[发明专利]一种氧化铝微珠制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种研磨介质氧化铝微珠的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。

背景技术

研磨设备从使用粒径较大的研磨球的搅拌式球磨机发展到使用小粒径研磨微珠的立式砂磨机、卧式砂磨机以及各种性能改良能进行超细研磨的新型砂磨机，使用的研磨介质的粒径愈来愈小。由于研磨机内的物料是通过与运动中的研磨介质的接触作剪切、碰撞和研磨而被磨细，因此研磨介质粒径越小，物料单位体积中的接触点越多，从而获得较高的研磨效率及较小的研磨细度。

通用的研磨微珠其直径小于5mm。按材质分为：玻璃珠、石珠、氧化铝微珠、硅酸锆珠、氧化锆珠(纯锆珠)和铬钢珠，它们的比重依次递增，而它们的硬度、抗压强度和耐磨性(除铬钢珠外)也依次增大。他们各自的特点是：硅酸锆珠和纯锆珠需要高额的原料费用与制造成本；玻璃珠和石珠比重低，磨耗大；铬钢球具有高的比重，却易在球磨过中引入大量的杂质；氧化铝微珠具有高白、高密度、高强度、低磨耗等特点，具有较高的性价比。

目前作为研磨介质的氧化铝球，其直径尺寸规格为0.05～110mm。此外，氧化铝研磨球的外观质量、理化性能都有严格的要求(参照国家标准JCT848.1-2010耐磨氧化铝球)。其通用工艺流程为配料、球磨、制粒、压制成型和烧成。如中国专利CN102491735A公开了一种氧化铝陶瓷球生产方法，其中由89.5-94.5％的α-氧化铝粉、3-6％的苏州土、1.5-2％的白云石、0.5-1.5％的烧滑石和0.5-1％重钙通过搅拌磨球磨、滚制成型、烧成、抛光得到氧化铝陶瓷球。本发明采用的氧化铝粉中α相转化率占96％，D90＝3.76μm，经滚制成10mm的球坯，在最低温度1490℃下烧成，可以满足湿法球磨介质的要求，但尺寸偏大不属于氧化铝微珠产品类型。同时由于使用的氧化铝粉中α相转化率偏高，伴随着铝粉细度偏粗，较难球磨；烧成温度偏高会造成氧化铝晶粒二次重结晶异常长大，无法做到氧化铝微珠细晶化结构，因此不适合做为氧化铝微珠(直径≤5mm)，并且生产成本偏高。

发明内容

本发明在氧化铝微珠方面经过大量的技术攻关突破了高温快烧氧化铝微珠的技术难题，提供了一种新的氧化铝微珠制备方法。该方法首先采用α相转化率较低(80-90％)的氧化铝粉为主要原料；其次，创造性的引入回转窑烧成氧化铝微珠。此外，依靠氧化铝粉中余下γ-氧化铝相的活性促进氧化铝的烧结，减少烧结助剂的添加，同时也避免了在回转窑烧成中氧化铝微珠因玻璃相偏多而出现粘结和碰撞变形问题。其特点是：原料价格较低、生产效率高、制造成本低，产品具有低磨耗、高强度、高密度、粒径均匀、抗冲击性能好等特点，完全适用各种行业砂磨机对微珠研磨介质的质量要求。

本发明的技术方案如下：一种氧化铝微珠制备方法，其特征是，

(1)原料及重量份

主料：氧化铝粉80-92份，高岭土3-15份；

复合烧结助剂：透辉石0.5-5份，滑石0.5-5份，硅微粉0.5-5份；

(2)将氧化铝粉、高岭土和复合烧结助剂分别称量后一起放入间歇式球磨机中湿法球磨(采用氧化铝球石作为研磨介质，料：球：水＝1：2-3：1)，细度合格后过180目筛放入中转浆池，再用泥浆泵将泥浆泵入立式砂磨机中研磨(研磨介质采用耐磨氧化铝微珠，浆：球＝1：4)，细度合格后过180目筛，电磁除铁后得到陶瓷泥浆；

(3)将步骤(2)得到的陶瓷泥浆采用离心式喷雾造粒塔干燥成陶瓷造粒粉；

(4)将步骤(3)得到的陶瓷造粒粉在糖衣机中滚制、过筛、抛光，制成0.2-5mm的半成品球坯；

(5)将步骤(4)所得到半成品球坯以60～150℃温度下干燥46～50h后，大倾角提升机进回转窑，在回转窑中以8～20℃/min的加热速度自室温升温至1320～1460℃烧成；

(6)样品冷却降温后过筛，使用大倾角提升机直接将产品送进连续式球磨机加水自磨抛光(产品：水＝1：1)，过筛得到氧化铝微珠。

上述制备方法如附图1所示。

本发明步骤(1)氧化铝粉的制备方法为：氢氧化铝(含水量为2-3％)中添加其质量1-10‰的复合矿化剂(所述复合矿化剂的组分及其重量比为，氟化铝：氯化铵：氧化镁：硝酸胺＝1：0.5：0.3：0.3)装入高温匣钵中在隧道窑中1300-1480℃温度中烧制而成。所制备的氧化铝粉中α相转化率占80-90％(其余为γ-相氧化铝)，原晶粒径D90≤3.5μm，属于球状晶型结构，具有较大的活性。如果市场有满足以上条件的铝粉也可以使用。