[发明专利]烧结的锆石颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及新型的烧结的锆石颗粒、尤其是珠粒形式的锆石颗粒，涉及制造这些珠粒的方法，且涉及这些颗粒作为磨料、在湿介质中的分散剂或者用于表面处理的用途。

背景技术

矿业采用颗粒用于对已经可选地采用传统方法进行干燥预研磨的物质进行精细研磨，尤其用于碳酸钙、二氧化钛、石膏、高岭土和铁矿石的精细研磨。

此外，涂料行业、油墨行业、染料行业、磁性油漆行业和农药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、制备用于图层的基材、喷丸加工或者喷丸成形等的操作。

常规地，所有这些颗粒大致为具有从0.005mm至10mm的粒径的球形，以满足上述所有的市场。为了能够在这三类用途中使用，它们尤其必须具有良好的耐磨性。

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。事实上，沙子是低强度的、低密度的、质量变化不定且磨损设备。

■广泛使用的玻璃珠粒，其具有较高的强度、较低的研磨性且可以在较宽的直径范围内使用。

■金属珠粒，尤其是钢珠粒，相对于所处理的产品显示出低惰性，尤其导致矿物填料的污染和涂料泛灰，和其密度过高，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。

还已知陶瓷珠粒。这些陶瓷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。

陶瓷珠粒是下列类型：

■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、然后通过在高温下焙烧进行固结来获取。

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。

日本专利JP6106087公开了基于锆石的烧结珠粒，该烧结珠粒具有高于4.46g/cm³的密度。基于锆石的烧结珠粒也可从中国专利CN101786867和韩国专利KR20070096131中获知。

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，尤其在碱性介质中越来越耐磨。

本发明的一个目的是至少部分地满足该需要。

发明内容

本发明涉及一种新型的烧结颗粒，优选地是珠粒的形式，该颗粒具有：

-以基于氧化物的重量百分比且总量为100%计，所述颗粒具有下列化学组成：

22%≤ZrO₂+HfO₂≤55%，且HfO₂≤2%；

14%≤SiO₂≤35%；

6%≤Al₂O₃≤60%；

0.5%≤MgO≤6%；

B₂O₃≤5%；

其他氧化物<9.0%，和

-以基于存在的结晶相的重量百分比且总量为100%计，所述颗粒具有下列结晶相：

32%≤锆石≤80%；

3%≤多铝红柱石≤15%；

氧化锆+二氧化铪：≤9%，氧化锆和二氧化铪可选地被稳定化；

4%≤刚玉≤57%；

其他结晶相<10%，和

-总孔隙度小于或等于6%。

优选地，所述烧结颗粒,优选地是珠粒的形式，所述颗粒具有：

-以基于氧化物的重量百分比且总量为100%计，所述颗粒具有下列化学组成：

30%≤ZrO₂+HfO₂≤55%，且HfO₂≤2%；

18%≤SiO₂≤35%；

6%≤Al₂O₃≤40%；

0.5%≤MgO≤6%；

B₂O₃≤5%；