泡沫陶瓷过滤器的制备方法

摘要

本发明公开了一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法。该泡沫陶瓷过滤器的制备方法包括以下步骤：将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎、研磨、过筛，得废料粉体；将废料粉体与适量的粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得浆料；将浆料涂覆在泡沫体上，制得泡沫陶瓷过滤器坯体，烘干；将烘干后的泡沫陶瓷过滤器坯体烧结，得泡沫陶瓷过滤器。应用本发明的技术方案，有效利用ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的固体废弃物，极大地节约生产成本；其工艺简单，有利于陶瓷工业化生产，既实现ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的固体废弃物重复利用，又获得了高性能的泡沫陶瓷过滤器。

权利要求

1.一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎、研磨、过筛，制得废料粉体；

将所述废料粉体与适量的粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得浆料；

将所述浆料涂覆在泡沫体上，制得泡沫陶瓷过滤器坯体，烘干；

将烘干后的所述泡沫陶瓷过滤器坯体烧结，制得所述泡沫陶瓷过滤器。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制得浆料的步骤包括：将所述废料粉体与CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体以及粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得所述浆料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述浆料中按重量百分含量包括

1％～90％的所述废料粉末，1～89％的所述CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体，以及9％～30％的所述粘结剂、分散剂及润湿剂。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制得废料粉体步骤包括：将所述ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎至1～10毫米的块状，进一步放入球磨罐中球磨6～24小时，过筛100～350目筛，制得所述废料粉体。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料是ZrO2质量百分含量大于50％的过滤器废料。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为60～120℃，时间为0.5～6小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为1450～1700℃，时间为0.5～3小时。

说明书

泡沫陶瓷过滤器的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铸造业用具领域，具体而言，涉及一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法。

背景技术

[0002] 泡沫陶瓷的发展始于20世纪60年代，它是一种气孔率高达70～90％，具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品。作为一种新型的无机非金属过滤材料，它除了具有耐高温、耐腐蚀等一般陶瓷所具有的性能外，泡沫陶瓷还具有质量轻、气孔率高、比表面积大、强度高、耐高温、耐腐蚀，抗热震性好等优点，被广泛地应用于过滤熔融金属，能大幅度降低铸件砂眼、渣孔，气孔，夹杂等缺陷，提高表面质量，改善机加工性能，提高机械性能。过滤器的主要材质为莫来石-刚玉、氧化铝、碳化硅、氧化锆等，用于铝合金、铸铁件、铸钢件高温金属液的过滤。

[0003] ZrO2质泡沫陶瓷过滤器是以超细氧化锆粉料为主要原料，添以其他辅料制成浆料，将浆料涂覆在泡沫体上，经烘干、＞1500℃的高温烧结制得成品，主要用于过滤熔融钢水，使用温度可达1600℃以上。过滤器成品ZrO2含量一般在75～96％之间，原材料成本较高，同时由于ZrO2在高温烧结过程的晶型转变引起的体积变化，产品易开裂、变形，造成废品率偏高。因此，在生产制备中产生许多ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料。一方面，因为ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料是经过高温烧结得到的块状物，而ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的加工原料则是超细粉末状的粉料；另一方面，由于ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料中还包括了一些其他物质，例如粘结剂、分散剂及润湿剂等，本领域技术人员认为在ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料中ZrO2含量低及粘结剂、分散剂及润湿剂等物质的存在，可能会影响ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的质量，所以本领域技术人员认为这种块状的ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料不适于重新回收利用在ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的加工方面。因此，目前国内外对ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料的典型处理方式是掩埋，这种处理方法不但给造成环境固体废弃物污染，而且资源也遭受严重浪费。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法，以解决现有技术中ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废品造成环境固体废弃物污染及资源浪费的技术问题。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法，包括以下步骤：将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎、研磨、过筛，得废料粉体；将废料粉体与适量的粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得浆料；将浆料涂覆在泡沫体上，制得泡沫陶瓷过滤器坯体，烘干；将烘干后的泡沫陶瓷过滤器坯体烧结，制得泡沫陶瓷过滤器。

[0006] 进一步地，浆料的制备过程包括：将废料粉体与CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体以及适量的粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得浆料。

[0007] 进一步地，浆料中按重量百分含量包括1％～90％的废料粉末，1～89％的CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体，以及9％～30％的粘结剂、分散剂及润湿剂。

