一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，屬于功能陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 石膏石或工業(yè)副產(chǎn)石膏是W二水硫酸巧形式存在，其分子式中有兩個(gè)結(jié)晶水，只 有脫去一個(gè)半結(jié)晶水生成半水硫酸巧才有膠凝性質(zhì)。脫去結(jié)晶水的過程即為石膏般燒。石 膏般燒成建筑石膏粉的物理力學(xué)性能與顆粒粒徑及級(jí)配有很大關(guān)系。W工業(yè)副產(chǎn)脫硫石膏 為例，脫硫石膏顆粒粒徑分布較窄，級(jí)配較差，比表面積小，水化硬化過程中流變性能差，容 易離析分層泌水，導(dǎo)致制品容重不均衡、強(qiáng)度低，故一般會(huì)在般燒前或般燒后增加粉磨工 序，采用磨細(xì)手段增大比表面積改善般燒石膏粉的性能。常用的粉磨設(shè)備為球磨機(jī)，研磨體 為金屬鐵復(fù)合銘、儘等重金屬制成的金屬研磨體，具有體積密度大，磨機(jī)耗電大，磨損率高， 增加金屬離子的缺點(diǎn)。金屬研磨體容易產(chǎn)生過度粉磨，過細(xì)的顆粒粒度及比表面積太大，會(huì) 影響建筑石膏粉的強(qiáng)度；由于磨損滲入石膏粉中金屬離子，比如Fe 3+等，會(huì)影響建筑石膏粉 的白度、抗折強(qiáng)度等。
[0003] 因此，能耗低、自重小、磨損率低的低密度研磨體為越來越多的科研工作者所研 究。申請(qǐng)?zhí)枮?201510077860.X、201510077859.7、2015100358580.8的中國(guó)發(fā)明專利給出不 同的低密度研磨體的制備方法及生產(chǎn)工藝，主要應(yīng)用于水泥磨中。在水泥磨中球磨工藝主 要起到粉碎、研磨的雙重功效，而石膏粉磨工藝中，由于般燒后石膏粒徑較?。ㄒ话愦笥?0 目），研磨功能起主要作用，所W具有強(qiáng)沖擊力高密度的金屬研磨體在使用中能耗、損耗巨 大，發(fā)揮不出其更有力的效果。專用于石膏磨中的低密度陶瓷研磨體的研究較少。全國(guó)每年 產(chǎn)出的工業(yè)副產(chǎn)石膏有上億噸，占用大量的±地，給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，般燒成建筑石 膏粉是處理工業(yè)副產(chǎn)石膏循環(huán)利用的主要途徑，改善般燒建筑石膏粉的性能，增大應(yīng)用范 圍顯得尤為重要。
[0004] 因此，尋求一種適用、專用、性能優(yōu)異的石膏磨研磨體具有重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種耗能低、磨損率低的石膏磨用陶瓷研磨體的制備方 法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，包括W下步驟： (1)配料：按照W下物質(zhì)重量百分比配制原料:Al2〇3 :62%~83%，Si〇2 :5%~8%，燈2〇3: 0.5%~1.8%，1'1〇2:1%~1.45%，]?11〇:1.51%~1.75%，2扣2:1.6%~3.4%，8曰0:1%~3%，娃棚巧石： 4.6%~7%，ZnO : 2%~2.8%，納米膠體娃:0.3%~1.1%，助溶劑2%~6%;其中所述的助溶劑為 AlF3、CaF2、鋼長(zhǎng)石、畑4Cl、MgO的一種或幾種的組合。
[0007] (2)粉磨:將配制好的物料進(jìn)行粉磨，使粉磨后顆粒過250目篩，篩余<2%; (3)用壓濾機(jī)抽去步驟(2)中料漿水分，脫水后經(jīng)過二次真空練泥后，靜置40~46小時(shí)進(jìn) 行陳腐； (4)料漿噴霧造粒，采用擠壓工藝擠壓成型，制得巧體，然后將巧體在80~120°C下干燥 29~32小時(shí)； (5 )成型巧體在1350~1400°C燒結(jié)，保溫7小時(shí)，制得成品。
