專利名稱：一種氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鋁泡沫陶瓷的配方及制備領(lǐng)域，具體地說，是一種氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法。
背景技術(shù)：
鋁及鋁合金材料作為當(dāng)今世界金屬工業(yè)材料的支柱產(chǎn)業(yè)，有著非常大的生產(chǎn)產(chǎn)量。從日常消費產(chǎn)品到航天高技術(shù)產(chǎn)品，都離不開鋁及其合金制品的需求。鋁制品一般通過熔融、澆鑄方式成型加工。所以澆鑄所用的鋁熔液質(zhì)量的好壞直接影響著澆鑄后產(chǎn)品的性能。近年來，通過第三代過濾材料-泡沫陶瓷過濾器的發(fā)展，使得鋁制品成品合格率大幅度提升的同時，鋁及其合金產(chǎn)品性能也得到很大改善。在熔煉過程中，由于鋁是一種非常活潑的金屬，鋁及其合金很容易與水氣反應(yīng)，生成氫氣和氧化夾雜(Al2O3)。純鋁和鋁合金中的夾雜物含量一般在0. 以上，夾雜物尺寸大部分都是大于10微米。非純鋁和鋁合金的夾雜物含量更大，并且尺寸也更大。采用氧化鋁泡沫陶瓷過濾器不但能很好地過濾其中的夾雜物，并且不會有新雜質(zhì)的融入，因此是目前鋁廠采用最多的一種過濾器。但隨著陶瓷過濾器生產(chǎn)廠家在國內(nèi)市場的不斷增加，并且制備工藝也趨已成熟，過濾器產(chǎn)品的市場競爭因此也變得越來越激烈，產(chǎn)品的價格成為了主導(dǎo)因素。比如專利申請?zhí)枴?0071013^89. 5”中介紹過一種氧化鋁泡沫陶瓷的制備方法，專利申請?zhí)?"200610017435. 2”也介紹了一種鑄造用泡沫陶瓷過濾器的制備方法，但是歸根結(jié)底，目前所有的新過濾器產(chǎn)品制備都必須要消耗新的材料，因此價格成本較高，而且不利于環(huán)保。設(shè)想如果能實現(xiàn)一種以報廢的過濾器為主原料，通過回收方法制備成新的陶瓷過濾器，這將會大大降低生產(chǎn)的成本，同時也能變廢為寶，很好地保護環(huán)境資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，依次包括以下步驟(1)將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品經(jīng)球磨機球磨粉碎，磨至微米級粉狀；(2)將步驟(1)中得到的廢料與下例組分按配比稱量；各組分的質(zhì)量百分比為廢料10% 20%，α-氧化鋁50% 60%，水洗高嶺土 7% 15%，煅燒高嶺土 7% 15%，硅微粉 8%，鉀長石5% 10% ；(3)將上述配比后的組分于攪拌機內(nèi)混合攪拌均勻，再按加入量為漿料質(zhì)量百分數(shù)的22% -32%的比例加入磷酸二氫鋁溶液，制成漿料；(4)以有機泡沫材料為載體，浸漬上述漿料；蘸漿后擠壓出多余的漿料，使?jié){料均勻分散在泡沫體網(wǎng)絡(luò)上，制成坯體；
(5)將坯體放置干燥箱內(nèi)進行烘干；(6)將烘干后的坯體裝入燒結(jié)窯內(nèi)進行燒結(jié)，即可得到新的氧化鋁泡沫陶瓷過濾
ο作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟(1)中的球磨機內(nèi)襯采用95瓷，球磨機內(nèi)磨球為97瓷，磨球直徑分別為50mm、30mm和20mm，重量比為3:2:1。作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟(1)中的球磨過程為直接干磨，廢料與球重質(zhì)量比為1 1. 2 1. 5 ；磨至微米級粉狀，過100目篩后待用；球磨時間為15 20h。作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟(1)中的球磨過程為加水濕磨，廢料球水質(zhì)量比為1 1.5 2 0.8 1;磨至微米級粉狀，過100目篩后烘干待用；球磨時間為 15 20h。作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟中的有機泡沫載體為軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，尺寸為 60mmX60mmX20mm。作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟(5)中的所述烘干溫度為110°C 士 10°C，烘干周期為1 1. 5h。作為本發(fā)明的一種改進，所述步驟(6)中的燒結(jié)步驟是以60士5°C /h的速度緩慢升溫至600°C，再以120士 10°C /h的速度快速升溫至1000°C，以100士 10°C /h的速度升溫至1250°C的燒結(jié)溫度，并在此溫度保溫1 池，然后自然冷卻至室溫完成。本發(fā)明是在現(xiàn)有成熟氧化鋁泡沫陶瓷生產(chǎn)工藝下，實現(xiàn)了一種利用報廢氧化鋁過濾器為原料回收制得陶瓷過濾器的新方法，其制備工藝采用前驅(qū)體浸漬工藝，燒成溫度為 1200°C 1300°C，制得的產(chǎn)品強度、通孔率、抗熱震性等指標經(jīng)測試均能滿足泡沫陶瓷行業(yè)標準(JC/T895-2001)。