一种陶瓷刚玉磨料的制备方法与流程

本发明属于磨料，具体涉及一种陶瓷刚玉磨料的制备方法。

背景技术：

1、近二十年来，陶瓷刚玉磨料作为新一代的新型高效磨料，在国内获得蓬勃发展，市场规模和出口不断增加，越来越多的获得国内外用户的青睐和重视。现有技术陶瓷刚玉磨料的生产工艺比较复杂，例如中国专利局2013年4月3日公开的，公开号为cn103013442a，名称为一种α-氧化铝基磨料及其制备方法的发明专利技术，2013年4月3日公开的，公开号为cn103013443a，名称为一种含片状结构的α-氧化铝基磨料及其制备方法的发明专利技术，上述两项技术制备陶瓷刚玉磨料都是利用溶胶凝胶技术，其首先要用高粘拟薄水铝石（薄姆石半成品）作为原料，加入纯净水混合成悬浮液，加入胶溶剂制成溶胶和凝胶，然后把胶体烘干，再破碎，筛分出有用的颗粒，再低温煅烧，引入改良剂，然后再进行二次低温煅烧，最后烧结，再筛分出各种粒度号的磨料成品。

2、作为上述制备方法的第一步工序：制成胶体，要用到胶溶剂，效果最好的胶溶剂是硝酸。硝酸是一种氧化剂，也是一种强酸，属于危险化学品，在运输和使用中存在很多危险，使用不当，会对操作人员和环境造成一定的危害。由于使用硝酸，使得制成的胶体带有酸性，在后续的各道工序中的加工设备都必须使用昂贵的304不锈钢来制作，以防设备腐蚀生锈，胶体在第一次煅烧工序中还会分解成氮氧化物废气，需要用scr还原法处理这些废气，以免造成环境污染，由于硝酸的加入，上述所有这些工序都带来了操作风险，提高了制造成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种陶瓷刚玉磨料的制备工艺，其简化制造工艺，无需使用硝酸等胶溶剂，将含水率差异较大的高粘拟薄水铝石湿品压滤得到含水率稳定的滤饼，不用制成胶体，直接烘干、破碎、煅烧制得质量好的陶瓷刚玉磨料，降低成本和风险，减少氮氧化物的产生和污染。

2、本发明是通过如下技术方案来实现的：

3、即一种陶瓷刚玉磨料的制备工艺，其特征在于步骤如下：

4、1）通过挤压、过滤的方式，将高粘拟薄水铝石湿品制成固含量大于40%的滤饼；

5、2）对滤饼进行烘干，烘干温度80℃-140℃，滤饼烘干后自然碎裂成碎块；

6、3）对碎块进行破碎，破碎后，筛取16目筛网至100目筛网之间的颗粒；

7、4）筛取的颗粒进行煅烧，煅烧温度550℃-750℃；

8、5）煅烧后的颗粒，用浸渍法引入改良剂，配制含有硝酸钕、硝酸镧、硝酸钇、硝酸镁和硝酸钴的水溶液，煅烧颗粒与水溶液的重量配比为1：0.8，把水溶液和煅烧过的颗粒混合均匀；

9、6）浸渍后的颗粒烘干，去除所含的吸附水，烘干温度60℃-100℃；

10、7）对烘干后的颗粒进行二次煅烧，煅烧温度550℃-750℃；

11、8）煅烧后的颗粒进一步烧结，烧结时间5-30分钟，烧结温度1420℃-1440℃。

12、烧结后的颗粒即为陶瓷刚玉磨料，再筛分出各种粒度号的磨料成品。

13、上述步骤1）中制作滤饼时，优选制作一个钢制圆形模具，在钢制模具中铺上工业滤布，把高粘拟薄水铝石湿品放入工业滤布中，包裹起来，加上压力，挤出部分水分，模具的大小要与加压压力相匹配。

14、本发明不能采用烘干、晾干或抽真空等方式去除高粘拟薄水铝石湿品中水分。采用上述方式去除水分，无法获得致密的块状滤饼，本发明制作滤饼时去除水分，挤压成致密的块状滤饼，才有利于后期的烧结。

