CN105837187A - 用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，包括以下步骤：1）将氧化铝吸附球废料破碎后，球磨至平均粒径为0.5‑3微米，得到氧化铝吸附球废料微粉；2）将废辊棒、碳酸钡和白云石混合研磨得到第一混合粉料，将钾长石研磨并与所述第一混合粉料氧化铝吸附球废料微粉混合搅拌均匀得到第二混合粉料；3）取所述第二混合粉料进行喷雾造粒，经压力成形，制得微晶高铝球生坯；4）将所述微晶高铝球生坯置于隧道窑中烧成；本发明具有微晶粒、高耐磨性、节约资源、保护生态环境、降低生产成本的优点。

Description

用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法
技术领域
本发明涉及一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法。
背景技术
高铝球因其硬度高、密度大、耐磨、耐腐蚀性等特点，现大多作为研磨介质，广泛应用于建筑卫生陶瓷、工业陶瓷、电子陶瓷、高档耐火材料、特种水泥、非金属矿物等行业，然而现有的用于制备高铝球的原料均较为昂贵，而工业中产生的氧化铝废料难以直接用于制备出具备良好性能的高铝球。
活性氧化铝球在石油化工、化肥工业中，广泛用在吸附塔中作为吸附剂、催化剂或催化剂载体等，使用过后一般进行掩埋处理，造成了材料的浪费及对环境的污染，且近十年来，我国建筑卫生陶瓷和日用陶瓷的快速发展带动了用于陶瓷烧成的辊道窑数量的急剧增加，作为辊道窑关键部件的陶瓷辊棒的产量由1995 年的1 万多吨增加到2007 年的6万多吨。由于陶瓷辊棒是辊道窑中的消耗部件，使用寿命一般为6～10个月，即每年有至少5万吨的废辊棒产生。因此，如何变废为宝，将废弃活性氧化铝球及废辊棒结合具体的工艺来获得具有高耐磨性能的微晶高铝球是行业内为了节约资源、保护生态环境、降低生产成本的研究课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种具有微晶粒、高耐磨性、节约资源、保护生态环境、降低生产成本的用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法。
本发明的技术解决方案如下： 一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，包括以下步骤：
1） 将氧化铝吸附球废料破碎后，球磨至平均粒径为0.5-3微米，得到氧化铝吸附球废料微粉；
2） 将废辊棒、碳酸钡和白云石混合研磨至平均粒径为0.1-0.2微米得到第一混合粉料，再将钾长石研磨至平均粒径为50-80nm并与所述第一混合粉料以及步骤1）中制得的氧化铝吸附球废料微粉混合搅拌均匀得到第二混合粉料；
3）取所述第二混合粉料进行过筛、强磁除铁，然后进行喷雾造粒，筛选出粒径为40目-120 目的颗粒经压力成形，制得微晶高铝球生坯；
4） 将所述微晶高铝球生坯置于隧道窑中，以每小时30℃-45℃的升温速率升温至1400℃ -1430℃，保温8小时-10小时，冷却后即得微晶高铝球。
按重量份数计算各原料的配比如下：氧化铝吸附球废料55-65份；废辊棒25-35份；碳酸钡2-4份；白云石2-3份；钾长石3-5份。
作为优选，按重量份数计算各原料的配比如下：氧化铝吸附球废料60份；废辊棒30份；碳酸钡3份；白云石3份；钾长石4份。
所述氧化铝吸附球废料为工业中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的氧化铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
作为优选，所述氧化铝吸附球废料为在双氧水制备或炼油厂的吸附塔中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
所述废辊棒为陶瓷企业产生的氧化铝的质量百分含量大于80%的废瓷棒。
所述压力成形采用冷等静压成形为球状制品，成形压力为90MPa-120MPa。
本发明的有益效果是：本发明将废弃活性氧化铝球及废辊棒结合具体的配方采用合理的工艺制备出了具有微晶化晶粒、高耐磨性能的微晶高铝球，不但节约资源、保护生态环境，而且大大降低了生产成本以及扩展了原料来源。使工业废料得到资源化和高附加值利用，具有良好的经济效益和社会效益。采用本发明制备的微晶高铝球的密度为3.25g/cm3-3.45g/cm3，每小时的磨损量小于0.02％。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例一
一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，包括以下步骤：
1） 将58kg氧化铝吸附球废料破碎后，球磨至平均粒径为0.5-3微米，得到氧化铝吸附球废料微粉；
2） 将35kg废辊棒、2kg碳酸钡和2kg白云石混合研磨至平均粒径为0.1-0.2微米得到第一混合粉料，再将3kg钾长石研磨至平均粒径为50-80nm并与所述第一混合粉料以及步骤1）中制得的氧化铝吸附球废料微粉混合搅拌均匀得到第二混合粉料；
3）取所述第二混合粉料进行过筛、强磁除铁，然后进行喷雾造粒，筛选出粒径为40目-120 目的颗粒经压力成形，制得微晶高铝球生坯；
4） 将所述微晶高铝球生坯置于隧道窑中，以每小时45℃的升温速率升温至1430℃，保温10小时，冷却后即得微晶高铝球。
