專(zhuān)利名稱(chēng)：利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生態(tài)環(huán)境材料中固體廢棄物的綜合利用，尤其是指一種利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法。
背景技術(shù)：
氧化鋁耐磨瓷球具有硬度高、密度大、磨損率小、耐腐蝕等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于陶瓷材料、電子材料、磁性材料以及涂料、化妝品、食品等行業(yè)的粉磨加工工程，是市場(chǎng)銷(xiāo)量最大的一種研磨介質(zhì)材料。常規(guī)氧化鋁耐磨瓷球生產(chǎn)中采用工業(yè)氧化鋁為主要原料，其成本較高，活性較低，不利于固相反應(yīng)和燒結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法，它用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥取代工業(yè)氧化鋁制備氧化鋁耐磨瓷球，不僅大大降低了生產(chǎn)成本，而且有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和變廢為寶的雙重目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣構(gòu)成的，其特征在于(1)采用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥、粘土、碳酸鋇、滑石為原料進(jìn)行制備，其原料配方為經(jīng)高溫煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥60～80％，粘土10～30％，滑石粉2～11％，碳酸鋇2～9％；(2)采用下述工藝步驟進(jìn)行制備a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1200℃以上的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)1.5～2.0份、水0.9～1.2份的比例投入球磨機(jī)，研磨15～20小時(shí)，得到漿料；c.將漿料干燥脫水，制成粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成半成品坯體；e.將半成品坯體烘干至含水率≤1％后，置于高溫爐中1370～1450℃煅燒，在燒成溫度保溫2～4小時(shí)后?；?，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
本發(fā)明中原料配方的主要原料是鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥，粘土是用來(lái)調(diào)節(jié)泥料的可塑性，滑石和碳酸鋇是助熔劑。此外，為使組成穩(wěn)定，并防止因污泥脫水產(chǎn)生的收縮而開(kāi)裂，在上述a步驟中必須先將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1200℃以上的高溫煅燒，使其原先含有的γ-AlOOH、Al(OH)3轉(zhuǎn)化為性能穩(wěn)定的α-Al2O3。
較之已有技術(shù)而言，本發(fā)明利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法不僅大大降低了生產(chǎn)成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而且有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和變廢為寶的雙重目的。通過(guò)本發(fā)明方法制造的氧化鋁耐磨瓷球，其Al2O3的含量在68～82％之間，且具有下列性能密度3.105～3.289g/cm3，抗折強(qiáng)度117～146MPa，吸水率0.032～0.351％，磨損率0.441～0.855‰/h。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的特征在于(1)采用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥、粘土、碳酸鋇、滑石為原料進(jìn)行制備，其原料配方為經(jīng)高溫煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥60～80％，粘土10～30％，滑石粉2～11％，碳酸鋇2～9％；(2)采用下述工藝步驟進(jìn)行制備a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1200℃以上的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)1.5～2.0份、水0.9～1.2份的比例投入球磨機(jī)，研磨15～20小時(shí)，得到漿料；c.將漿料干燥脫水，制成粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成半成品坯體；e.將半成品坯體烘干至含水率≤1％后，置于高溫爐中1370～1450℃煅燒，在燒成溫度保溫2～4小時(shí)后停火，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
上述步驟c中先用120-200目的篩網(wǎng)將研磨后的漿料過(guò)濾后，再進(jìn)行干燥脫水。
上述步驟d中所述的成型方法采用液壓成型機(jī)壓制的方法、或采用可塑法、或采用注漿法、或采用其它常規(guī)方法。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行具體說(shuō)明。
實(shí)施例1利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥，粘土，滑石和碳酸鋇為原料制備耐磨瓷球，其原料配方如下1300℃煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥67％，粘土20％，碳酸鋇9％，滑石粉4％，燒成溫度1380℃，保溫時(shí)間3小時(shí)。
制備步驟a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1300℃的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)1.5份、水0.9份的比例投入球磨機(jī)，研磨20小時(shí)，得到漿料；c.用200目的篩網(wǎng)將研磨后的漿料過(guò)濾后，再將漿料干燥脫水，制成含水率為5％～7％的粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成直徑為20～100mm不同規(guī)格的半成品坯體；e.將半成品坯體在100℃的溫度下烘干至含水率≤1％后，置于1380℃的高溫爐中煅燒，在最高燒成溫度保溫3小時(shí)，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
制得的耐磨瓷球中氧化鋁含量約為73％。
性能密度3.249g/cm3，抗折強(qiáng)度123MPa，吸水率0.059％，磨損率0.562‰/h。
晶相主晶相為α-Al2O3，次晶相為莫來(lái)石，鎂鋁尖晶石。
實(shí)施例2利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥，粘土，滑石和碳酸鋇為原料制備耐磨瓷球，其原料配方如下1200℃煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥80％，粘土10％，滑石粉2％，碳酸鋇8％，燒成溫度1450℃，保溫時(shí)間2小時(shí)。
制備步驟a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1200℃的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)2.0份、水1.2份的比例投入球磨機(jī)，研磨15小時(shí)，得到漿料；c.用120目的篩網(wǎng)將研磨后的漿料過(guò)濾后，再將漿料干燥脫水，制成含水率為5％～7％的粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成直徑為20～100mm不同規(guī)格的半成品坯體；e.將半成品坯體在100℃的溫度下烘干至含水率≤1％后，置于1450℃的高溫爐中煅燒，在最高燒成溫度保溫2小時(shí)，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
