[发明专利]一种热压注工艺制备陶瓷过滤器的方法

说明书

本发明涉及一种热压注工艺制备陶瓷过滤器的方法，包括以下步骤：将适当粒度级配的氧化铝粉末按照一定的配比与石蜡混合，然后依照所需孔径的大小和分布，填入一种或多种造孔剂，例如碳粉、木屑、铝盐、钛盐、镁盐、钠盐、镧盐、铈盐等等，配置出氧化铝浆料。在一定的压力下，注入满足形状要求的模具中成型，制备出各种满足要求的异型过滤器坯体。坯体经过排烧后，去除造孔剂得到多孔坯体。多孔坯体经过高温烧结后得到异型氧化铝陶瓷过滤器。整个过程无需特殊的机械设备，孔隙的大小、分布及过滤器的形状可控，是一种可以制备高孔隙率、高强度、异型陶瓷过滤器的理想工艺。

技术领域

本发明涉及一种热压注工艺制备陶瓷过滤器的方法，

背景技术

随着社会的发展，环境压力日趋严重，导致各领域对过滤装置的要求逐渐提高。以冶金、机械、化工、电力等行业为例，各种工业炉窑所排放出来的高温含尘气体不仅温度高(500～1200℃)，而且含有大量的粉尘(5～30μm)和腐蚀还原性气体，是造成环境污染的主要因素之一。高温条件下，由于含尘气体粘滞力有较大变化，湿度大幅下降，细颗粒凝聚现象大为降低，所以对微粒的分离有较高难度。布袋式除尘器不能承受含尘气体的高温，湿式除尘使其热能又不能得到综合利用；静电除尘又存在一次投资高，占地面积大和绝缘等方面的问题。目前，我国高温工业含尘气体的处理方法大多是通过水冷凝，将高温废气降至200℃左右，再用布袋除尘器除尘，这不仅增加了冷凝设备的投资和运行费用，也使大量的热能流失。另外由于窑炉的设计，对过滤器的形状要求也越高。因此，高温含尘气体陶瓷过滤器的开发与利用具有较好的前景。

随着多孔陶瓷研究工作的不断深入，其制备技术也不断丰富、完善。多孔陶瓷的制备技术直接决定了陶瓷的结构和使用性能。常见的有挤压成型法、添加造孔剂法、发泡法、溶胶-凝胶法等。挤压成型法制备的多孔陶瓷，其孔形状、孔隙尺寸分布均匀，但不适于制备孔隙尺寸小于1mm的多孔陶瓷；传统的添加造孔剂法制备多孔陶瓷，其气孔分布均匀性差，不适合制备高孔隙率的制品；发泡法添加有机或无机造孔剂，通过物理或化学反应产生挥发性气体而产生泡沫，经干燥和烧结后制成多孔陶瓷，不适于制备具有贯通孔隙结构的制品；有机泡沫浸渍法制备多孔陶瓷，其孔尺寸主要取决于有机泡沫体的孔尺寸，其制品不能实现微小颗粒的过滤；溶胶-凝胶法通过相变或化学反应获得孔隙，孔隙尺寸为纳米级，孔隙率较低。由于上述工艺存在一定的限制，所获得的孔隙尺寸及孔隙率被局限在一定范围内，难以制备微米级孔隙尺寸、高孔隙率、高强度、形状特异的多孔陶瓷过滤器。

发明内容

针对上述技术现状，本发明的目的是使用热压注工艺制备高孔隙率、形状独特的氧化铝陶瓷过滤器，以满足高温含尘气体过滤器对孔隙率、孔隙尺寸及强度的要求。本发明制备氧化铝陶瓷过滤器的方法，包括氧化铝复合粉料的制备、氧化铝陶瓷浆料的制备、浆料的成型、坯体排烧及烧结。具体步骤如下：(1)高性能氧化铝复合粉料的制备

①根据过滤器孔隙和形状的要求，将不同粒度的氧化铝粉体和辅料进行混合，制备出合适的氧化铝粉料。

②依照所需孔径的大小和分布，填入一种或多种粒度合适的球型造孔剂，例如碳粉、木屑、铝盐、钛盐、镁盐、钠盐、镧盐、铈盐等等。在常温、常压下进行搅拌混合，得到氧化铝复合粉料。

(2)浆料的制备

①将氧化铝复合粉料与石蜡按一定比例混合，加热温度50-100℃，伴有2-12h不停的机械搅拌，配制得到混合均匀的浆料。

②真空除泡。将混合均匀的浆料，在真空条件下去除浆料中的气泡。

(3)压注成型

按照过滤器的形状要求制备相应的模具，将制备好的浆料通过普通的热压注成型机注入模具中成型。根据不同的孔隙和形状要求，模具温度30-80℃，成型压力0.3-0.8MPa，成型时间3-60s。

将成型的坯体于室温条件下脱模，得到异型过滤器坯体。

(4)排烧