CN104474785A - 一种碳化硅陶瓷过滤板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳化硅陶瓷过滤板，由载体层、过渡层、膜层呈依次叠层构成；所述载体层的物料和过渡层的物料采用两次布料法半干压成型而形成板状，然后将膜层的料浆喷涂在过渡层的外表面上，经烧成而获得。此外还公开了上述碳化硅陶瓷过滤板的制备方法。本发明碳化硅陶瓷过滤板采用三层结构，具有更加合理的孔梯度；而且制备方法简单易行，有利于孔径调控，产品性能优良，强度高、孔隙率高，尤其是过滤孔不容易堵塞，有效提高了过滤效率，并延长了使用寿命，从而大大降低了精矿损失和企业的生产成本。

Description

一种碳化硅陶瓷过滤板及其制备方法

技术领域

本发明涉及固液分离技术领域，尤其涉及一种用于矿山精矿脱水处理的陶瓷过滤板及其制备方法。

背景技术

矿山精矿如金属矿的精矿固液分离、脱水过滤，通常是采用滤布压榨脱水的方式，但这种方法存在着以下技术缺陷：(1)效率低、能耗大，滤饼水分高；(2)滤布容易破损，从而造成精矿损失；(3)滤布容易堵塞，降低了生产效率；(4)滤布孔径较大，精矿中粒度小于100μm的金属容易流失，从而造成严重的浪费。为此，目前也开发采用了微孔陶瓷过滤板用于精矿脱水处理，但现有技术的陶瓷过滤板大多是由基体层和涂层组成，仍然存在着过滤板容易堵塞、阻力大、生产效率低的问题，而且过滤板强度低，破损率大，仍然无法有效解决精矿损失浪费的问题，同时也增加了选矿企业的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种强度高、具有合理孔梯度的碳化硅陶瓷过滤板，以提高固液分离效率，降低精矿损失和生产成本。本发明的另一目的在于提供上述碳化硅陶瓷过滤板的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种碳化硅陶瓷过滤板，由载体层、过渡层、膜层呈依次叠层构成；所述载体层的物料和过渡层的物料采用两次布料法半干压成型而形成板状，然后将膜层的料浆喷涂在过渡层的外表面上，经烧成而获得。

上述方案中，本发明所述载体层、过渡层均由碳化硅粉、无机粘结剂、塑化剂球土、有机粘结剂、造孔剂、水组成；所述膜层由碳化硅粉、无机粘结剂、有机粘结剂、水组成。

进一步地，本发明所述载体层的基料为粗碳化硅粉60～80wt％、细碳化硅粉10～30wt％、无机粘结剂钾长石1～2wt％、塑化剂球土8～10wt％，以载体层基料计，外加：有机粘结剂甲基纤维素0.5～1wt％、造孔剂核桃粉3～5wt％、水6～7wt％；所述过渡层的基料为粗碳化硅粉40～60wt％、细碳化硅粉30～53wt％、无机粘结剂钾长石1～2wt％、塑化剂球土6～8wt％，以过渡层基料计，外加：有机粘结剂甲基纤维素0.5～1wt％、造孔剂核桃粉2～3wt％、水6～7wt％；所述膜层的基料组成为超细碳化硅粉85～95wt％、无机粘结剂钾长石5～15wt％，以膜层基料计，外加：有机粘结剂甲基纤维素0.5～1wt％，水30wt％。

进一步地，本发明所述粗碳化硅粉的粒度为80～120目，细碳化硅粉的粒度为180～200目，超细碳化硅粉的细度为1～10μm。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的上述碳化硅陶瓷过滤板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述载体层和过渡层分别进行混料造粒陈腐而获得载体层物料和过渡层物料；将所述膜层进行混料球磨得到膜层料浆。

(2)采用两次布料法，首先将所述载体层物料布入模腔、刮平后，再布过渡层物料、刮平；然后采用半干压成型法在15～18Mpa压力下成形为板状坯体，总厚度为10mm，其中载体层为8.5～9mm，过渡层为1～1.5mm，并将坯体干燥、扫灰；

(3)采用喷枪将所述膜层料浆喷涂到坯体其过渡层的外表面上，形成的膜层其厚度为0.2～0.3mm；

(4)将喷涂膜层的坯体在1450～1500℃温度下烧成，保温30～60min，即获得碳化硅陶瓷过滤板成品。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明碳化硅陶瓷过滤板采用三层结构，具有更加合理的孔梯度。通过本发明制备方法制得的碳化硅陶瓷过滤板，强度高、孔隙率高，尤其是过滤孔不容易堵塞，有效提高了过滤效率。

(2)本发明制备工艺简单，有利于孔径调控，产品性能优良，其孔隙率为41～43％、孔径为0.1～1μm、抗折强度为11～13MPa。过滤板强度高，从而延长了使用寿命，有效降低了精矿损失和企业的生产成本；同时制备方法简单易行，有助于产业化的实现。