本發(fā)明采用的廢料為氧化鋁泡沫陶瓷成品廢品，經(jīng)球磨后的廢料主晶相為α -氧化鋁，粒徑為75 100微米，作為氧化鋁骨料加入到配方中，剛好能與α -氧化鋁之間達到一個較理想的顆粒級配，從而減少燒成收縮。α -氧化鋁為普通氣流磨活性氧化鋁細粉，純度在99. 8%以上，平均粒徑10 15微米。本發(fā)明配方獨特之處還在于采用了煅燒高嶺土與水洗高嶺土相結(jié)合，由于球磨后的廢料粉體易沉積、懸浮性能差，水洗高嶺土的加入很好地起到調(diào)節(jié)漿料懸浮性和分散顆粒的效果。同時，水洗高嶺土還是一種良好的無機粘結(jié)劑。但水洗高嶺土本身高溫?zé)墒湛s大，容易使產(chǎn)品產(chǎn)生裂紋缺陷，因此通過一半煅燒高嶺土的加入，既能達到成分和漿料性能的需求，又能達到減少收縮的目的。通過廢料與α-氧化鋁粉體之間較理想的顆粒級配， 也進一步減小了產(chǎn)品燒成收縮。經(jīng)試驗證明所生產(chǎn)的氧化鋁泡沫陶瓷過濾器，收縮從2. 3% 減至1.5%。本發(fā)明還采用了硅微粉細粉作為二氧化硅物質(zhì)的引入與氧化鋁高溫液相結(jié)合， 生成莫來石晶相，從而提高產(chǎn)品高溫強度。本發(fā)明將鉀長石作為助燒劑以微粉形式引入，同時起到降低成本的作用。本發(fā)明配方同樣適用于氧化鋁泡沫陶瓷大板(尺寸大于300mm) 的生產(chǎn)，保證干燥過程坯體不會發(fā)生變形，生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有強度高，尺寸誤差小等優(yōu)點。本發(fā)明采用的是有機物前驅(qū)體浸漬法工藝制備氧化鋁泡沫陶瓷過濾器，因此需采用一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機泡沫材料作為陶瓷漿料載體。這種材料需要具有三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且具有比坯料燒結(jié)溫度低的揮發(fā)溫度，所以一般采用的是軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料作為漿料載體。
具體實施例方式下面通過具體實施例來詳細描述本發(fā)明。實施例1 (1)將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品經(jīng)球磨機球磨粉碎；球磨機內(nèi)襯采用95瓷，球磨機內(nèi)磨球為97瓷，磨球直徑分別為50mm、30mm和 20mm，重量比為3 2 1。球磨過程為直接干磨，廢料與球重質(zhì)量比為1 1. 2 ；磨至微米級粉狀，過100目篩后待用；球磨時間為15h。(2)按組分配比稱量；各組分的質(zhì)量百分比為廢料10%，α -氧化鋁50%，煅燒高嶺土 15%，水洗高嶺土 15 %，硅微粉4%，鉀長石6 %。粘結(jié)劑采用液體磷酸二氫鋁，按漿料總質(zhì)量分數(shù)的22 % 加入。 (3)將各粉料按配比稱量好，于攪拌機內(nèi)混合攪拌均勻，再按比例加入磷酸二氫鋁溶液，制成漿料；(4)以軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料為載體，浸漬上述漿料。采用泡沫體尺寸為 60mm X 60mm X 20mm，蘸漿后擠壓出多余漿料，使?jié){料均勻分散在泡沫體網(wǎng)絡(luò)上。制成坯體。(5)將坯體放置干燥箱內(nèi)，烘干溫度為110°C，烘干周期為1 1. 5h，使坯體充分干
燥并具有一定強度。(6)將干燥好的坯料裝入燒結(jié)窯內(nèi)，以60°C /h的速度緩慢升溫至600°C，再以 1200C /h的速度快速升溫至1000°C，以100°C /h的速度升溫至1250°c的燒結(jié)溫度，并在此溫保溫1 2h，自然冷卻至室溫，即可得到氧化鋁泡沫陶瓷過濾器。實施例2 (1)將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品經(jīng)球磨機球磨粉碎；球磨機內(nèi)襯采用95瓷，球磨機內(nèi)磨球為97瓷，磨球直徑分別為50mm、30mm和 20mm，重量比為3 2 1。球磨過程為直接干磨，廢料與球重質(zhì)量比為1 1. 5 ；磨至微米級粉狀，過100目篩后待用；球磨時間為20h。(2)按組分配比稱量；各組分的質(zhì)量百分比為廢料20%，α -氧化鋁50%，煅燒高嶺土 8%，水洗高嶺土 8 %，硅微粉4%，鉀長石10 %。粘結(jié)劑采用液體磷酸二氫鋁，按漿料總質(zhì)量分數(shù)的M% 加入。(3)-(6)同實施例 1。實施例3:(1)將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品經(jīng)球磨機球磨粉碎；球磨機內(nèi)襯采用95瓷，球磨機內(nèi)磨球為97瓷，磨球直徑分別為50mm、30mm和 20mm，重量比為3 2 1。球磨過程為加水濕磨，廢料球水質(zhì)量比為1 1.5 0.8; 磨至微米級粉狀，過100目篩后烘干待用；球磨時間為15h。(2)按組分配比稱量；各組分的質(zhì)量百分比為廢料12%，α -氧化鋁52%，煅燒高嶺土 10%，水洗高嶺土 10%，硅微粉8%，鉀長石8%。粘結(jié)劑采用液體磷酸二氫鋁，按漿料總質(zhì)量分數(shù)的25%加入。(3)-(6)同實施例 1。