构孔的
孔径尺寸最为常用。
一种装填有所述微孔过滤净化石的净水装置，包括储水器，所述储水器的底部设
置有过滤通孔，所述微孔过滤净化石固定密封在所述过滤通孔内。
一种装填有所述微孔过滤净化石的空气净化装置，空气净化装置上设有出气口，
所述微孔过滤净化石密封设置在所述空气净化装置的出气口处。
白刚玉：人造磨料的一种，三氧化二铝(Al2O3)含量在99％以上，并含有少量氧化
铁、氧化硅等成分，呈白色。突出的特点是晶体尺寸小耐冲击，颗粒多为球状颗粒，表面干
洁，易于结合剂结合。
碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原
料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。碳化硅又称碳硅
石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以
称为金钢砂或耐火砂。目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均
为六方晶体，比重为3.20-3.25，显微硬度为2840-3320kg/mm2。
刚玉砂是可将任何工件的粗糙表面打磨精细，是最经济实惠的磨料之一。这种尖
锐有菱角的人工合成磨料具有仅次于金刚石的硬度，尤其适合对铁质污染有严格要求时使
用。
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一
种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。石英砂的颜色为乳白
色、或无色半透明状，莫氏硬度7。广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔
剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业。
高岭土，别称白云土、白云土、观音土、陶土、阁土粉，是一种非金属矿产，是一种以
高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。因呈白色而又细腻，又称白云土。其质纯的高岭土
呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。其矿物成分主要由高岭
石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成。高岭土用途十分广泛，主要
用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑
料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工
业部门。
长石粉即长石的粉末，英文名称为(Feldspar powder)，长石是钾、钠、钙、钡等碱
金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，晶体结构属架状结构。其主要成份为SiO2、Al2O3、K2O、
Na2O、CaO等。
滑石粉英文名为(PULVISTALCI)，为白色或类白色、微细、无砂性的粉末，主要成分
是滑石含水的硅酸镁，分子式为Mg3[Si4O10](OH)2。手摸有油腻感，无臭、无味，在水、稀矿酸
或稀氢氧化碱溶液中均不溶解。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用上述材料进行科学的配比使得其孔径尺寸可调节范围大，克服了传
统采用陶瓷等材料制备的多孔性固体过滤介质过滤范围窄的缺陷，本发明的微孔过滤净化
石不仅可以过滤液体工作介质，还可以过滤气体工作介质，本发明的微孔过滤净化石强度
高、耐腐蚀、耐高温，根据过滤需求可制备为多种适用的形状，其通用性高、吸附力强、除杂
率高，孔隙尺寸可调整；
2、本发明先通过水溶性的粘合剂将混合均匀的主料和辅料粘接并制模，然后将熔
点大于1723℃的砂石，熔点约为1785℃的高岭土粉、熔点在1100—1300℃之间的长石粉、熔
点约为800℃的滑石粉进行混合烧制，当烧制温度为1250-1380℃时，辅料可以熔融，并与粘
结剂混溶在一起，从而有效将作为主料的砂石牢固粘接在一起，并形成结构孔，实现孔径可
调的过滤净化功能；
3、本发明的微孔过滤净化石坚固耐用、散气性好、过滤性强，不仅可以过滤净化水
质；用于污水处理厂还能曝气充氧，防止大颗粒泥沙沉积，起到作用的搅拌，并可去除部分
有机物；用于水产养殖场时还可未富营养水体环境增氧，为生物培养增氧；用于水族箱时，
配合净水器使用，过滤净化水质，起到臭氧杀菌和增氧的作用；用于空气净化时，可有效吸
附粉尘等杂质，吸附力强。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限
