[发明专利]一种陶瓷颗粒、过滤元件及过滤元件的制备方法有效

专利信息
申请号: 201810605353.2 申请日: 2018-08-30
公开(公告)号: CN110872188B 公开(公告)日: 2022-11-15
发明(设计)人: 薛友祥;唐钰栋;赵世凯;张久美;李冰翠;李小勇;李杰 申请(专利权)人: 山东工业陶瓷研究设计院有限公司
主分类号: C04B35/195 分类号: C04B35/195;C04B38/06;C04B35/64;B01D39/20;B01D46/30
代理公司: 北京志霖恒远知识产权代理有限公司 11435 代理人: 赵奕
地址: 255000 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 陶瓷 颗粒 过滤 元件 制备 方法
【说明书】:

发明公开了一种陶瓷颗粒、过滤元件及过滤元件的制备方法,陶瓷颗粒通过以下步骤制备:将高岭土、滑石、铝矾土、锂辉石混合,通过干法制粉、滚制成型、烧成制得球形颗粒。球形颗粒的粒径均匀、表面光滑、抗压强度高,制备的过滤元件的孔径均匀、过滤阻力低,能够提高过滤性能。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料中的陶瓷过滤材料领域,尤其是一种陶瓷颗粒、过滤元件及过滤元件的制备方法。

背景技术

陶瓷过滤材料具有耐高温、热稳定性好等优点,可广泛用作热气体净化材料、催化剂载体等。尤其是堇青石质高温陶瓷过滤材料具有轻质、热膨胀系数小等优点,是一种优良的热气体净化材料;

传统的堇青石陶瓷过滤材料主要采用两种工艺方法制备,其一是以粘土、滑石为主要原料,并通过添加一部分堇青石熟料,通过挤压工艺成型、高温烧成制成一种具有较小孔径的堇青石陶瓷过滤元件;

另一种制备工艺是采用高温合成的堇青石骨料为原料,经破碎制成一定大小粒度的颗粒作骨料,通过与高温结合剂烧结制成多孔陶瓷材料。这种工艺制备而成的陶瓷过滤元件,由于高温合成的堇青石骨料形状不规则、表面光滑度也不好,压制成型时,骨料破碎程度较大,均导致颗粒大小均匀性差,过滤元件孔径均匀性差,孔隙率低,透气阻力大;即使将堇青石破碎成近球形颗粒,颗粒大小均匀性虽然有所改观但依旧较差,并且颗粒表面受破碎的影响也不够光滑,同样会增加过滤阻力,不能很好应用于高温气体净化;

以上两种制备方法,均由于构成微孔的骨料颗形状较差、颗粒粒径分布差、骨料颗粒抗压强度差等原因,使得孔径较小或孔径很不均匀,导致过滤时透气阻力较大;

另外,现有的多孔陶瓷制备中一般堇青石坯体配方主要由镁-铝-硅系统组成,合成制品中晶相结构主晶相为堇青石,其次含有少量的方石英和尖晶石相,尤其是方石英相存在,会增大制品的热膨胀系数,降低热稳定性能,不能很好的适应高温气体的净化。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种陶瓷颗粒、过滤元件及过滤元件的制备方法,球形颗粒的粒径均匀、表面光滑、抗压强度高,制备得到的过滤元件孔径较宽且分布窄、热膨胀系数低,能够降低过滤阻力,提高过滤性能。

根据本发明的一个方面,提供一种陶瓷颗粒,通过以下步骤制备:将高岭土、滑石、铝矾土、锂辉石混合,通过制粉、滚制成型、烧成制得球形颗粒,制粉优选采用球磨干法制粉。

进一步的,其成分配比为:以质量计,高岭土40-50份、滑石35-45份、铝矾土15-25份、锂辉石3-10份。

进一步的,球形颗粒的粒径范围为100-1000微米,吸水率为2-5%。

根据本发明的另一个方面,提供一种过滤元件制备方法,将球形颗粒、增孔剂、高温结合剂以及陶瓷粘合剂,混料后经过造粒、成型、烧成制得,造粒为将若干球形颗粒与高温结合剂、增孔剂,混合制成近球形规则颗粒的成型粉料;成型优选采用等静压成型。

进一步的,其成分配比为:以质量计,80-90份球形颗粒、10-20份高温结合剂、5-8份陶瓷粘合剂;增孔剂加入量为球形颗粒、高温结合剂质量之和的5-10%。

进一步的,所述混料,包括以下步骤:

第一步加入球形颗粒、增孔剂,混料桶搅拌轴转速为40-60rpm,搅拌3-8min;

第二步加入陶瓷粘合剂总量的30%-40%,搅拌8-12min;

第三步加入高温结合剂、润滑剂以及余量陶瓷粘合剂;

第四步提高混料桶搅拌轴转速至80-90rpm,搅拌25-30min得混合料。

进一步的,高温结合剂包括高岭土、长石、锂辉石和硼砂,其中硼砂占比为2-5%,以质量计。

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