CN101773746A - 真空陶瓷过滤板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是真空陶瓷过滤板及其制造方法，真空陶瓷过滤板结构是在真空陶瓷过滤板膜面上开有膜孔，膜孔形状是梯阶状，呈倒锥形，膜面厚度0.2-0.7mm，制造方法：基板结合剂配制；混料、成型、干燥；第一次烧结、磨加工、浸泡冲洗；阶段式喷膜工艺；二次干燥；二次烧结、粘接；装配孔制作、安装；封边、油漆；检验、入库。优点：节约了用户的采购费用；减少了更换过滤板的频次，减少了生产中非预期爆板而造成的停机时间损失，提高了生产效率；减少生产过程中固废的产生，有着很好的环保价值和社会经济效益。整体结构强度(湿态)达到0.6MPa空压试验不爆板，耐磨度高出常规膜面一倍以上。过滤板的报废率下降50％以上，减少固废的产生。

Description

真空陶瓷过滤板及其制造方法

技术领域

本发明涉及的是一种用于陶瓷过滤机的真空陶瓷过滤板及其制造方法，属于陶瓷过滤机附件技术领域。

背景技术

过滤机是利用多孔性过滤介质，截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒，而实现固、液分离的设备。过滤机广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。过滤板是陶瓷过滤机的核心部件。采用无机膜孔烧制工艺，利用毛细管原理，形成板内真空，节能有效地将浆料中的水份分离抽取，而将浆料中的固体物质截留在过滤板上，再用刮刀刮除。目前还没有过滤板的国际标准以及国家行业标准，国内仅有过滤机的行业标准，来规范过滤板的质量。而过滤板的设计开发的理论研究方面相对滞后，使得过滤板的性能和实际使用效果难以满足客户越来越高的要求，比如：过滤板的使用效果和使用寿命。在过去的矿山选矿工艺中多采用式过滤工艺，由于此工艺能耗大，产量低，水资源流失大，尾矿水分大，占地广，并造成了存放安全隐患。

发明内容

本发明提出一种用于陶瓷过滤机的真空陶瓷过滤板及其制造方法，其目的旨在确保过滤板在其整个寿命周期内持续保持固液分离能力，尽可能地增加反冲洗以及超声波联合化学清洗压力来提升过滤板清洗效果。从设计和工艺配方上保证基板的抗折强度和成品板的粘接强度，从而提升过滤板的结构强度以防止过滤板出现爆板的状况，从而保证生产的连续进行。

本发明的技术解决方案：其特征是在膜面上开有膜孔，膜孔形状是梯阶状，呈倒锥形，膜面厚度0.2-0.7mm，膜孔形状是粗孔型或中等孔型或细孔型或超细孔型，真空陶瓷过滤板的底边上设水嘴，真空陶瓷过滤板的底部设装配圈，真空陶瓷过滤板外弧弦长382-610mm、真空陶瓷过滤板底边228-302mm，两装配圈的中心距166-239mm，装配圈外径38-50mm，装配圈内径11-14mm，水嘴外径14-19mm，真空陶瓷过滤板垂直高度316-619mm，装配圈中心距底边高度34.5-37mm，真空陶瓷过滤板厚度25-35mm；当净水压力为0.1MPa时用粗孔型：过滤通量3260-3420kg/h·m²；用中等孔型：过滤通量3020-3260kg/h·m²；用细孔型：过滤通量2780-3020kg/h·m2；用超细孔型：过滤通量1200-1320kg/h·m2。

