CN113563801A - 一种氧化铝抛光粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化铝抛光粉的制备方法，包括以下步骤：S1、制备氢氧化铝：S2、向球磨机中加入二氧化硅、氧化铈、氧化铁以及步骤S1中的氢氧化铝，按照质量比为二氧化硅：氧化铈：氧化铁：氢氧化铝＝12～8：3～1：3～1：2～1的配比加入，粉碎后得到粉碎物料：S3、粉碎物料粗处理。本发明中，制备得到的氧化铝抛光粉呈菱形晶体，而传统工艺制备得到的氧化铝抛光粉为絮状晶体，通过本发明制备得到的氧化铝抛光粉具有很好的自锐性和韧性，可以大大提高其耐磨性，从抛光3小时延长到了5～5.5小时，白度也有提高，常规白度在89～92，而此工艺做的在98以上。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铝抛光粉技术领域，尤其涉及一种氧化铝抛光粉的制备方法。
背景技术
氧化铝作为常用的抛光粉有着性价比高，亮度好，切削力强等优点，耐磨性跟其他指标一样受到市场的关注，耐磨性的好坏直接影响着氧化铝抛光粉的档次和价格，提高耐磨性是节能降耗，增加产品利润的关键技术点之一。
首先，现有的氧化铝抛光粉多是通过高温烧结窑一次烧结而成，而该传统工艺容易使氧化铝产品自锐性降低，使氧化铝抛光粉很容易出现使用周期短、不耐磨等问题，容易抛光疲劳，其次，抛光粉在使用时，其切削能力较弱，使得抛光速度慢，进而导致抛光效率低下。
发明内容
为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，而提出的一种氧化铝抛光粉的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种氧化铝抛光粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备氢氧化铝：
S11、对稀释后的铝土矿进行沉降分离，获得粗液；
S12、粗液叶滤后获得精液；
S13、向精液中加入氢氧化铝晶种析出氢氧化铝，并对氢氧化铝进行洗涤，要求氢氧化铝的粒度：D10：30～35μm，D50：50～55μm，D90：65～70μm，Na2O的含量小于0.4％；
S2、向球磨机中加入二氧化硅、氧化铈、氧化铁以及步骤S1中的氢氧化铝，按照质量比为二氧化硅：氧化铈：氧化铁：氢氧化铝＝12～8：3～1：3～1：2～1的配比加入，粉碎后得到粉碎物料：
S3、粉碎物料粗处理；
S31、将粉碎物料加入搅拌机中，并在搅拌机中加入去离子水和乳化剂搅拌制得浆液；
S32、浆液经喷雾干燥机喷雾干燥，得到固体粉末颗粒；
S33、将固体粉末颗粒在350℃～380℃下保温烧结1h，再以1℃/min的降温速度降温至室温15℃～30℃，得到粗成品；
S4、将粗成品加入球磨机中进行二次研磨，研磨的过程中加入悬浮剂和分散剂，使其充分混合，获得粉末颗粒；
S5、粉末颗粒加入旋转管式炉中，经预烧、保温、高温煅烧和保温处理后，随炉冷却获得氧化铝抛光粉，粉碎粒度至D50：5.0～5.5μm，D90：＜10μm。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S5中，粉末颗粒在旋转管式炉中的处理方式包括以下步骤：
S51、将粉末颗粒以2℃/min的升温速度烧至450℃～470℃，并保温1h；
S52、再以2℃/min的升温速度烧至1320℃～1350℃，并保温2h；
S53、再以1℃/min的降温速度降温至室温15℃～30℃，获得氧化铝抛光粉。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述乳化剂包括脂肪酸皂、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐和磷酸盐中的一种。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述分散剂包括水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者几种的混合物。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S4中，研磨的过程中加入石英砂。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S11中，所述铝土矿的稀释方法包括以下步骤：
