專利名稱：一種輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填料，尤其是一種輕質(zhì)環(huán)保瓷填料。
背景技術(shù)：
目前，在化工和冶金行業(yè)的反應(yīng)塔中，在焦化煤氣行業(yè)的洗滌脫硫塔中，在工業(yè)水處理過(guò)濾塔和醫(yī)藥行業(yè)的蒸餾水塔中，都需求大量的填料，而且裝填的填料應(yīng)具有耐酸耐堿性、耐急冷急熱性、有濕潤(rùn)吸附能力、比重輕又能抗壓等性能，這些填料可用粘土材料、金屬材料、木料和塑料來(lái)進(jìn)行制造，而目前用粘土材料來(lái)制造的填料不僅具有一定的綜合物理化學(xué)性能，而且它相對(duì)于用金屬材料、木料和塑料制造來(lái)說(shuō)，還具有其制造成本較低，使用壽命較長(zhǎng)的特點(diǎn)，因而用粘土材料制造的填料應(yīng)用較廣，尤其是隨著用經(jīng)過(guò)活化處理后的粘土材料(陶土或瓷土)制造的輕質(zhì)瓷填料迅速發(fā)展，其填料的綜合物理化學(xué)性能有所提高，還具有比重輕，安裝使用方便的特點(diǎn)，因此其輕質(zhì)瓷填料的使用更適合用戶的要求，市場(chǎng)也不斷增大，這些輕質(zhì)瓷填料目前大都以高鎂質(zhì)粘土和造孔劑(如木屑或樹脂等)為主要材料，再加適量的巖粉等混合擠壓高溫?zé)贫?，雖然其輕質(zhì)瓷填料它具有較高的耐急冷急熱性、濕潤(rùn)吸咐能力和一定的耐酸耐堿性、抗壓強(qiáng)度以及比重輕的特點(diǎn)，但它還存在有下列不足之處第一是，因高鎂質(zhì)粘土中含三氧化二鋁量較低，因而其輕質(zhì)瓷填料抗壓強(qiáng)度不高，再是高鎂鋁質(zhì)粘土中含三氧化二鐵較高，其輕質(zhì)瓷填料耐酸耐堿性不穩(wěn)定；第二是，其高鎂質(zhì)粘土所用原材料成本相對(duì)較高，因?yàn)楦哝V質(zhì)粘土原料貯藏量相對(duì)較少，產(chǎn)地分布也不太均，因而其原料價(jià)格較高，甚至還可能出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象，再是造孔劑用樹脂原料價(jià)格高，若用木屑其加入量比例需高達(dá)20-30％，消耗木屑量大，當(dāng)?shù)夭少?gòu)有些困難，為此要么運(yùn)距離去采購(gòu)，增加生產(chǎn)成本，要么在當(dāng)?shù)乜撤淠緛?lái)制取木屑，浪費(fèi)森林資源，不利于環(huán)境保護(hù)；第三是，用上述高鎂質(zhì)粘土和木屑或樹脂等原材料制成的輕質(zhì)瓷填料其燒制時(shí)間要60小時(shí)以上、燒制溫度高達(dá)1300℃，因此需要消耗大量的燃料，增加了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。綜合上述，用高鎂質(zhì)粘土和木屑或樹脂為主要原料等制造的輕質(zhì)瓷填料，雖然它具有一定的物理化學(xué)性能，但它抗壓強(qiáng)度較低，耐酸耐堿性不穩(wěn)定，生產(chǎn)制造成本相對(duì)較高，且浪費(fèi)森林資源，不利于環(huán)境保護(hù)，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
技術(shù)內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中輕質(zhì)瓷填料抗壓強(qiáng)度較低，耐酸耐堿性不穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較高，浪費(fèi)資源和不利于環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題，本發(fā)明在于提供了一種不僅具有相同的耐急冷急熱性和濕潤(rùn)吸咐能力，同時(shí)又有更好的耐酸耐堿穩(wěn)定性和更高的抗壓強(qiáng)度的物理化學(xué)性能，且其生產(chǎn)成本低，能充分利用廢舊物料，節(jié)約資源和有利于環(huán)境保護(hù)的輕質(zhì)環(huán)保瓷填料。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它采用貯藏量豐富；產(chǎn)地多，分布廣的粘土和火力發(fā)電廠大量的廢舊煙子灰為原料混合配制，采用濕法燒制而成，其輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的組分包括粘土、煙子灰，其組分的重量百分比是粘土50-85％，煙子灰15-50％，其化學(xué)成份組成的百分比是二氧化硅65-90％，三氧化二鋁6-12％，三氧化二鐵≤2％，氧化鎂≤21％，氧化鈉≤0.1％，氧化鈣≤2.5％，氧化鉀≤1.8％，二氧化鈦≤0.33％。
