一種輕質環保瓷填料的製作方法

2023-06-14 22:55:46 3

專利名稱：一種輕質環保瓷填料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種填料，尤其是一種輕質環保瓷填料。
背景技術：
目前，在化工和冶金行業的反應塔中，在焦化煤氣行業的洗滌脫硫塔中，在工業水處理過濾塔和醫藥行業的蒸餾水塔中，都需求大量的填料，而且裝填的填料應具有耐酸耐鹼性、耐急冷急熱性、有溼潤吸附能力、比重輕又能抗壓等性能，這些填料可用粘土材料、金屬材料、木料和塑料來進行製造，而目前用粘土材料來製造的填料不僅具有一定的綜合物理化學性能，而且它相對於用金屬材料、木料和塑料製造來說，還具有其製造成本較低，使用壽命較長的特點，因而用粘土材料製造的填料應用較廣，尤其是隨著用經過活化處理後的粘土材料(陶土或瓷土)製造的輕質瓷填料迅速發展，其填料的綜合物理化學性能有所提高，還具有比重輕，安裝使用方便的特點，因此其輕質瓷填料的使用更適合用戶的要求，市場也不斷增大，這些輕質瓷填料目前大都以高鎂質粘土和造孔劑(如木屑或樹脂等)為主要材料，再加適量的巖粉等混合擠壓高溫燒制而成，雖然其輕質瓷填料它具有較高的耐急冷急熱性、溼潤吸咐能力和一定的耐酸耐鹼性、抗壓強度以及比重輕的特點，但它還存在有下列不足之處第一是，因高鎂質粘土中含三氧化二鋁量較低，因而其輕質瓷填料抗壓強度不高，再是高鎂鋁質粘土中含三氧化二鐵較高，其輕質瓷填料耐酸耐鹼性不穩定；第二是，其高鎂質粘土所用原材料成本相對較高，因為高鎂質粘土原料貯藏量相對較少，產地分布也不太均，因而其原料價格較高，甚至還可能出現供不應求的現象，再是造孔劑用樹脂原料價格高，若用木屑其加入量比例需高達20-30％，消耗木屑量大，當地採購有些困難，為此要麼運距離去採購，增加生產成本，要麼在當地砍伐樹木來製取木屑，浪費森林資源，不利於環境保護；第三是，用上述高鎂質粘土和木屑或樹脂等原材料製成的輕質瓷填料其燒制時間要60小時以上、燒制溫度高達1300℃，因此需要消耗大量的燃料，增加了生產成本，生產周期長。綜合上述，用高鎂質粘土和木屑或樹脂為主要原料等製造的輕質瓷填料，雖然它具有一定的物理化學性能，但它抗壓強度較低，耐酸耐鹼性不穩定，生產製造成本相對較高，且浪費森林資源，不利於環境保護，影響企業的經濟效益和社會效益。
技術內容針對上述現有技術中輕質瓷填料抗壓強度較低，耐酸耐鹼性不穩定，生產成本較高，浪費資源和不利於環境保護的問題，本發明在於提供了一種不僅具有相同的耐急冷急熱性和溼潤吸咐能力，同時又有更好的耐酸耐鹼穩定性和更高的抗壓強度的物理化學性能，且其生產成本低，能充分利用廢舊物料，節約資源和有利於環境保護的輕質環保瓷填料。
本發明的目的是這樣實現的，它採用貯藏量豐富；產地多，分布廣的粘土和火力發電廠大量的廢舊煙子灰為原料混合配製，採用溼法燒制而成，其輕質環保瓷填料的組分包括粘土、煙子灰，其組分的重量百分比是粘土50-85％，煙子灰15-50％，其化學成份組成的百分比是二氧化矽65-90％，三氧化二鋁6-12％，三氧化二鐵≤2％，氧化鎂≤21％，氧化鈉≤0.1％，氧化鈣≤2.5％，氧化鉀≤1.8％，二氧化鈦≤0.33％。