實施例4 (1)將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品經(jīng)球磨機球磨粉碎；球磨機內(nèi)襯采用95瓷，球磨機內(nèi)磨球為97瓷，磨球直徑分別為50mm、30mm和 20mm，重量比為3 2 1。球磨過程為加水濕磨，廢料球水質(zhì)量比為1:2:1 ；磨至微米級粉狀，過100目篩后烘干待用；球磨時間為20h。(2)按組分配比稱量；各組分的質(zhì)量百分比為廢料20%，α -氧化鋁60%，煅燒高嶺土 7%，水洗高嶺土 7%，硅微粉1 %，鉀長石5%。粘結(jié)劑采用液體磷酸二氫鋁，按漿料總質(zhì)量分數(shù)的32%加入。(3)-(6)同實施例 1。本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神和主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本發(fā)明的上述各實施方案都只能認為是對本發(fā)明的說明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說明并未指出本發(fā)明的范圍，因此，在與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何變化，都應(yīng)認為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于依次包括以下步驟(1)將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品經(jīng)球磨機球磨粉碎，磨至微米級粉狀；(2)將步驟(1)中得到的廢料與下例組分按配比稱量；各組分的質(zhì)量百分比為廢料10% 20%，α-氧化鋁50% 60%，水洗高嶺土 7% 15%，煅燒高嶺土 7% 15%，硅微粉 8%，鉀長石5% 10% ；(3)將上述配比后的組分于攪拌機內(nèi)混合攪拌均勻，再按加入量為漿料質(zhì)量百分數(shù)的 22% -32%的比例加入磷酸二氫鋁溶液，制成漿料；(4)以有機泡沫材料為載體，浸漬上述漿料；蘸漿后擠壓出多余的漿料，使?jié){料均勻分散在泡沫體網(wǎng)絡(luò)上，制成坯體；(5)將坯體放置干燥箱內(nèi)進行烘干；(6)將烘干后的坯體裝入燒結(jié)窯內(nèi)進行燒結(jié)，即可得到新的氧化鋁泡沫陶瓷過濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于，所述步驟(1)中的球磨機內(nèi)襯采用95瓷，球磨機內(nèi)磨球為97瓷，磨球直徑分別為50mm、30mm和20mm，重量比為3:2:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于，所述步驟(1)中的球磨過程為直接干磨，廢料與球重質(zhì)量比為1 1.2 1.5;磨至微米級粉狀，過100目篩后待用；球磨時間為15 20h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于，所述步驟(1)中的球磨過程為加水濕磨，廢料球水質(zhì)量比為1 1.5 2 0.8 1 ；磨至微米級粉狀， 過100目篩后烘干待用；球磨時間為15 20h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于，所述步驟(4)中的有機泡沫載體為軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，尺寸為60mm X 60mm X 20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于，所述步驟(5)中的所述烘干溫度為110°C 士 10°C，烘干周期為1 1. 5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其特征在于，所述步驟(6)中的燒結(jié)步驟是以60士5°C /h的速度緩慢升溫至600°C，再以120士 10°C /h的速度快速升溫至1000°C，以100士 10°C /h的速度升溫至1250°C的燒結(jié)溫度，并在此溫度保溫1 2h，然后自然冷卻至室溫完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及氧化鋁泡沫陶瓷的配方及制備領(lǐng)域，旨在提供一種氧化鋁泡沫陶瓷廢料回收方法，其步驟為先將報廢的氧化鋁泡沫陶瓷制品球磨粉碎至微米級粉狀，然后按配比稱量；其中廢料10％～20％，α-氧化鋁50％～60％，水洗高嶺土7％～15％，煅燒高嶺土7％～15％，硅微粉1％～8％，鉀長石5％～10％；再按加入量為漿料質(zhì)量百分數(shù)的22％-32％的比例加入磷酸二氫鋁溶液，制成漿料；然后使?jié){料均勻分散在泡沫體網(wǎng)絡(luò)上，制成坯體；再將坯體烘干和燒結(jié)，即得到新的氧化鋁泡沫陶瓷過濾器。本發(fā)明能變廢為寶，大大地降低生產(chǎn)的成本，同時也很好地保護環(huán)境資源。
文檔編號C04B35/622GK102153362SQ20101056990
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者王建新, 王水富, 王霞 申請人:杭州中亞特種耐火材料有限公司