真空陶瓷过滤板的制造方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：

一、基板结合剂配制，各成份的重量比：

钾长石∶高岭土∶粘结剂糊精粉＝(0.60-0.74)∶(0.40-0.24)∶(0.2-0.4)，混合均匀，过80目-180目筛网两次，除去杂质，密封保存；

二、混料、成型、干燥，

1)混料：各成份的重量比：

氧化铝磨料∶结合剂∶润湿剂＝100∶(15-30)∶(1.5-3)，混料时间不得低于25分钟，无辅料球，过60目筛，密封闷料4小时以上；

2)成型：将混料再一次过筛，校准计量器具，按施工单准确称料，倒入模具，摊刮料均匀，在设定的压力下压制，坯料无缺损；

3)干燥：在30℃-40℃干燥24小时，再在40℃-80℃干燥30小时；

三、第一次烧结、磨加工、浸泡冲洗，

1)一次烧结，低温期：常温至600℃，每小时升温40℃；中温期：600℃-900℃，每小时升温30℃；高温期：900℃-1350℃，每小时升温20℃/；

2)磨加工：将基板两面磨平，平整度≤0.15mm，槽面深≥2mm，

3)浸泡冲洗：将磨加工后的基板在浓度1％草酸中浸泡24小时后，用高压水枪冲洗；

四、阶段式喷膜工艺，

1)喷膜结合剂的配制：各成份的重量比：

叶腊石∶膨润土∶白云石∶长石粉∶甲基∶腐殖酸钠＝(0.30-0.40)∶(0.33-0.38)∶(0.0457-0.055)∶(0.22-0.25)∶(0.00047-0.0007)；

膜的制作工艺：用滚动球磨机，将结合剂准确称重放置于陶瓷球磨瓶中。加入6-8kg锆球，加入2.5-3.9kg水，密封球瓶，侧平放置。球磨24小时后打开球瓶，加入白刚玉磨料微粉4-6.5kg以及水1-3kg，封盖再次球磨4-8小时后，过180目-280目筛备用，在实施喷膜时根据需要加入水进行浆液浓度调整，一般为原浆液∶水＝1∶(0.1-0.2)，喷膜设备由空压机及喷枪组成，压力调整为0.2-0.3MPa，

所述的磨料微粉包括型号W3、型号W5、型号W7、型号W20，其中型号W3的磨料微粉力度为6000目，型号W5的磨料微粉4000目、型号W7的磨料微粉力度3000目、型号W20的磨料微粉力度500目，加入其中的一种；

五、二次干燥，

将喷膜好的基板自然平放在干燥架上进行自然干燥，在阳光下25℃以上，干燥8小时，或在50℃干燥箱内烘干4小时，含水率≤0.1％；

六、二次烧结、粘接，

二次烧结：将窑具硼板面用320目氧化铝粉铺平，膜面与氧化铝粉相接触，基板槽面向上，在槽面上均匀撒下氧化铝粉，将第二块基板槽面与之相吻合，每一个孔内为二块基板，再用窑具站柱将第一块硼板支撑好，多块硼板依次将窑内装满，二次烧结时间为22-25小时，最高烧结温度为1290-1320℃，自然冷却；

粘接：清除膜面及槽面的氧化铝粉，胶结剂的重量配比是环氧树脂∶固化剂∶滑石粉或氧化铝粉＝5∶3∶2进行中和调均；用粘胶工具均匀地将胶涂覆在基板的槽面边缘平面及基板槽的头面上，将两块相同型号的粘胶板对合后，除去挤压的多余的胶并补足空隙处，30分钟后将合好的两板放置于固定4-5小时固化成型；或直接用A/B胶(型号KD-504A)；

七、装配孔制作、安装，

将粘接基板对应放置在的夹具上，用金刚石钻头在钻床上打孔，将打好孔的基板平置在装有中心距的模板上，将装配圈用环氧树脂胶涂均充满孔，再将装配盖涂上环氧树脂盖上，再用夹具固定，四小时后拆除；

八、封边、油漆，

将产品的工作面用合适的胶纸覆盖好，放置在固定架上，用环氧树脂胶将合好板的周边均匀涂上，除弧面必须涂覆三次外，其他三个周边为二次，并将装配件中的中心孔件涂胶，垂直粘结在产品的进出水孔上，24小时后将产品卸下油漆；