所述粘土為普通粘土(也俗稱瓦泥或白泥)，在我國(guó)山東、山西、河南、四川、湖南、江西等大多數(shù)地方貯藏量豐富，價(jià)格也低，以其江西產(chǎn)粘土為例，平均含量為二氧化硅≥69.77％，三氧化二鋁≥3.29％，三氧化二鐵≤1.21％，氧化鎂≤18.93％，氧化鈉≤0.04％，氧化鈣≤0.92％，氧化鉀≤0.07％，二氧化鈦≤0.19％，灼燒減量5.58％。
所述煙子灰是火力發(fā)電廠廢舊物料，其產(chǎn)量大，價(jià)格低，以江西省萍鄉(xiāng)發(fā)電廠煙子灰為例，平均含量為二氧化硅量≥53.3％，三氧化二鋁≥19.6％，雜質(zhì)平均含量三氧化二鐵≤2.41％，氧化鎂≤1.79％，氧化鈉≤0.08％，氧化鈣≤3.41％，氧化鉀≤0.54％，二氧化鈦≤1％，灼燒減量17.86％。
本發(fā)明所述輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的制造方法步驟是1、按粘土50-85％，煙子灰15-50％的配比將其原料加入到球磨機(jī)內(nèi)均勻混碾1小時(shí)，2、混碾后的混合料進(jìn)行磁化處理，去除其內(nèi)的三氧化二鐵，3、在震動(dòng)篩中進(jìn)行過(guò)篩后，送入榨泥機(jī)中榨成半成品填料，4、將上述半成品填料加入到真空煉泥機(jī)中進(jìn)行濕法處理后，輸入到模具中擠出成型，5、將成型的填料送入到烘房中，用液化氣或天然氣加熱方式快速加熱進(jìn)行表面烘干，迅速加熱至300℃時(shí)，保溫2小時(shí)進(jìn)行低溫除濕，繼續(xù)加熱至600-700℃時(shí)，保溫4小時(shí)進(jìn)行鍛燒，再加熱至900-1000℃時(shí)，保溫4小時(shí)進(jìn)行還原，6、而后隨爐冷卻至常溫出爐。
本發(fā)明所述的輕質(zhì)環(huán)保瓷填料經(jīng)檢測(cè)后，其物理化學(xué)性能各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是抗壓強(qiáng)度8-14MPa 吸水率18-35％耐酸度≥99％體積密度0.9-1.8g/cm3耐堿度≥90％熱穩(wěn)定性在220-20℃試驗(yàn)2-3次，樣品無(wú)損壞現(xiàn)象。
本發(fā)明所述輕質(zhì)環(huán)保瓷填料由于在其內(nèi)加入了含有較高含量的三氧化二鋁煙子灰原料，其煙子灰在高溫?zé)茣r(shí)，會(huì)發(fā)生氧化化學(xué)反應(yīng)，不僅可以使填料中形成網(wǎng)狀微孔式結(jié)構(gòu)，而且增加了填料中三氧化二鋁的含量，使其填料中三氧化二鋁含量達(dá)到6-12％，比現(xiàn)有的輕質(zhì)瓷填料三氧化二鋁含量提高了5-8％，因而提高了填料的抗壓強(qiáng)度，再是輕質(zhì)環(huán)保瓷填料含鐵量≤2％，比輕質(zhì)瓷填料含鐵量降低了1-2％，因而其耐酸耐堿穩(wěn)定性提高。
本發(fā)明所述輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，由于采用貯藏量豐富，價(jià)格低，來(lái)源廣的粘土和煙子灰用為原料進(jìn)行配制燒制而成，它不僅具有與用高鎂質(zhì)粘土和木屑或樹脂以及巖粉配制的輕質(zhì)瓷填料相同的耐急冷急熱性，濕潤(rùn)吸咐能力和比重輕，且其耐酸耐堿穩(wěn)定性更好，抗壓強(qiáng)度更高等物理化學(xué)性能，同時(shí)其原料來(lái)源廣，價(jià)格低，燒制時(shí)間短，燒制溫度較低，因而其生產(chǎn)成本下降，生產(chǎn)周期縮短，既提高了生產(chǎn)效率，又充分利用了廢舊物料，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境，是一種新型的輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，廣泛適用于化工、冶金、焦化、環(huán)保和醫(yī)藥等行業(yè)使用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本實(shí)施例1所述輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的配比是粘土50％，煙子灰50％，按下列制造方法步驟配制1、將其原料加入到球磨機(jī)內(nèi)混碾1小時(shí)，2、混碾后的混合料進(jìn)行磁化處理，去除其內(nèi)的三氧化二鐵，3、在震動(dòng)篩中進(jìn)行過(guò)篩后，送入榨泥機(jī)中榨成半成品填料，4、將上述半成品填料加入到真空煉泥機(jī)中進(jìn)行濕法處理后，輸入到模具中擠出成型，5、將成型的填料送入到烘房中進(jìn)行表面烘干，再裝入到鍛燒爐中，加熱至300℃時(shí)，保溫2小時(shí)進(jìn)行低溫除濕，繼續(xù)加熱至600-700℃時(shí)，保溫4小時(shí)進(jìn)行鍛燒，再加熱至900-1000℃時(shí)，保溫4小時(shí)進(jìn)行還原，6、而后隨爐冷卻至常溫出爐。
