沸石猫砂的制作方法

猫砂作为一种环保的宠物用品，其需求量随着人们的生活水平提高不断增加。现在市场上常见的猫砂产品有很多种，但以膨润土为原料的猫砂产品仍然占据着猫砂市场的最大份额。现在市场上猫砂产品（膨润土猫砂）的应用指标一般要求为：外观为白色或灰色、彩色或复合彩色，产品含水率≤8%，容重＜0.8，粒度一般在0.5~4mm，吸水率＞340%，结团强度＞800g，崩坏率＜5%。

国内的膨润土猫砂产品，其吸水性能和结团性能已经有了很大的提高，与进口猫砂产品不相上下，但在除臭性方面却远远低于进口产品的指标，其性能一直没有得到改善和发展。

为了解决国内膨润土猫砂产品除臭性能不佳这一难题，本文拟采用在猫砂配方中加入吸附氨氮性能优良的天然斜发沸石，并预先对斜发沸石进行活化和改性处理以最大限度提高其吸附氨氮性能（除臭能力）。在此基础上，通过试验研究确定猫砂配方和各项造粒工艺参数，开发出一种新型的矿物猫砂，具有优良的吸水性、除臭性和结团能力，在各项性能指标上均能达到或者超过进口产品，使猫砂高端产品国有化，创造经济效益。

为了揭开进口猫砂除臭性能优良的神秘面纱，我们对进口猫砂产品进行了剖析和研究，其X射线衍射结果显示：该猫砂产品中含有丝光沸石7.7%，斜长石24.2%，蒙脱石40.70%，方英石22.40%。进口猫砂产品中含有Zeolite成分，其优良的除臭性能极有可能与这部分沸石成分有关。这也可以验证我们研究思路和方向的正确性，因此开发出性能更为优良的沸石猫砂产品是可能的，也是可行的。

沸石猫砂研究的内容及意义

从天然沸石的矿物学研究开始入手，结合天然沸石的特有性质，对天然沸石进行改性和改型处理，并对其改性结果进行测试和表征。在此基础上，利用改性后的沸石作为原料制备宠物猫砂，开发一种新型的环保矿物型猫砂，该产品具有较好的吸水性、长效除臭性和环境效应。

通过查阅天然沸石改性以及猫砂制备相关的文献和研究成果，认为主要存在以下关键技术问题需要解决：

(1)  天然沸石原矿的组成结构分析以及性能测试；

(2)  天然沸石最佳磨矿方法和磨矿时间的确定，以及沸石改性时最佳粒度的选择；

(3)  沸石改性方法的选择，活化条件的控制以及改性药剂、改性工艺参数的选择和优化；

(4)  天然沸石改性后性能的表征及若干参数的优化；

(5)  沸石作为原料制备宠物猫砂配方的确定，猫砂造粒时工艺参数的选择和优化问题，猫砂产品性能的测试方法和评价指标。

本文的意义在于：

(1)对天然沸石的组成结构和性质进行研究，利用焙烧活化和离子交换等改性手段对天然沸石进行改性（改型）处理。提高其吸附能力，尤其是去除氨氮的能力，进而确定天然沸石改性的最佳工艺参数和条件。这部分研究成果不但可以用于制备宠物猫砂产品，而且可以在开发沸石滤料产品时作为基础数据提供参考，加快了后续产品的开发进程，极大地减少了测试和研究的投入。

(2) 提出了一种新型猫砂产品的制备工艺，合理优化猫砂的配方，针对现有猫砂产品除臭性能不佳的问题，将经过改性处理的天然斜发沸石作为猫砂配料，生产一种新型的环保矿物型猫砂。该猫砂在各项性能指标，尤其是除臭性上超过国内同类产品，达到或者超过进口猫砂产品，解决了国内猫砂产品除臭性能一直无法提高的难题，使高端猫砂产品国有化，降低其生产成本，具有极佳的市场价值和现实意义。

市场同类猫砂性能对比试验

为了确定本文方法所制备猫砂的质量水平，与现在市场上常用的膨润土猫砂以及国外进口的猫砂进行对比试验，主要测试其吸氨量、吸水率、吸水速度、结团强度、容重及pH等方面的性能指标。其中，猫砂的吸水速度用其饱和吸附时间来表征，饱和吸附时间越短，说明其吸水速度越快。试验结果见表1，表中QZ代表圆盘造粒球状猫砂，JY代表加压挤出造粒的光滑棒条状猫砂，DG代表对辊挤出造粒的粗糙棒条状猫砂。

表1 市场同类猫砂性能对比试验

Tab.1 Comparative test of similar products

从表中的结果可以得出以下结论：

(1)  圆盘造粒球状猫砂与国内的膨润土猫砂相比较，其吸氨量和吸水率均高于膨润土猫砂，其吸水速度是膨润土猫砂的2倍，结团强度也较高；与国外同类猫砂相比较，吸氨量略高于国外猫砂，吸水率比国外猫砂低8%，但吸水速度比国外猫砂产品要快。

(2)  加压挤出造粒光滑棒条状猫砂与国内膨润土猫砂相比较，其各项指标均高于膨润土猫砂；与国外猫砂相比较，除吸水率之外，其它指标均能达到或超过国外猫砂产品。

(3)  对辊挤出造粒粗糙棒条状猫砂与国内膨润土猫砂以及国外猫砂产品相比，其结果与加压挤出的结果相似，除吸水率外，其它各项指标均能达到或者超过同类产品。

(4)  三种不同形态，不同造粒方法制得的猫砂产品性能横向比较，可以看出加压挤出光滑棒条状猫砂的各项性能均高于其它两种造粒方法，只是吸水速度较其它两种慢，引起这种现象的原因是球状猫砂比棒条状猫砂的比表面积要大，自然吸水速度也快。在实际应用中要根据用户的不同需要来选择不同类型的猫砂。

(5)  从上述结论以及表中的数据可以看出，在猫砂生产中加入改性沸石，可以有效提高猫砂的吸氨量以及猫砂的吸水速度。自制猫砂中所加入的改性沸石含量只占5%，比国外猫砂中沸石的加入量少2%，但其吸附氨氮性能却优于进口沸石，说明沸石的改性是成功的，在提高猫砂除臭性方面也是有效的。这样不仅节约了沸石资源，而且能够降低产品成本。

(6)  用本文制备工艺所制备的猫砂产品，与国内及国外同类型产品相比较，其各项指标均能达到市场要求的标准，有些指标甚至超过国外猫砂产品，而且成本较低，有很好的应用前景。