下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式

本发明实施例一种碳化硅陶瓷过滤板，由载体层、过渡层、膜层呈依次叠层构成；载体层、过渡层均由粗碳化硅粉、细碳化硅粉、无机粘结剂、塑化剂、有机粘结剂、造孔剂、水组成；膜层由超细碳化硅粉、无机粘结剂、有机粘结剂、水组成。

其中，无机粘结剂为钾长石，塑化剂为球土，有机粘结剂为甲基纤维素，造孔剂为核桃粉。

具体配方如表1所示。

表1 本发明各实施例碳化硅陶瓷过滤板的配方组成

注：1、外加的用量均以所属层基料计。

2、粗碳化硅粉粒度80～120目，细碳化硅粉粒度180～200目。

3、*为超细碳化硅粉细度。

本发明实施例碳化硅陶瓷过滤板的制备方法，其步骤如下：

(1)将载体层和过渡层分别进行混料造粒陈腐而获得载体层物料和过渡层物料；将膜层进行混料球磨得到膜层料浆。

(2)采用两次布料法，首先将载体层物料布入模腔、刮平后，再布过渡层物料、刮平；然后采用半干压成型法在15～18Mpa压力下成形为板状坯体，总厚度为10mm，其中载体层为8.5～9mm，过渡层为1～1.5mm，并将坯体干燥、扫灰；

(3)采用喷枪将膜层料浆喷涂到坯体其过渡层的外表面上，形成的膜层其厚度为0.2～0.3mm；

(4)将喷涂膜层的坯体在1450～1500℃温度下烧成，保温30～60min，即获得碳化硅陶瓷过滤板成品。

本发明各实施例其制备工艺参数如表2所示。

本发明各实施例制得的碳化硅陶瓷过滤板产品的性能测试如下：采用压汞法和氮吸附法测试孔隙率；采用透射电镜测试孔径；采用万能试验机测试抗折强度。其测试结果如表2所示。

表2 本发明各实施例碳化硅陶瓷过滤板的制备工艺参数及产品性能

本发明一种碳化硅陶瓷过滤板及其制备方法，各组分用量及其工艺参数不局限于上述列举的实施例。

Claims (5)

1.一种碳化硅陶瓷过滤板，其特征在于：由载体层、过渡层、膜层呈依次叠层构成；所述载体层的物料和过渡层的物料采用两次布料法半干压成型而形成板状，然后将膜层的料浆喷涂在过渡层的外表面上，经烧成而获得。

2.根据权利要求1所述的碳化硅陶瓷过滤板，其特征在于：所述载体层、过渡层均由碳化硅粉、无机粘结剂、塑化剂球土、有机粘结剂、造孔剂、水组成；所述膜层由碳化硅粉、无机粘结剂、有机粘结剂、水组成。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅陶瓷过滤板，其特征在于：所述载体层的基料为粗碳化硅粉60～80wt％、细碳化硅粉10～30wt％、无机粘结剂钾长石1～2wt％、塑化剂球土8～10wt％，以载体层基料计，外加：有机粘结剂甲基纤维素0.5～1wt％、造孔剂核桃粉3～5wt％、水6～7wt％；所述过渡层的基料为粗碳化硅粉40～60wt％、细碳化硅粉30～53wt％、无机粘结剂钾长石1～2wt％、塑化剂球土6～8wt％，以过渡层基料计，外加：有机粘结剂甲基纤维素0.5～1wt％、造孔剂核桃粉2～3wt％、水6～7wt％；所述膜层的基料组成为超细碳化硅粉85～95wt％、无机粘结剂钾长石5～15wt％，以膜层基料计，外加：有机粘结剂甲基纤维素0.5～1wt％，水30wt％。

4.根据权利要求3所述的碳化硅陶瓷过滤板，其特征在于：所述粗碳化硅粉的粒度为80～120目，细碳化硅粉的粒度为180～200目，超细碳化硅粉的细度为1～10μm。

5.权利要求1-4之一所述碳化硅陶瓷过滤板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将所述载体层和过渡层分别进行混料造粒陈腐而获得载体层物料和过渡层物料；将所述膜层进行混料球磨得到膜层料浆。

(2)采用两次布料法，首先将所述载体层物料布入模腔、刮平后，再布过渡层物料、刮平；然后采用半干压成型法在15～18Mpa压力下成形为板状坯体，总厚度为10mm，其中载体层为8.5～9mm，过渡层为1～1.5mm，并将坯体干燥、扫灰；

(3)采用喷枪将所述膜层料浆喷涂到坯体其过渡层的外表面上，形成的膜层其厚度为0.2～0.3mm；

(4)将喷涂膜层的坯体在1450～1500℃温度下烧成，保温30～60min，即获得碳化硅陶瓷过滤板成品。