于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均
可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规
方法。
实施例1
一种微孔过滤净化石，包括以下重量份的原料制成：
粒径为0.5mm的白刚玉85份；粒径为0.5mm的矿石粉14份，其中矿石粉由3重量份的
高岭土粉、14重量份的长石粉和3重量份的滑石粉组成；淀粉1份和水1.656份。
一种微孔过滤净化石的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的砂、矿石粉和粘合剂粉搅拌均匀后，加入上述重量份的水混合
搅拌，得混合浆料；
(2)将所述混合浆料置入球形模具中成型，得石坯；
(3)将所述石坯先经晾置之后，再在1250℃的温度下烧制成型，并产生能够流通液
体或气体，且孔径为1000μm的结构孔，得所述微孔过滤净化石。
实施例2
一种微孔过滤净化石，包括以下重量份的原料制成：
粒径为0.154mm的碳化硅80份；粒径为0.154mm的矿石粉16份，其中矿石粉由3重量
份的高岭土粉、30重量份的长石粉和3重量份的滑石粉组成；糊精1份和水1.68份。
一种微孔过滤净化石的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的砂、矿石粉和粘合剂粉搅拌均匀后，加入上述重量份的水混合
搅拌，得混合浆料；
(2)将所述混合浆料置入盘形的模具中成型，得石坯；
(3)将所述石坯先经晾置之后，再在1280℃的温度下烧制成型，并产生能够流通液
体或气体，且孔径为800μm的结构孔，得所述微孔过滤净化石。
实施例3
一种微孔过滤净化石，包括以下重量份的原料制成：
粒径为0.05mm的刚玉砂70-85份；粒径为0.05mm的矿石粉15份，其中矿石粉由3.5
重量份的高岭土粉、50重量份的长石粉和3.5重量份的滑石粉组成；聚乙烯醇1.5份和水1.7
份。
一种微孔过滤净化石的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的砂、矿石粉和粘合剂粉搅拌均匀后，加入上述重量份的水混合
搅拌，得混合浆料；
(2)将所述混合浆料置入球形、盘形或圆柱形的模具中成型，得石坯；
(3)将所述石坯先经晾置之后，再在1300℃的温度下烧制成型，并产生能够流通液
体或气体，且孔径为300μm的结构孔，得所述微孔过滤净化石。
实施例4
一种微孔过滤净化石，包括以下重量份的原料制成：
粒径为0.0385mm的石英砂80份；粒径为0.0385mm的矿石粉14-20份，其中矿石粉由
4重量份的高岭土粉、75重量份的长石粉和4重量份的滑石粉组成；羧甲基纤维素2份和水
1.78份。
一种微孔过滤净化石的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的砂、矿石粉和粘合剂粉搅拌均匀后，加入上述重量份的水混合
搅拌，得混合浆料；
(2)将所述混合浆料置入球形、盘形或圆柱形的模具中成型，得石坯；
(3)将所述石坯先经晾置之后，再在1350℃的温度下烧制成型，并产生能够流通液
体或气体，且孔径为50-100μm的结构孔，得所述微孔过滤净化石。
实施例5
一种微孔过滤净化石，包括以下重量份的原料制成：
粒径为0.015mm，且以等比例混合的白刚玉、碳化硅、刚玉砂和石英砂85份；粒径为
0.015mm的矿石粉14-20份，其中矿石粉由4重量份的高岭土粉、70重量份的长石粉和4重量
份的滑石粉组成；以等比例混合的淀粉、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素1-2份；水1.656-
1.84份。
一种微孔过滤净化石的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述重量份的砂、矿石粉和粘合剂粉搅拌均匀后，加入上述重量份的水混合
搅拌，得混合浆料；
(2)将所述混合浆料置入球形、盘形或圆柱形的模具中成型，得石坯；
(3)将所述石坯先经晾置之后，再在1380℃的温度下烧制成型，并产生能够流通液
体或气体，且孔径为5μm的结构孔，得所述微孔过滤净化石。
本发明还提供了一种装填有所述微孔过滤净化石的净水装置，包括储水器，所述
储水器的底部设置有过滤通孔，所述微孔过滤净化石固定密封在所述过滤通孔内。
一种装填有所述微孔过滤净化石的空气净化装置，空气净化装置上设有出气口，
所述微孔过滤净化石密封设置在所述空气净化装置的出气口处。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参
照较佳实施例对本发明进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施
方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。