所述粘土為普通粘土(也俗稱瓦泥或白泥)，在我國山東、山西、河南、四川、湖南、江西等大多數地方貯藏量豐富，價格也低，以其江西產粘土為例，平均含量為二氧化矽≥69.77％，三氧化二鋁≥3.29％，三氧化二鐵≤1.21％，氧化鎂≤18.93％，氧化鈉≤0.04％，氧化鈣≤0.92％，氧化鉀≤0.07％，二氧化鈦≤0.19％，灼燒減量5.58％。
所述煙子灰是火力發電廠廢舊物料，其產量大，價格低，以江西省萍鄉發電廠煙子灰為例，平均含量為二氧化矽量≥53.3％，三氧化二鋁≥19.6％，雜質平均含量三氧化二鐵≤2.41％，氧化鎂≤1.79％，氧化鈉≤0.08％，氧化鈣≤3.41％，氧化鉀≤0.54％，二氧化鈦≤1％，灼燒減量17.86％。
本發明所述輕質環保瓷填料的製造方法步驟是1、按粘土50-85％，煙子灰15-50％的配比將其原料加入到球磨機內均勻混碾1小時，2、混碾後的混合料進行磁化處理，去除其內的三氧化二鐵，3、在震動篩中進行過篩後，送入榨泥機中榨成半成品填料，4、將上述半成品填料加入到真空煉泥機中進行溼法處理後，輸入到模具中擠出成型，5、將成型的填料送入到烘房中，用液化氣或天然氣加熱方式快速加熱進行表面烘乾，迅速加熱至300℃時，保溫2小時進行低溫除溼，繼續加熱至600-700℃時，保溫4小時進行鍛燒，再加熱至900-1000℃時，保溫4小時進行還原，6、而後隨爐冷卻至常溫出爐。
本發明所述的輕質環保瓷填料經檢測後，其物理化學性能各項技術指標是抗壓強度8-14MPa 吸水率18-35％耐酸度≥99％體積密度0.9-1.8g/cm3耐鹼度≥90％熱穩定性在220-20℃試驗2-3次，樣品無損壞現象。
本發明所述輕質環保瓷填料由於在其內加入了含有較高含量的三氧化二鋁煙子灰原料，其煙子灰在高溫燒制時，會發生氧化化學反應，不僅可以使填料中形成網狀微孔式結構，而且增加了填料中三氧化二鋁的含量，使其填料中三氧化二鋁含量達到6-12％，比現有的輕質瓷填料三氧化二鋁含量提高了5-8％，因而提高了填料的抗壓強度，再是輕質環保瓷填料含鐵量≤2％，比輕質瓷填料含鐵量降低了1-2％，因而其耐酸耐鹼穩定性提高。
本發明所述輕質環保瓷填料，由於採用貯藏量豐富，價格低，來源廣的粘土和煙子灰用為原料進行配製燒制而成，它不僅具有與用高鎂質粘土和木屑或樹脂以及巖粉配製的輕質瓷填料相同的耐急冷急熱性，溼潤吸咐能力和比重輕，且其耐酸耐鹼穩定性更好，抗壓強度更高等物理化學性能，同時其原料來源廣，價格低，燒制時間短，燒制溫度較低，因而其生產成本下降，生產周期縮短，既提高了生產效率，又充分利用了廢舊物料，節約了資源，保護了環境，是一種新型的輕質環保瓷填料，廣泛適用於化工、冶金、焦化、環保和醫藥等行業使用。
具體實施例方式
實施例1本實施例1所述輕質環保瓷填料的配比是粘土50％，煙子灰50％，按下列製造方法步驟配製1、將其原料加入到球磨機內混碾1小時，2、混碾後的混合料進行磁化處理，去除其內的三氧化二鐵，3、在震動篩中進行過篩後，送入榨泥機中榨成半成品填料，4、將上述半成品填料加入到真空煉泥機中進行溼法處理後，輸入到模具中擠出成型，5、將成型的填料送入到烘房中進行表面烘乾，再裝入到鍛燒爐中，加熱至300℃時，保溫2小時進行低溫除溼，繼續加熱至600-700℃時，保溫4小時進行鍛燒，再加熱至900-1000℃時，保溫4小時進行還原，6、而後隨爐冷卻至常溫出爐。
經檢測其化學成份和物理化學性能指標是二氧化矽67.6％，三氧化二鋁8.87％，三氧化二鐵1.34％，氧化鎂16.7％，氧化鈉0.07％，氧化鈣2.37％，氧化鉀0.27％，二氧化鈦0.29％。