油漆：用工具将周边涂胶处进行修整后，将环树氧树脂、防腐油漆、常用的油漆固化剂将产品周边及装配圈周边非工作面进行反复涂刷(3-4次)，自然干燥后即可；

九、检验、入库，

撕去胶纸，用橡皮擦除胶纸残留在膜面的残留胶。

本发明的优点：节约了用户的采购费用；减少了更换过滤板的频次，减少了生产中非预期爆板而造成的停机时间损失，提高了生产效率；减少生产过程中固废的产生，有着很好的环保价值和社会经济效益。选用了提高膜面耐磨度的无机材料，使得过滤板的性能得到极大的提升，整体结构强度(湿态)达到0.6MPa空压试验不爆板，耐磨度高出常规膜面一倍以上。为广大用户更好的现场应用打下了坚实的基础。由于极大地提高了过滤板的使用寿命，使得过滤板的报废率至少下降了50％以上，减少了固废的产生，进一步减轻了环保压力，具有较好的推广应用前景。

附图说明

附图1是真空陶瓷过滤板的结构示意图。附图2是图1的侧视图。

图中的1是真空陶瓷过滤板、2是膜面、3是装配圈、4是水嘴。

具体实施方式

对照图1，其结构是在膜面1上开有膜孔，膜孔形状是梯阶状，呈倒锥形，膜面厚度0.2-0.7mm，膜孔形状是粗孔型或中等孔型或细孔型或超细孔型，真空陶瓷过滤板1的底边上设水嘴4，真空陶瓷过滤板1的底部设装配圈3，真空陶瓷过滤板1外弧弦长382-610mm、真空陶瓷过滤板1底边228-302mm，装配圈3中心距166-239mm，装配圈3外径38-50mm，装配圈内径11-14mm，水嘴4外径14-19mm，真空陶瓷过滤板1垂直高度316-619mm，装配圈中心距底边高度34.5-37mm，真空陶瓷过滤板1厚度25-35mm；当净水压力为0.1MPa时用粗孔型：过滤通量3260-3420kg/h·m²；用中等孔型：过滤通量3020-3260kg/h·m²；用细孔型：过滤通量2780-3020kg/h·m²；用超细孔型：过滤通量1200-1320kg/h·m²。

真空陶瓷过滤板的的制造工艺流程：

结合剂配制→混料→成型→干燥→烧结→磨加工→浸泡冲洗→阶段式喷膜工艺(膜料配制→球磨→调整浓度)→干燥→烧结→粘接→装配孔制作→装配孔的安装→封边→油漆→检验→入库

过滤板的性能应符合表1的规定。

表1

项目	指标
		抗折强度试验	≥25MPa
过滤板结构强度	0.6MPa不爆板

过滤板使用寿命指标≥16000hr

通过调整基板原材料粒度组成及磨料的形状的选型，选择高强度、耐磨削、高硬度和具有极高耐化学腐蚀的磨料进行表面喷膜处理，以及进一步优化工艺组合，使新产品具有：提高了过滤板整体结构强度和膜面的耐磨度；提高了过滤板的使用寿命；产品所用原料为无机固整体，无放射有毒气味，烧结工艺采用天然气烧制，无烟雾排放，工艺中无酸碱处理和排放。

Claims (2)

1.真空陶瓷过滤板，其特征是在膜面上开有膜孔，膜孔形状是梯阶状，呈倒锥形，膜面厚度0.2-0.7mm，膜孔形状是粗孔型或中等孔型或细孔型或超细孔型，真空陶瓷过滤板的底边上设水嘴，真空陶瓷过滤板的底部设装配圈，真空陶瓷过滤板外弧弦长382-610mm，真空陶瓷过滤板底边228-302mm，两装配圈的中心距166-239mm，装配圈外径38-50mm，装配圈内径11-14mm，水嘴外径14-19mm，真空陶瓷过滤板垂直高度316-619mm，装配圈中心距底边高度34.5-37mm，真空陶瓷过滤板厚度25-35mm；当净水压力为0.1MPa时用粗孔型：过滤通量3260-3420kg/h·m²；用中等孔型：过滤通量3020-3260kg/h·m²；用细孔型：过滤通量2780-3020kg/h·m²；用超细孔型：过滤通量1200-1320kg/h·m²。