S111、将破碎后的铝土矿加入研磨机中进行研磨，研磨过程中加入苛性碱或者石灰进行湿磨，溶出矿浆；
S112、矿浆稀释后，对稀释液进行沉降分离，得到上层粗液和下层稠浓赤泥浆，取上层粗液即可。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S13中，所述氢氧化铝的洗涤方式为：将氢氧化铝用清水加热至40℃以上进行真空过滤洗涤。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，制备得到的氧化铝抛光粉呈菱形晶体，而传统工艺制备得到的氧化铝抛光粉为絮状晶体，通过本发明制备得到的氧化铝抛光粉具有很好的自锐性和韧性，可以大大提高其耐磨性，从抛光3小时延长到了5～5.5小时，白度也有提高，常规白度在89～92，而此工艺做的在98以上。
2、本发明中，氧化铈作为抛光材料具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点，氧化硅质地极硬，可提高抛光粉的硬度进而提高切削能力，氧化铁的结晶颗粒粗大、坚硬，以提高抛光粉粉体的硬度，从而提高抛光粉对晶体材料表面的切削效果。
3、本发明中，通过悬浮剂和分散剂可提高悬浮率，将物料分散，以防止粒子团聚，从而提高抛光粉的抛光效率，以此提高抛光粉的粉体品质。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的一种氧化铝抛光粉的制备方法制备得到的氧化铝抛光粉的粉体电镜示意图；
图2示出了传统工艺制备得到的工业氧化铝抛光粉的粉体电镜示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种氧化铝抛光粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备氢氧化铝：
S11、对稀释后的铝土矿进行沉降分离，获得粗液；
S111、将破碎后的铝土矿加入研磨机中进行研磨，研磨过程中加入苛性碱或者石灰进行湿磨，溶出矿浆；
S112、矿浆稀释后，对稀释液进行沉降分离，得到上层粗液和下层稠浓赤泥浆，取上层粗液即可；
S12、粗液叶滤后获得精液；
S13、向精液中加入氢氧化铝晶种析出氢氧化铝，并对氢氧化铝进行洗涤，要求氢氧化铝的粒度：D10：30～35μm，D50：50～55μm，D90：65～70μm，Na2O的含量小于0.4％；
具体的，氢氧化铝的洗涤方式为：将氢氧化铝用清水加热至40℃以上进行真空过滤洗涤；
S2、向球磨机中加入二氧化硅、氧化铈、氧化铁以及步骤S1中的氢氧化铝，按照质量比为二氧化硅：氧化铈：氧化铁：氢氧化铝＝12：3：3：2的配比加入，粉碎后得到粉碎物料：
其中，氧化铈作为抛光材料具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点，氧化硅质地极硬，可提高抛光粉的硬度进而提高切削能力，氧化铁的结晶颗粒粗大、坚硬，以提高抛光粉粉体的硬度，从而提高抛光粉对晶体材料表面的切削效果；
S3、粉碎物料粗处理；
S31、将粉碎物料加入搅拌机中，并在搅拌机中加入去离子水和乳化剂搅拌制得浆液，具体的，乳化剂包括脂肪酸皂、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐和磷酸盐中的一种；
S32、浆液经喷雾干燥机喷雾干燥，得到固体粉末颗粒；
S33、将固体粉末颗粒在360℃下保温烧结1h，再以1℃/min的降温速度降温至室温25℃，得到粗成品；
S4、将粗成品加入球磨机中进行二次研磨，研磨的过程中加入悬浮剂和分散剂，使其充分混合，获得粉末颗粒，具体的，分散剂包括水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者几种的混合物；
其中，通过悬浮剂和分散剂可提高悬浮率，将物料分散，以防止粒子团聚，从而提高抛光粉的抛光效率，以此提高抛光粉的粉体品质；
S5、粉末颗粒加入旋转管式炉中，经预烧、保温、高温煅烧和保温处理后，随炉冷却获得氧化铝抛光粉，粉碎粒度至D50：5.0～5.5μm，D90：＜10μm。
