一種物理防垢納米復合材料陶瓷球粒的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于物理方法防垢技術，具體是一種納米復合材料陶瓷球粒的制備方法。
【背景技術】
[0002]水做為熱交換工質，一個很難逾越的障礙就是結垢問題，水垢的質地比較致密，導熱系數低，大大降低傳熱效率(據試驗研宄，0.6毫米的薄垢就可使傳熱效率降低20%以上)。
[0003]近年來，防垢技術和除垢技術都有了長足的進步，可水垢仍是防不勝防，除之不盡。現在工程上常用的防垢、除垢方式有:軟化水法、超聲波水處理法、化學加藥法。
[0004](I)軟化水法:該種水處理方式是通過離子交換或者反滲透的方式除去絕大部分水中的鈣、鎂離子，以防止水垢的形成，由于軟化水法耗水數量大、電耗高，而且要添加各類化學物質，在水量較大的情況下難以承受其成本且由于有廢水排放，對環境也造成較大影響。
[0005](2)超聲波水處理法:超聲波脈沖水處理防垢法是利用超聲波在媒質中傳播時，使媒質產生的受迫振動所形成的一系列超強物理效應來實現防垢與除垢作用的，屬于純物理方式。從工業應用來看，使用效果受到質疑。
[0006](3)化學加藥法:化學加藥法是指向水系統中投入緩蝕劑和阻垢劑，這是目前工程中應用較廣的方法，常用的緩蝕劑和阻垢劑有:六偏磷酸鈉、硫酸鋅、鉬酸鈉、HEDP羥基亞乙基二膦酸、EDTP乙二胺四亞甲基膦酸、聚丙烯酸等。投藥法防垢緩蝕的效果較好，可同時投加殺菌滅藻的藥劑，對冷卻水系統來說，是一種理想的水處理方式，但存在著運行成本較高，耗水嚴重、環境污染、維護成本高等缺點。
[0007]因此，以上各種防垢、除垢方法均存在各自的不足。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是克服上述【背景技術】中的不足，提供一種物理防垢納米復合材料陶瓷球粒的制備方法，該方法工藝簡單、成本不高，制得的納米復合材料陶瓷球粒應能有效防止水垢產生，并能有效去除積垢。
[0009]本發明的技術方案是:一種物理防垢的納米復合材料陶瓷球粒的制備方法，包括以下步驟:
[0010]I)準備下列重量份的材料:20-85份的電氣石、10-40份的高嶺土、1_8份的輕稀土、3-27份的銅鋅合金；
[0011 ] 2)將所述材料分別加工成粒徑為100-900nm的粉末；
[0012]3)將所述粉末均勻混合后造成粒徑為2-5mm的球粒；
[0013]4)將所述球粒在700-1100°C的溫度條件下燒結0.1_5小時，然后在45_100°C的溫度條件下保溫4-24小時。
[0014]所述銅鋅合金中含有15-40%的 Cu、2.5-30%的 Ζη、2.5-8%的 N1、2.5-8%的 Sn，其余是雜質。
[0015]所述輕稀土含有La元素、Ce元素、Nd元素。
[0016]所述電氣石的鐵含量小于1.5%。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018]將本發明制得的陶瓷球粒放入水箱內部，能夠使水體系的pH值、表面張力等發生改變，抑制水中的(Mg)CaCO3在析出結晶過程中生成方解石晶核，使得從水析出的晶粒中形成硬垢的方解石晶粒所占比例減少，文石、球霰石晶粒所占的比例增加，阻止方解石晶粒聚集形成堅實的硬垢，使文石、球霰石聚集形成軟垢體從而不使垢附著于管壁、器壁。經本產品激活的水還有除垢效果，能將已附著于管壁、器壁的舊垢漸次變得松軟、逐步剝落，直至逐漸去除積垢。此外，本發明的制作工藝簡單，原材料來源廣，因而成本不高。
【附圖說明】
[0019]圖1是實施例中原水水垢的5000倍晶體結構放大照片。
[0020]圖2是實施例中循環水水垢的5000倍晶體結構放大照片。
【具體實施方式】