[000引本發(fā)明技術(shù)方案有如下顯著進(jìn)步之處： 第一、本發(fā)明制備的石膏磨用陶瓷研磨體與金屬研磨體比較，自重輕，磨損率低，能大 幅降低粉磨能耗，延長(zhǎng)研磨體使用壽命，降低成本;研磨過程中沒有雜質(zhì)金屬鐵離子的滲 入，不影響建筑石膏粉的白度及強(qiáng)度；陶瓷研磨體還能減少靜電吸附，有利于提高粉磨效 率. 第二、本發(fā)明制備的陶瓷研磨體形成W剛玉、尖晶石、莫來石等為主要晶相結(jié)構(gòu)晶相間 由玻璃相結(jié)構(gòu)連接，結(jié)構(gòu)致密，Zr化的加入改善陶瓷脆性，增強(qiáng)初性;為了增大石膏用陶瓷 研磨體的研磨功能性，在結(jié)構(gòu)中置入磨削能力極強(qiáng)的Si化、吐2化、BaO等微晶礦物質(zhì)，強(qiáng)化 對(duì)物料的磋磨作用，加大研磨能力，微晶礦物的加入，硬度高，使研磨體功能不會(huì)受腐蝕影 響;助溶劑的加入，降低陶瓷的在低溫?zé)Y(jié)條件下致密燒結(jié)，降低耗能，提高生產(chǎn)效率； 第=、本發(fā)明制備石膏用陶瓷研磨體的方法簡(jiǎn)單，耗能低，利于大面積推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施案例1 一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，包括W下步驟： (1)配料:按照W下物質(zhì)重量百分比配制原料:Ab化：73%，Si化：5.7%，化2〇3:1.55%， 1'1〇2:1.3%，]?11〇:1.65%，2'〇2:2.4%，8曰0:2.3%，娃棚巧石：5.4%，211〇:2.4%，納米膠體娃： 0.7%，助溶劑3.6%;其中所述的助溶劑為馳(：1。
[0010] (2)粉磨:將配制好的物料進(jìn)行粉磨，使粉磨后顆粒過250目篩，篩余<2%; (3) 用壓濾機(jī)抽去步驟(2)中料漿水分，脫水后經(jīng)過二次真空練泥后，靜置45小時(shí)進(jìn)行 陳腐； (4) 料漿噴霧造粒，采用擠壓工藝擠壓成型，制得巧體，然后將巧體在80~100°C下干燥 29~32小時(shí)； (5 )成型巧體在1350~1400°C燒結(jié)，保溫7小時(shí)，制得成品。
[0011] 制備的石膏磨用陶瓷研磨體，制備成的球形石膏磨用研磨體，體積密度3.72g/cm 3，硬度達(dá)到莫氏硬度9級(jí)，磨耗為0.05%〇。
[0012] 使用制備的石膏磨用陶瓷研磨體，對(duì)般燒后的脫硫石膏粉進(jìn)行粉磨，磨機(jī)填充率 為36.2%，粉磨后的脫硫石膏粉性能達(dá)到很多改善，各性能如下表所示：
其中，使用陶瓷研磨體的電耗為20.2kwh/t，使用金屬研磨體的電耗為23.5 kwh/t。
[001引實(shí)施案例2 一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，包括W下步驟： (1)配料：按照W下物質(zhì)重量百分比配制原料:Al203 :75.9%，Si02 :5.3%，化203:0.9% ，Ti02 :1.25%，Mn0 :1.55%，Zr02:1.9%，BaO :1.6%，娃棚巧石：5.2%，Zn0 :2.3%，納米膠體 娃：0.5%，助溶劑3.6%;其中所述的助溶劑為鋼長(zhǎng)石和MgO的組合，組分比例為鋼長(zhǎng)石 35.5%，]\%0為64.5〇/〇。
[0014] (2)粉磨:將配制好的物料進(jìn)行粉磨，使粉磨后顆粒過250目篩，篩余<2%; (3) 用壓濾機(jī)抽去步驟(2)中料漿水分，脫水后經(jīng)過二次真空練泥后，靜置44小時(shí)進(jìn)行 陳腐； (4) 料漿噴霧造粒，采用擠壓工藝擠壓成型，制得巧體，然后將巧體在80~120°C下干燥 31小時(shí)； (5 )成型巧體在1350~1400°C燒結(jié)，保溫7小時(shí)，制得成品。
[0015] 制備的石膏磨用陶瓷研磨體，制備成的球形石膏磨用研磨體，體積密度3.69g/cm 3，硬度達(dá)到莫氏硬度9級(jí)，磨耗為0.09%〇。
[0016] 使用制備的石膏磨用陶瓷研磨體，對(duì)生產(chǎn)氨氣酸產(chǎn)出的氣石膏粉進(jìn)行粉磨，磨機(jī) 填充率為34.3%，粉磨后氣石膏的活性被激發(fā)，更有利于水化反應(yīng)，各性能如下表所示：