具体的，在步骤S5中，粉末颗粒在旋转管式炉中的处理方式包括以下步骤：
S51、将粉末颗粒以2℃/min的升温速度烧至460℃，并保温1h；
S52、再以2℃/min的升温速度烧至1340℃，并保温2h；
S53、再以1℃/min的降温速度降温至室温25℃，获得氧化铝抛光粉。
其中，在步骤S4中，研磨的过程中还可以加入石英砂，通过石英砂可提高抛光粉的切削能力。
因为，氧化铝抛光粉的单晶大小决定抛光产品表面纹路的粗细，容不容易清光，其中，菱形晶体容易抛出黄白光，片状或者絮状晶体磨削力差不易出光，因此，分别选取本发明制备得到的氧化铝抛光粉和工业氧化铝为原料，在隧道窑内烧至1420℃后，保温2h，然后再用球磨机对处理后的两份原料磨26h，最后，再分别取出两组样品拍电镜，其电镜图如图1和图2所示；
根据图1和图2可得，本发明制备得到的氧化铝抛光粉呈菱形晶体，而工业氧化铝抛光粉为絮状晶体，通过本发明制备得到的氧化铝抛光粉具有很好的自锐性和韧性，可以大大提高其耐磨性，从抛光3小时延长到了5～5.5小时，白度也有提高，常规白度在89～92，而此工艺做的在98以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备氢氧化铝：
S11、对稀释后的铝土矿进行沉降分离，获得粗液；
S12、粗液叶滤后获得精液；
S13、向精液中加入氢氧化铝晶种析出氢氧化铝，并对氢氧化铝进行洗涤，要求氢氧化铝的粒度：D10：30～35μm，D50：50～55μm，D90：65～70μm，Na2O的含量小于0.4％；
S2、向球磨机中加入二氧化硅、氧化铈、氧化铁以及步骤S1中的氢氧化铝，按照质量比为二氧化硅：氧化铈：氧化铁：氢氧化铝＝12～8：3～1：3～1：2～1的配比加入，粉碎后得到粉碎物料：
S3、粉碎物料粗处理；
S31、将粉碎物料加入搅拌机中，并在搅拌机中加入去离子水和乳化剂搅拌制得浆液；
S32、浆液经喷雾干燥机喷雾干燥，得到固体粉末颗粒；
S33、将固体粉末颗粒在350℃～380℃下保温烧结1h，再以1℃/min的降温速度降温至室温15℃～30℃，得到粗成品；
S4、将粗成品加入球磨机中进行二次研磨，研磨的过程中加入悬浮剂和分散剂，使其充分混合，获得粉末颗粒；
S5、粉末颗粒加入旋转管式炉中，经预烧、保温、高温煅烧和保温处理后，随炉冷却获得氧化铝抛光粉，粉碎粒度至D50：5.0～5.5μm，D90：＜10μm。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，粉末颗粒在旋转管式炉中的处理方式包括以下步骤：
S51、将粉末颗粒以2℃/min的升温速度烧至450℃～470℃，并保温1h；
S52、再以2℃/min的升温速度烧至1320℃～1350℃，并保温2h；
S53、再以1℃/min的降温速度降温至室温15℃～30℃，获得氧化铝抛光粉。
3.根据权利要求1所述的一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，所述乳化剂包括脂肪酸皂、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐和磷酸盐中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括水玻璃、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，研磨的过程中加入石英砂。
6.根据权利要求1所述的一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，在步骤S11中，所述铝土矿的稀释方法包括以下步骤：
S111、将破碎后的铝土矿加入研磨机中进行研磨，研磨过程中加入苛性碱或者石灰进行湿磨，溶出矿浆；
S112、矿浆稀释后，对稀释液进行沉降分离，得到上层粗液和下层稠浓赤泥浆，取上层粗液即可。
7.根据权利要求6所述的一种氧化铝抛光粉的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，所述氢氧化铝的洗涤方式为：将氢氧化铝用清水加热至40℃以上进行真空过滤洗涤。
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