經(jīng)檢測(cè)其化學(xué)成份和物理化學(xué)性能指標(biāo)是二氧化硅67.6％，三氧化二鋁8.87％，三氧化二鐵1.34％，氧化鎂16.7％，氧化鈉0.07％，氧化鈣2.37％，氧化鉀0.27％，二氧化鈦0.29％。
抗壓強(qiáng)度12.1MPa吸水率30.7％耐酸度99.8％ 體積密度1.07g/cm3耐堿度90.7％熱穩(wěn)定性在220-20℃試驗(yàn)2-3次，樣品無(wú)損壞現(xiàn)象。
實(shí)施例2本實(shí)施例2所述輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的配比是粘土65％，煙子灰35％，按上述實(shí)施例1所述的制造方法步驟配制而成，經(jīng)檢測(cè)其化學(xué)成份和物理化為性能指標(biāo)是二氧化硅70.1％，三氧化二鋁7.28％，三氧化二鐵1.17％，氧化鎂17.2％，氧化鈉0.06％，氧化鈣1.92％，氧化鉀0.23％，二氧化鈦0.31％。
抗壓強(qiáng)度9.7MPa吸水率26％耐酸度99.5％ 體積密度1.12g/cm3耐堿度90.3％熱穩(wěn)定性在220-20℃試驗(yàn)2-3次，樣品無(wú)損壞現(xiàn)象。
實(shí)施例3本實(shí)施例3所述輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的配比是粘土85％，煙子灰15％，按上述實(shí)施例1所述的制造方法步驟配制而成，經(jīng)檢測(cè)其化學(xué)成份和物理化學(xué)性能指標(biāo)是二氧化硅80.3％，三氧化二鋁6.6％，三氧化二鐵1..03％，氧化鎂20.7％，氧化鈉0.05％，氧化鈣1.78％，氧化鉀0.08％，二氧化鈦0.28％。
抗壓強(qiáng)度8.7MPa吸水率20.6％耐酸度99.1％ 體積密度1.37g/cm3耐堿度90.1％熱穩(wěn)定性在220-20℃試驗(yàn)2-3次，樣品無(wú)損壞現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，其特征是輕質(zhì)環(huán)保瓷填料的組分包括粘土、煙子灰，其組分的重量百分比是粘土50-85％，煙子灰15-50％，其化學(xué)成份組成的百分比是二氧化硅65-90％，三氧化二鋁6-12％，三氧化二鐵≤2％，氧化鎂≤21％，氧化鈉≤0.1％，氧化鈣≤2.5％，氧化鉀≤1.8％，二氧化鈦≤0.33％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，其特征是其組分的重量百分比是粘土50％，煙子灰50％，其化學(xué)成份組成的百分比是二氧化硅67.6％，三氧化二鋁8.87％，三氧化二鐵1.34％，氧化鎂16.7％，氧化鈉0.07％，氧化鈣2.37％，氧化鉀0.27％，二氧化鈦0.29％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，其特征是其組分的重量百分比是粘土65％，煙子灰35％，其化學(xué)成份組成的百分比是二氧化硅70.1％，三氧化二鋁7.28％，三氧化二鐵1.17％，氧化鎂17.2％，氧化鈉0.06％，氧化鈣1.92％，氧化鉀0.23％，二氧化鈦0.31％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，它包括粘土、煙子灰，其組分的重量百分比是粘土50－85％，煙子灰15－50％，由于采用了貯藏量豐富，價(jià)格低，來(lái)源廣的粘土和煙子灰用為原料進(jìn)行配制燒制而成，它不僅具有與用高鎂質(zhì)和木屑或樹脂以及巖粉配制的輕質(zhì)瓷填料同樣的耐急冷急熱性、濕潤(rùn)吸咐能力，更好的耐酸堿穩(wěn)定性，更高的抗壓強(qiáng)和比重輕、便于切割等物理化學(xué)性能，而且其所用原料粘土和煙子灰來(lái)源廣，價(jià)格低，燒制工藝時(shí)間短，燒制溫度較低，因而其生產(chǎn)成本下降，生產(chǎn)周期縮短，既提高了生產(chǎn)效率，又充分利用了廢舊物料，節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境，是一種新型的輕質(zhì)環(huán)保瓷填料，廣泛適用于化工、冶金、焦化、環(huán)保和醫(yī)藥等行業(yè)使用。
文檔編號(hào)C04B38/00GK1792991SQ200510032360
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者賴永發(fā) 申請(qǐng)人:賴永發(fā)