其中，使用陶瓷研磨體的電耗為25.2kwh/t，使用金屬研磨體的電耗為28.5 kwh/t。
[0017] 實(shí)施案例3 一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，包括W下步驟： (1)配料：按照W下物質(zhì)重量百分比配制原料:A12〇3 :62%~83%，Si〇2 :6.2%，燈2〇3: 1.6%，Ti〇2 :1.35%，Mn0 :1.65%，Z;r〇2:3.2%，E5aO :2.6%，娃棚巧石：5.9%，化0 :2.5%，納米 膠體娃:0.8%，助溶劑3.5%;其中所述的助溶劑為A1F3和CaFs的組合，其比例為55%和45%。
[0018] (2)粉磨:將配制好的物料進(jìn)行粉磨，使粉磨后顆粒過250目篩，篩余<2%; (3) 用壓濾機(jī)抽去步驟(2)中料漿水分，脫水后經(jīng)過二次真空練泥后，靜置40~46小時(shí)進(jìn) 行陳腐； (4) 料漿噴霧造粒，采用擠壓工藝擠壓成型，制得巧體，然后將巧體在80~120°C下干燥 29~32小時(shí)； (5) 成型巧體在1350~1400°C燒結(jié)，保溫7小時(shí)，制得成品。
[0019] 制備的石膏磨用陶瓷研磨體，制備成的球形石膏磨用研磨體，體積密度3.86g/cm 3，硬度達(dá)到莫氏硬度9級(jí)，磨耗為0.02%〇。
[0020] 使用制備的石膏磨用陶瓷研磨體，對(duì)天然石膏粉進(jìn)行粉磨，天然石膏的粉磨包括 塊狀石膏的粉碎，磨機(jī)填充率為38.6%，粉末后白度高于其中，使用陶瓷研磨體的電耗為 23.2kwh/t，使用金屬研磨體的電耗為25.7 kwh/t，粉末后，使用陶瓷研磨體的的白度高于 使用金屬研磨體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 配料：按照以下物質(zhì)重量百分比配制原料:Al2〇3 :62%~83%，Si〇2 : 5%~8%，Cr2〇3: 0.5%~1.8%，Ti〇2 :1%~1.45%，MnO :1.51%~1.75%，Zr〇2:1.6%~3.4%，BaO :1%~3%，硅硼鈣石： 4.6%~7%，ZnO :2%~2.8%，納米膠體硅:0.3%~1.1%，助溶劑2%~6%;其中所述的助溶劑為 AlF3、CaF2、鈉長(zhǎng)石、NH4Cl、MgO的一種或幾種的組合； (2) 粉磨:將配制好的物料進(jìn)行粉磨，使粉磨后顆粒過250目篩，篩余<2%; (3) 用壓濾機(jī)抽去步驟(2)中料漿水分，脫水后經(jīng)過二次真空練泥后，靜置40~46小時(shí)進(jìn) 行陳腐； (4) 料漿噴霧造粒，采用擠壓工藝擠壓成型，制得坯體，然后將坯體在80~120°C下干燥 29~32小時(shí)； (5 )成型坯體在1350~1400 °C燒結(jié)，保溫7小時(shí)，制得成品。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種石膏磨用陶瓷研磨體的制備方法，主要包括配料、粉磨、抽濾、脫二次真空練泥后、陳腐、造粒、擠壓成型、在一定溫度下燒成制備而成。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，能耗低，應(yīng)用范圍廣泛。制備的石膏磨用陶瓷研磨體自重輕，磨損率低，能大幅降低粉磨能耗，延長(zhǎng)研磨體使用壽命，降低成本；研磨過程中沒有雜質(zhì)金屬鐵離子的摻入，不影響建筑石膏粉的白度及強(qiáng)度；陶瓷研磨體還能減少靜電吸附，有利于提高粉磨效率。
【IPC分類】C04B35/622, C04B35/64, C04B35/10
【公開號(hào)】CN105669168
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610032356
【發(fā)明人】張國(guó)輝, 王慧, 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名
【申請(qǐng)人】濟(jì)南大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日