2.真空陶瓷过滤板的制造方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：

一、基板结合剂配制，各成份的重量比：

钾长石∶高岭土∶粘结剂糊精粉＝(0.60-0.74)∶(0.40-0.24)∶(0.2-0.4)，混合均匀，过80目-180目筛网两次，除去杂质，密封保存；

二、混料、成型、干燥，

1)混料：各成份的重量比：

氧化铝磨料∶结合剂∶润湿剂＝100∶(15-30)∶(1.5-3)，混料时间不得低于25分钟，无辅料球，过60目筛，密封闷料4小时以上；

2)成型：将混料再一次过筛，校准计量器具，按施工单准确称料，倒入模具，摊刮料均匀，在设定的压力下压制，坯料无缺损；

3)干燥：在30℃-40℃干燥24小时，再在40℃-80℃干燥30小时；

三、第一次烧结、磨加工、浸泡冲洗，

1)一次烧结，低温期：常温至600℃，每小时升温40℃；中温期：600℃-900℃，每小时升温30℃；高温期：900℃-1350℃，每小时升温20℃/；

2)磨加工：将基板两面磨平，平整度≤0.15mm，槽面深≥2mm，

3)浸泡冲洗：将磨加工后的基板在浓度1％草酸中浸泡24小时后，用高压水枪冲洗；

四、阶段式喷膜工艺，

1)喷膜结合剂的配制：各成份的重量比：

叶腊石∶膨润土∶白云石∶长石粉∶甲基∶腐殖酸钠＝(0.30-0.40)∶(0.33-0.38)∶(0.0457-0.055)∶(0.22-0.25)∶(0.00047-0.0007)；

膜的制作工艺：用滚动球磨机，将结合剂准确称重放置于陶瓷球磨瓶中。加入6-8kg锆球，加入2.5-3.9kg水，密封球瓶，侧平放置。球磨24小时后打开球瓶，加入白刚玉磨料微粉4-6.5kg以及水1-3kg，封盖再次球磨4-8小时后，过180目-280目筛备用，在实施喷膜时根据需要加入水进行浆液浓度调整，一般为原浆液∶水＝1∶(0.1-0.2)，喷膜设备由空压机及喷枪组成，压力调整为0.2-0.3MPa，

五、二次干燥，

将喷膜好的基板自然平放在干燥架上进行自然干燥，在阳光下25℃以上，干燥8小时，或在50℃干燥箱内烘干4小时，含水率≤0.1％；

六、二次烧结、粘接，

二次烧结：将窑具硼板面用320目氧化铝粉铺平，膜面与氧化铝粉相接触，基板槽面向上，在槽面上均匀撒下氧化铝粉，将第二块基板槽面与之相吻合，每一个孔内为二块基板，再用窑具站柱将第一块硼板支撑好，多块硼板依次将窑内装满，二次烧结时间为22-25小时，最高烧结温度为1290-1320℃，自然冷却；

粘接：清除膜面及槽面的氧化铝粉，胶结剂的重量配比是环氧树脂∶固化剂∶滑石粉或氧化铝粉＝5∶3∶2进行中和调均；用粘胶工具均匀地将胶涂覆在基板的槽面边缘平面及基板槽的头面上，将两块相同型号的粘胶板对合后，除去挤压的多余的胶并补足空隙处，30分钟后将合好的两板放置于固定4-5小时固化成型；或直接用A/B胶；

七、装配孔制作、安装，

将粘接基板对应放置在的夹具上，用金刚石钻头在钻床上打孔，将打好孔的基板平置在装有中心距的模板上，将装配圈用环氧树脂胶涂均充满孔，再将装配盖涂上环氧树脂盖上，再用夹具固定，四小时后拆除；

八、封边、油漆，

将产品的工作面用合适的胶纸覆盖好，放置在固定架上，用环氧树脂胶将合好板的周边均匀涂上，除弧面必须涂覆三次外，其他三个周边为二次，并将装配件中的中心孔件涂胶，垂直粘结在产品的进出水孔上，24小时后将产品卸下油漆；

油漆：用工具将周边涂胶处进行修整后，将环树氧树脂、防腐油漆、常用的油漆固化剂将产品周边及装配圈周边非工作面进行反复涂刷(3-4次)，自然干燥后即可；

九、检验、入库，

撕去胶纸，用橡皮擦除胶纸残留在膜面的残留胶。

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