[发明专利]烧结的氧化铝颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及新型的烧结的氧化铝基颗粒、尤其是珠粒形式的氧化铝基颗粒，涉及制造这些珠粒的方法，并且涉及这些颗粒作为研磨剂、在湿介质中的分散剂或者用于表面处理的用途。

背景技术

矿产业或采矿业采用颗粒用于对已经可选地采用常规方法在干燥状态下进行预研磨的材料进行精细研磨，尤其用于精细研磨碳酸钙、氧化钛、石膏、高岭土和含有以通常结合形式(氧化物、硫化物、硅酸盐等)的金属的矿石，该过程首先涉及例如通过浮选来提纯的方法。

此外，涂料行业、油墨行业、染料行业、磁性油漆行业和农药化合物行业使用颗粒用于分散和均匀化液体成分和固体成分。

最后，表面处理行业利用颗粒，尤其是用于清洗金属模具(例如，用于制造瓶)，部件的倒角、除锈、制备用于图层的支撑物、喷丸加工或者喷丸成形等的操作。

为了满足上述所有的市场，所有这些颗粒为常规地大致球形，并且具有从0.005mm至10mm的尺寸。它们必须特别具有良好的耐磨性，以便它们能够在这三类用途中使用。

尤其是在微研磨的领域中，下列不同类型的颗粒(尤其是珠粒的形式)是市售的：

■圆形砂粒，例如，Ottawa砂是廉价的天然产品，然而其不适于现代化的加压的、高产量的研磨机。这是因为该砂不是非常坚固、具有低的密度、在质量上变化不定且磨损设备。

■玻璃珠粒，其被广泛使用、具有较好的强度、较低的磨损性且可以在较宽的直径范围内使用。

■金属珠粒，尤其是由钢制成的珠粒，相对于所处理的产品具有低惰性，尤其导致矿物填料的污染、涂料泛灰、通过浮选分离/提纯步骤的破坏、和过高的密度，需要专用研磨机。它们尤其导致设备的高能耗、大量的发热和受到较高的机械应力。

还已知由陶瓷材料制成的珠粒。这些珠粒具有比玻璃珠粒更佳的强度、更高的密度和优异的化学惰性。

下列可以被区分：

■熔凝的陶瓷珠粒，其通常通过熔化陶瓷组分、从熔化的物料形成球形液滴、然后固化所述液滴来获取，和

■烧结的陶瓷珠粒，其通常通过冷成型陶瓷粉末、然后通过在高温下烧制进行固结来获取。

与烧结颗粒相比，熔凝颗粒通常包括将充填晶粒的网络的大量的粒间玻璃相。因此，由烧结颗粒和熔凝颗粒在它们各自的应用中所遭遇的问题以及解决这些问题所采用的技术方案通常是不同的。此外，由于在制造方法之间的实质不同，因此，为了制备熔凝颗粒所开发的组合物不能被用作制备烧结颗粒的先验，反之亦然。

WO 2005/075375公开了包括多铝红柱石、稳定的氧化锆和氧化铝的研磨珠粒，其从包括锆石的原材料的混合物中制造。

为了增大研磨操作的效率，即，用于规定成本的研磨产品的量，研磨颗粒必须越来越耐磨。

本发明的一个目的是至少部分地满足该需要。

发明内容

本发明涉及一种烧结颗粒，优选地是珠粒的形式，基于干进料的重量按重量百分比计，从含有4％至25％的锆石的进料中生产，所述烧结颗粒具有：

-下列化学组成，按重量百分比计：

70％≤Al₂O₃，Al₂O₃构成至100％的余量；

3％≤ZrO₂+HfO₂≤18％，且HfO₂≤1％；

1％≤SiO₂≤10％；

0.3％≤CaO≤2％，且若Al₂O₃≤79％，则CaO≥0.6％；

小于5％的其它成分，和

-下列结晶相，基于结晶相的总量按重量百分比计：

65％≤刚玉；该刚玉构成至100％的余量；

3％≤氧化锆+二氧化铪≤21％，氧化锆和二氧化铪可选地被稳定化；

多铝红柱石≤16％；

小于5％的其它结晶相，和

-总孔隙度小于或等于5％。

从说明书中将更详细地看出，发明人令人惊讶地发现，这些特征的组合改善了耐磨性。

因此，根据本发明的颗粒，尤其是珠粒，特别适用于在湿介质中分散、微研磨和表面处理的应用。

根据本发明的烧结颗粒还可以具有下列可选特征中的一个或多个特征，在所有可能的组合中：