抗壓強度12.1MPa吸水率30.7％耐酸度99.8％ 體積密度1.07g/cm3耐鹼度90.7％熱穩定性在220-20℃試驗2-3次，樣品無損壞現象。
實施例2本實施例2所述輕質環保瓷填料的配比是粘土65％，煙子灰35％，按上述實施例1所述的製造方法步驟配製而成，經檢測其化學成份和物理化為性能指標是二氧化矽70.1％，三氧化二鋁7.28％，三氧化二鐵1.17％，氧化鎂17.2％，氧化鈉0.06％，氧化鈣1.92％，氧化鉀0.23％，二氧化鈦0.31％。
抗壓強度9.7MPa吸水率26％耐酸度99.5％ 體積密度1.12g/cm3耐鹼度90.3％熱穩定性在220-20℃試驗2-3次，樣品無損壞現象。
實施例3本實施例3所述輕質環保瓷填料的配比是粘土85％，煙子灰15％，按上述實施例1所述的製造方法步驟配製而成，經檢測其化學成份和物理化學性能指標是二氧化矽80.3％，三氧化二鋁6.6％，三氧化二鐵1..03％，氧化鎂20.7％，氧化鈉0.05％，氧化鈣1.78％，氧化鉀0.08％，二氧化鈦0.28％。
抗壓強度8.7MPa吸水率20.6％耐酸度99.1％ 體積密度1.37g/cm3耐鹼度90.1％熱穩定性在220-20℃試驗2-3次，樣品無損壞現象。
權利要求
1.一種輕質環保瓷填料，其特徵是輕質環保瓷填料的組分包括粘土、煙子灰，其組分的重量百分比是粘土50-85％，煙子灰15-50％，其化學成份組成的百分比是二氧化矽65-90％，三氧化二鋁6-12％，三氧化二鐵≤2％，氧化鎂≤21％，氧化鈉≤0.1％，氧化鈣≤2.5％，氧化鉀≤1.8％，二氧化鈦≤0.33％。
2.根據權利要求1所述的一種輕質環保瓷填料，其特徵是其組分的重量百分比是粘土50％，煙子灰50％，其化學成份組成的百分比是二氧化矽67.6％，三氧化二鋁8.87％，三氧化二鐵1.34％，氧化鎂16.7％，氧化鈉0.07％，氧化鈣2.37％，氧化鉀0.27％，二氧化鈦0.29％。
3.根據權利要求1所述的一種輕質環保瓷填料，其特徵是其組分的重量百分比是粘土65％，煙子灰35％，其化學成份組成的百分比是二氧化矽70.1％，三氧化二鋁7.28％，三氧化二鐵1.17％，氧化鎂17.2％，氧化鈉0.06％，氧化鈣1.92％，氧化鉀0.23％，二氧化鈦0.31％。
全文摘要
本發明公開了一種輕質環保瓷填料，它包括粘土、煙子灰，其組分的重量百分比是粘土50－85％，煙子灰15－50％，由於採用了貯藏量豐富，價格低，來源廣的粘土和煙子灰用為原料進行配製燒制而成，它不僅具有與用高鎂質和木屑或樹脂以及巖粉配製的輕質瓷填料同樣的耐急冷急熱性、溼潤吸咐能力，更好的耐酸鹼穩定性，更高的抗壓強和比重輕、便於切割等物理化學性能，而且其所用原料粘土和煙子灰來源廣，價格低，燒制工藝時間短，燒制溫度較低，因而其生產成本下降，生產周期縮短，既提高了生產效率，又充分利用了廢舊物料，節約了資源，保護了環境，是一種新型的輕質環保瓷填料，廣泛適用於化工、冶金、焦化、環保和醫藥等行業使用。
文檔編號C04B38/00GK1792991SQ200510032360
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月9日 優先權日2005年11月9日
發明者賴永發 申請人:賴永發