15、上述步骤2）中滤饼烘干时不要使滤饼中的水分蒸发太快，否则会产生气孔，气孔会造成烧结后磨料不够致密，影响磨料强度，滤饼烘干后会自然碎裂成几毫米到十几毫米的碎块，碎块裂开的表面会比较光滑、致密，并且微微反光，说明碎块致密，无气孔。

16、上述步骤4）和步骤7）中优选用回转式煅烧窑来煅烧，回转式煅烧窑可以连续煅烧，产能大 ，并且比较节省能源。

17、上述步骤5）中煅烧后的颗粒，由于结晶水的去除，颗粒内产生大量的微气孔，为引入改良剂提供了空间，浸渍时水溶液中的硝酸钕、硝酸镧、硝酸钇、硝酸镁、硝酸钴因微孔吸附作用而全部吸入颗粒。

18、上述步骤6）中浸渍后的颗粒烘干时温度不宜过高，以免硝酸盐分解。

19、上述步骤7）中颗粒进行二次煅烧，去除剩余的水分，促使硝酸盐分解。

20、进一步的，本发明的颗粒烧结后，粒径24#-180#。

21、进一步的，本发明的滤饼的厚度≤10mm。

22、进一步的，本发明的烧结后的颗粒中，以其中的氧化铝为基数，氧化钇、氧化钕、氧化镧、氧化镁及氧化钴总和占3.3%-6%。

23、本发明制得滤饼优选为是薄片状，厚度不要超过10mm，这样的滤饼，每个部位的含水量才会比较一致。滤饼太厚则中间部位的水分会比较高，水分含量高的滤饼，其效果不好。

24、进一步的，本发明的碎块采用球磨机或粉碎机或对辊机或圆盘破碎机破碎。

25、破碎设备根据最终的磨削对象来选择破碎设备，对辊机和圆盘破碎机破碎出来的料颗粒形状比较尖锐，适合低压力磨削；球磨机、粉碎机破碎出来的颗粒比较圆，适合比较高的压力磨削。

26、本发明还可以使用任何已知的其他破碎机，只要选用的破碎机可以将碎块破碎至设定大小即可。

27、进一步的，本发明的烧结时采用马弗炉或微波烧结炉或燃气式窑炉或回转式窑炉。

28、颗粒烧结不局限于以上几种窑炉，还可以用现有技术任何已知的可以达到烧结温度的窑炉。

29、本发明具有工艺简单、成本低、安全环保的优点。本发明的高粘拟薄水铝石湿品无需制成胶体，简化了制作工艺，不使用硝酸，解决了运输和使用中的潜在危害，后续工序中的加工设备可以不必再用昂贵的304不锈钢制作，第一次煅烧工序中不会分解产成氮氧化物气体，也无需要用scr还原法处理上述废气，不会造成环境污染，降低了成本。

技术特征：

1.一种陶瓷刚玉磨料的制备工艺，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷刚玉磨料的制备工艺，其特征在于滤饼的厚度≤10mm。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷刚玉磨料的制备工艺，其特征在于碎块采用球磨机或粉碎机或对辊机或圆盘破碎机破碎。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷刚玉磨料的制备工艺，其特征在于烧结后的颗粒中，以其中的氧化铝为基数，氧化钇、氧化钕、氧化镧、氧化镁及氧化钴总和占3.3%-6%。

技术总结本发明属于磨料技术领域，具体涉及一种陶瓷刚玉磨料的制备方法，其特征在于步骤如下：通过挤压、过滤的方式，将高粘拟薄水铝石湿品制成固含量大于40%的滤饼；对滤饼进行烘干、破碎、煅烧、浸渍改良剂、二次烘干、二次煅烧、烧结制得陶瓷刚玉磨料。本发明具有工艺简单、成本低、安全环保的优点。本发明的高粘拟薄水铝石湿品无需制成胶体，简化了制作工艺，不使用硝酸，解决了运输和使用中的潜在危害，后续工序中的加工设备可以不必再用昂贵的304不锈钢制作，第一次煅烧工序中不会分解产成氮氧化物气体，也无需要用SCR还原法处理上述废气，不会造成环境污染，降低了成本。技术研发人员：翟涵,翟晨曦,孙明秀,王梦瑶受保护的技术使用者：淄博四砂泰益研磨有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13