作为优选，所述氧化铝吸附球废料为在双氧水制备或炼油厂的吸附塔中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
所述废辊棒为陶瓷企业产生的氧化铝的质量百分含量大于80%的废瓷棒。
所述压力成形采用冷等静压成形为球状制品，成形压力为100MPa。
所制备的微晶高铝球的密度为3.35g/cm3，每小时的磨损量为0.016％。
实施例二
一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，包括以下步骤：
1） 将65kg氧化铝吸附球废料破碎后，球磨至平均粒径为0.5-3微米，得到氧化铝吸附球废料微粉；
2） 将25kg废辊棒、2kg碳酸钡和3kg白云石混合研磨至平均粒径为0.1-0.2微米得到第一混合粉料，再将5kg钾长石研磨至平均粒径为50-80nm并与所述第一混合粉料以及步骤1）中制得的氧化铝吸附球废料微粉混合搅拌均匀得到第二混合粉料；
3）取所述第二混合粉料进行过筛、强磁除铁，然后进行喷雾造粒，筛选出粒径为40目-120 目的颗粒经压力成形，制得微晶高铝球生坯；
4） 将所述微晶高铝球生坯置于隧道窑中，以每小时30℃的升温速率升温至1420℃，保温10小时，冷却后即得微晶高铝球。
作为优选，所述氧化铝吸附球废料为炼油厂的吸附塔中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
所述废辊棒为陶瓷企业产生的氧化铝的质量百分含量大于80%的废瓷棒。
所述压力成形采用冷等静压成形为球状制品，成形压力为120MPa。
所制备的微晶高铝球的密度为3.25g/cm3，每小时的磨损量为0.018％。
实施例三
一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，包括以下步骤：
1） 将60kg氧化铝吸附球废料破碎后，球磨至平均粒径为0.5-3微米，得到氧化铝吸附球废料微粉；
2） 将30kg废辊棒、3kg碳酸钡和3kg白云石混合研磨至平均粒径为0.1-0.2微米得到第一混合粉料，再将4kg钾长石研磨至平均粒径为50-80nm并与所述第一混合粉料以及步骤1）中制得的氧化铝吸附球废料微粉混合搅拌均匀得到第二混合粉料；
3）取所述第二混合粉料进行过筛、强磁除铁，然后进行喷雾造粒，筛选出粒径为40目-120 目的颗粒经压力成形，制得微晶高铝球生坯；
4） 将所述微晶高铝球生坯置于隧道窑中，以每小时45℃的升温速率升温至1430℃，保温8小时，冷却后即得微晶高铝球。
作为优选，所述氧化铝吸附球废料为在双氧水制备或炼油厂的吸附塔中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
所述废辊棒为陶瓷企业产生的氧化铝的质量百分含量大于80%的废瓷棒。
所述压力成形采用冷等静压成形为球状制品，成形压力为90MPa-120MPa。
所制备的微晶高铝球的密度为3.45g/cm3，每小时的磨损量为0.013％。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1） 将氧化铝吸附球废料破碎后，球磨至平均粒径为0.5-3微米，得到氧化铝吸附球废料微粉；
2） 将废辊棒、碳酸钡和白云石混合研磨至平均粒径为0.1-0.2微米得到第一混合粉料，将钾长石研磨至平均粒径为50-80nm并与所述第一混合粉料以及步骤1）中制得的氧化铝吸附球废料微粉混合搅拌均匀得到第二混合粉料；
3）取所述第二混合粉料进行过筛、强磁除铁，然后进行喷雾造粒，筛选出粒径为40目-120 目的颗粒经压力成形，制得微晶高铝球生坯；
4） 将所述微晶高铝球生坯置于隧道窑中，以每小时30℃-45℃的升温速率升温至1400℃ -1430℃，保温8小时-10小时，冷却后即得微晶高铝球。
2. 根据权利要求1所述的用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，其特征在于：按重量份数计算各原料的配比如下：氧化铝吸附球废料55-65份；废辊棒25-35份；碳酸钡2-4份；白云石2-3份；钾长石3-5份。
3. 根据权利要求2所述的用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，其特征在于：按重量份数计算各原料的配比如下：氧化铝吸附球废料60份；废辊棒30份；碳酸钡3份；白云石3份；钾长石4份。
4. 根据权利要求1或2或3所述的用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，其特征在于：所述氧化铝吸附球废料为工业中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的氧化铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
5. 根据权利要求4所述的用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，其特征在于：所述氧化铝吸附球废料为在双氧水制备或炼油厂的吸附塔中使用过的活性氧化铝球废料经过1000℃高温处理后获得的铝的质量百分含量大于98%的氧化铝原料。
6. 根据权利要求1或2或3所述的用氧化铝废料制备微晶高铝球的方法，其特征在于：所述废辊棒为陶瓷企业产生的氧化铝的质量百分含量大于80%的废瓷棒。
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