制得的耐磨瓷球中氧化鋁含量約為82％。
性能密度3.271g/cm3，抗折強(qiáng)度146MPa，吸水率0.351％，磨損率0.697‰/h。
晶相主晶相為α-Al2O3，次晶相為莫來(lái)石，鎂鋁尖晶石。
實(shí)施例3利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥，粘土，滑石和碳酸鋇為原料制備耐磨瓷球，其原料配方如下1300℃煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥60％，粘土30％，滑石粉8％，碳酸鋇2％，燒成溫度1370℃，保溫時(shí)間2.5小時(shí)。
制備步驟a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1300℃的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)1.8份、水1.0份的比例投入球磨機(jī)，研磨18小時(shí)，得到漿料；c.用180目的篩網(wǎng)將研磨后的漿料過(guò)濾后，再將漿料干燥脫水，制成含水率為5％～7％的粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成直徑為20～100mm不同規(guī)格的半成品坯體；e.將半成品坯體在100℃的溫度下烘干至含水率≤1％后，置于1370℃的高溫爐中煅燒，在最高燒成溫度保溫2.5小時(shí)，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
制得的耐磨瓷球中氧化鋁含量約為68％。
性能密度3.105g/cm3，抗折強(qiáng)度117MPa，吸水率0.032％，磨損率0.624‰/h。
晶相主晶相為α-Al2O3，次晶相為莫來(lái)石，鎂鋁尖晶石。
實(shí)施例4利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥，粘土，滑石和碳酸鋇為原料制備耐磨瓷球，其原料配方如下1300℃煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥69％，粘土18％，滑石粉11％，碳酸鋇2％，燒成溫度1390℃，保溫時(shí)間3小時(shí)。
制備步驟a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1300℃的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)2.0份、水1.2份的比例投入球磨機(jī)，研磨16小時(shí)，得到漿料；c.用200目的篩網(wǎng)將研磨后的漿料過(guò)濾后，再將漿料干燥脫水，制成含水率為5％～7％的粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成直徑為20～100mm不同規(guī)格的半成品坯體；e.將半成品坯體在100℃的溫度下烘干至含水率≤1％后，置于1390℃的高溫爐中煅燒，在最高燒成溫度保溫3小時(shí)，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
制得的耐磨瓷球中氧化鋁含量約為70％。
性能密度3.249g/cm3，抗折強(qiáng)度128MPa，吸水率0.078％，磨損率0.663‰/h。
晶相主晶相為α-Al2O3，次晶相為莫來(lái)石，鎂鋁尖晶石。
上述實(shí)施例中所采用的高溫煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥的化學(xué)組成(重量百分?jǐn)?shù))為SiO2為3.6％，Al2O3為94.11％，F(xiàn)e2O3為0.42％，CaO為0.74％，MgO為0.57％，K2O為0.05％，Na2O為0.52％；粘土化學(xué)組成為SiO2為48.67％，Al2O3為35.59％，F(xiàn)e2O3為0.39％，TiO2為0.14％，CaO為0.22％，MgO為0.22％，K2O為1.13％，Na2O為0.01％，燒失量為13.52％；滑石化學(xué)組成為SiO2為60.44％，Al2O3為1.19％，F(xiàn)e2O3為0.14％，CaO為3.10％，MgO為29.02％，燒失量為5.32％；碳酸鋇為工業(yè)純?cè)稀?br> 此外，上述的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥在高溫煅燒前主要含有γ-AlOOH、Al(OH)3和無(wú)定形體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)，粒子在0.1～1μm之間，粘土粒度為180～200目，滑石粉粒度為180～200目。
權(quán)利要求
1.一種利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法，其特征在于(1)采用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥、粘土、碳酸鋇、滑石為原料進(jìn)行制備，其原料配方為經(jīng)高溫煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥60～80％，粘土10～30％，滑石粉2～11％，碳酸鋇2～9％；(2)采用下述工藝步驟進(jìn)行制備a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)1200℃以上的高溫煅燒；b.按上述配方取原料混合后，將混合后的原料按照混合料1份、研磨介質(zhì)1.5～2.0份、水0.9～1.2份的比例投入球磨機(jī)，研磨15～20小時(shí)，得到漿料；c.將漿料干燥脫水，制成粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成半成品坯體；e.將半成品坯體烘干至含水率≤1％后，置于高溫爐中1370～1450℃煅燒，在燒成溫度保溫2～4小時(shí)后?；?，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法，其特征在于上述步驟c中先用120-200目的篩網(wǎng)將研磨后的漿料過(guò)濾后，再進(jìn)行干燥脫水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法，其特征在于上述步驟d中所述的成型方法采用液壓成型機(jī)壓制成型的方法、或采用可塑法、或采用注漿法、或采用其它常規(guī)方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥制備氧化鋁耐磨瓷球的方法，其特征在于(1)采用經(jīng)高溫煅燒后的鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥、粘土、碳酸鋇、滑石為原料進(jìn)行制備；(2)采用下述工藝步驟進(jìn)行制備a.將鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥經(jīng)過(guò)高溫煅燒；b.取原料混合后，將混合后的原料與研磨介質(zhì)和水投入球磨機(jī)研磨，得到漿料；c.將漿料干燥脫水，制成粉料；d.將粉料經(jīng)過(guò)成型，制成半成品坯體；e.將半成品坯體烘干，置于高溫爐中煅燒，保溫，自然冷卻至室溫，即可制得氧化鋁耐磨瓷球。本發(fā)明用鋁型材廠(chǎng)工業(yè)污泥取代工業(yè)氧化鋁制備氧化鋁耐磨瓷球，不僅大大降低了生產(chǎn)成本，而且有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和變廢為寶的雙重目的。
文檔編號(hào)C04B35/64GK1793007SQ200510019989
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者吳任平, 阮玉忠, 于巖, 張?zhí)烊?申請(qǐng)人:福州大學(xué)