[发明专利]一种硅酸锆球填料的制备工艺

说明书

本发明公开了一种硅酸锆球填料的制备工艺，包括以下步骤：步骤1：将锆英砂、氧化铝粉、助熔剂、木炭粉加入水溶液混合形成混合料；步骤2：在炉膛中通入氩气进行气氛保护，将混合料逐步加入到炉膛中，加热混合料至熔融状态；形成熔融混合料；步骤3：将熔融状态的混合料从炉膛内倒出，用压缩空气喷吹从炉膛的流槽流出的熔融混合料，将熔融混合料喷吹成球，冷却凝固和保温后得到不同粒度的硅酸锆球填料。本发明的硅酸锆球填料耐压强度大于30MPa、耐酸腐蚀、抗冲击韧性强、微米级贯通显气孔率25‑40%，适合于化工行业及水处理过滤以及无机盐吸附。

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及硅酸锆球填料的制备工艺。

背景技术

化工行业内常用氧化铝填料球，具有耐磨、耐腐蚀的优点，但是由于氧化铝的抗冲击韧性较低，导致在运输和投放料操作中，容易碎裂，造成填料寿命降低，影响填料的吸附效果。

因此，急需要开发一种同时具有流动性好、耐磨、耐腐蚀、又具有足够的孔隙的综合性能较好的无机陶瓷球。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种硅酸锆球填料的制备工艺，硅酸锆球填料可用于催化剂载体和杂质的吸附过滤。

一方面，本发明提供了一种硅酸锆球填料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：将锆英砂、氧化铝粉、助熔剂、木炭粉加入水溶液混合形成混合料；

步骤2：在炉膛中通入氩气进行气氛保护，将混合料逐步加入到炉膛中，加热混合料至熔融状态；形成熔融混合料；

步骤3：将熔融状态的混合料从炉膛内倒出，用压缩空气喷吹从炉膛的流槽流出的熔融混合料，将熔融混合料喷吹成球，冷却凝固和保温后得到不同粒度的硅酸锆球填料。

进一步地，步骤1具体包括：取75-80份锆英砂，5-8份氧化铝粉，1-3份助熔剂，2-3份去离子水，10-20份木炭粉，混合形成混合料。

进一步地，步骤3具体包括：将冷却凝固后的球粒收集，并放入管式炉中在900℃保温5h；冷却之后对球粒用振动筛进行筛分分级，得到不同粒度的硅酸锆球填料。

进一步地，锆英砂主要成分：氧化锆含量为55-65%，SiO2含量为30-35%，Fe2O3含量小于0.02%，Na2O含量小于0.1%，TiO2含量小于0.02%，粒度为200-325目。

进一步地，氧化铝粉主要成分：氧化铝的含量大于99%，Na2O含量小于0.1%，Fe2O3含量小于0.02%，MgO含量小于0.1%，粒度为200-325目。

进一步地，助熔剂为氟化铵、硼酸、硼砂、氟化铝的一种或几种组合。

进一步地，在步骤3中，压缩空气喷吹的压力为0.3-0.8MPa，喷吹角度为30-60℃。

进一步地，在步骤3中，管式炉的炉管为高纯刚玉材质，在加热时通入空气或氧气，流量为50-200mL/min。

进一步地，在步骤3中，振动筛的筛网目数，包含40目、60目、80目、120目、200目、250目、325目。

本发明针对传统氧化铝陶瓷填料球抗冲击韧性差的缺点，结合硅酸锆韧性强、致密度高的优点，并结合化工反应中需要提高吸附过滤效果的需求，采用熔融喷射成球工艺和添加造孔剂工艺结合的方法，制备具有多孔的硅酸锆球填料，具有以下特点：

1. 硅酸锆球内的孔隙为微米级贯通孔隙，具有25-40%的显气孔率，对于大颗粒铁锈泥沙杂质具有较好的吸附过滤效果。

2. 硅酸锆球除通孔以外的部分相对密度达到98%以上，使得在保留多孔隙的基础上，硅酸锆球仍然具有较高的强度和韧性。

3. 采用熔融喷射成球工艺，所制得的多孔硅酸锆球的球形度高于0.8%。