[0021]長期以來，人們對水垢的形成與預防進行了大量的研宄。對水垢的化學組成分析表明，水垢主要是由難溶鹽組成，其中又以難容的鈣鹽為主。主要形式由碳酸鈣、磷酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇等不溶性的鹽，而碳酸鈣是難溶鹽中存在最廣泛的水垢。
[0022]結晶學認為=(Mg)CaCO3屬同質多晶型晶體，結晶過程中受環境參數、操作條件以及雜質等影響，能夠生成方解石、文石和球霰石三種晶型的結晶體。(Mg)CaCO3方解石晶體屬三方晶系，形成晶胞為鈍棱面體、質地堅硬的結晶體一即硬垢。文石晶型為斜方雙錐型、球霰石為復三方雙錐晶體結構，它們結晶生成的晶體呈針狀或球狀，質地松軟，在水中的溶解度低，大部分生成水渣(即軟垢)。
[0023]促成水中(Mg)CaCO3結晶的晶型為文石、球霰石，是生成軟垢的基本條件。碳酸鈣水溶液中碳酸鈣水垢結晶形貌、晶型、晶體結構受水的表面張力、PH值、活性、締合度環境因素的影響，調節這些環境因素，可以有效地控制水垢晶體的生長形態，也就能實現在水系統中阻垢、防垢的目的。
[0024]鑒于上述認識，發明人研宄并提供了含有銅鋅合金的納米復合材料陶瓷球粒的制作方法，利用獲得的納米復合材料陶瓷球粒進行物理防垢和除垢。
[0025]以下對本發明作進一步說明，但本發明并不局限于以下實施例。
[0026]實施例1
[0027]一種物理防垢的納米復合材料陶瓷球粒，其中包括的成分和重量份如下:
[0028]45份的電氣石(所述電氣石的鐵含量小于1.5% ) ;30份的高嶺土 ；5份的輕稀土(含有La元素、Ce元素、Nd元素)；20份的銅鋅合金(含有15-40%的Cu、2.5_30%的Zn、2.5-8 % 的 N1、2.5-8 % 的 Sn)。
[0029]一種物理防垢的納米復合材料陶瓷球粒的制備方法，包括以下步驟:
[0030]I)準備下列重量份的材料:
[0031]45份的電氣石(所述電氣石的鐵含量小于1.5%) ;30份的高嶺土；5份的輕稀土(含有La元素、Ce元素、Nd元素)；20份的銅鋅合金(含有15-40%的Cu、2.5_30%的Zn、2.5-8 % 的 N1、2.5-8 % 的 Sn)；
[0032]2)將所述材料分別加工成的粉末:
[0033]電氣石粉末的粒徑為900nm，高嶺土粉末的粒徑為800nm，輕稀土粉末的粒徑為800nm，銅鋅合金粉末的粒徑為900nm ；
[0034]3)將上述粉末均勾混合，并造成球粒(粒徑為4mm)。
[0035]4)將前述球粒在微波燒結爐中燒結，燒結溫度1000°C。
[0036]5) 100°C下保溫12小時，制成納米復合材料陶瓷球粒。
[0037]實施例2
[0038]一種物理防垢的納米復合材料陶瓷球粒，其中包括的成分和重量份如下:
[0039]55份的電氣石(所述電氣石的鐵含量小于1.5%) ;10份的高嶺土；8份的輕稀土(含有La元素、Ce元素、Nd元素)；27份的銅鋅合金(含有15-40%的Cu、2.5_30%的Zn、2.5-8 % 的 N1、2.5-8 % 的 Sn)。
[0040]一種物理防垢的納米復合材料陶瓷球粒的制備方法，包括以下步驟:
[0041]I)第一步、準備下列重量份的材料:
[0042]55份的電氣石(所述電氣石的鐵含量小于1.5%) ;10份的高嶺土；8份的輕稀土(含有La元素、Ce元素、Nd元素)；27份的銅鋅合金(含有15-40%的Cu、2.5_30%的Zn、2.5-8 % 的 N1、2.5-8 % 的 Sn)；
[0043]2)將所述材料分別加工成的粉末:電氣石粉末的粒徑為400nm，高嶺土粉末的粒徑為900nm，輕稀土粉末的粒徑為900nm，銅鋅合金粉末的粒徑為400nm ；
[0044]3)將上述粉末均勾混合，并造成球粒(粒徑為5mm)。
[0045]4)將前述球粒在微波燒結爐中燒結，燒結溫度1100°C。
[0046]5)80°C下保溫24小時，制成納米復合材料陶瓷球粒。
[0047]實施例3
[0048]一種物理防垢的納米復合材料陶瓷球粒，其中包括的成分和重