[0008] 进一步地，废料粉体的制备过程包括：将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎至1～10毫米的块状，将块状ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料放入球磨罐中球磨6～24小时，过筛
100～350目筛，制得废料粉体。

[0009] 进一步地，ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料是ZrO2质量百分含量大于50％的过滤器废料。

[0010] 进一步地，烘干的温度为60～120℃，时间为0.5～6小时。

[0011] 进一步地，烧结的温度为1450～1700℃，时间为0.5～3小时。

[0012] 应用本发明的技术方案，有效利用ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的固体废弃物，极大地节约生产成本；其工艺简单，有利于陶瓷工业化生产，既实现ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的固体废弃物重复利用，又获得了高性能的陶瓷过滤器。

具体实施方式

[0013] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

[0014] ZrO2质泡沫陶瓷过滤器在加工过程的烧结步骤中泡沫已经烧尽，本发明里的“ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料”指的就是这种经过烧结后的ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的废料。

[0015] 在本发明的一种典型的实施方式中，提供了一种泡沫陶瓷过滤器的制备方法，包括以下步骤：将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎、研磨、过筛，得废料粉体；将废料粉体与适量的粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得浆料；将浆料涂覆在泡沫体上，制得泡沫陶瓷过滤器坯体，烘干；将烘干后的泡沫陶瓷过滤器坯体烧结，得泡沫陶瓷过滤器。采用本发明提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法，通过破碎、研磨、过筛等步骤将块状的ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料制的符合ZrO2质泡沫陶瓷过滤器用料标准的废料粉体，并且通过这种废料粉体制得的ZrO2质泡沫陶瓷过滤器各方面的性能指标均优良。因此，采用该泡沫陶瓷过滤器的制备方法，不仅能够有效利用ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的固体废弃物，减少了废弃的ZrO2质泡沫陶瓷过滤器碎片对环境的污染；而且其工艺简单，，极大地节约生产成本，有利于陶瓷工业化生产。

[0016] 在本发明的一个具体的实施例中，上述浆料中粘结剂、分散剂及润湿剂占浆料总重量的9％～30％，本发明所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法中粘结剂、分散剂及润湿剂的使用量与现有技术中泡沫陶瓷过滤器的制备方法中粘结剂、分散剂及润湿剂的使用量基本相同，本领域技术人员能够合理分析浆料中粘结剂、分散剂及润湿剂的使用量，在此不再赘述。

[0017] 在本发明的一种优选地实施方式中，上述浆料的制备过程进一步包括：将废料粉体与CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体以及适量的粘结剂、分散剂及润湿剂混合均匀，制得浆料。在浆料中添加CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多粉体，具有减少裂纹、提高陶瓷体常温强度等有益效果。

[0018] 优选地，上述浆料中按重量百分含量包括1％～90％的废料粉末，1～89％的所述CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体，以及9％～30％的粘结剂、分散剂及润湿剂。在本发明所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法中废料粉末与CaO、MgO、SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、莫来石和硅酸锆中的一种或多种粉体可以按照任意比例混合，这种混合方式能够在保证所制备的泡沫陶瓷过滤器的质量的基础上，有效利用ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料。

[0019] 优选地，上述废料粉体的制备过程中进一步包括：将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料破碎至1～10毫米的块状将块状ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料放入球磨罐中球磨6～24小时，过筛100～350目筛，得废料粉体。上述步骤得到的废料粉体颗粒均匀细致，有利于提高泡沫陶瓷过滤器的质量。

[0020] 在本发明的一种优选地实施方式中，上述ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料优选为ZrO2质量百分含量大于50％的ZrO2过滤器废料，采用ZrO2质量百分含量大于50％的ZrO2过滤器废料能够保证所制备的ZrO2质泡沫陶瓷过滤器中ZrO2的含量，进而保证ZrO2质泡沫陶瓷过滤器的使用效果。

[0021] 在本发明的一种具体的实施方式中，所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法中泡沫陶瓷过滤器坯体烘干的温度优选为60～120℃，时间为0.5～6小时，烘干后的泡沫陶瓷过滤器坯体烧结的温度优选为1450～1700℃，时间为0.5～3小时。本发明所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法中烘干步骤以及烧结步骤与现有的泡沫陶瓷过滤器的制备方法中基本相同，本发明所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法可以直接延用现有制备泡沫陶瓷过滤器的设备，无需另外设计新的设备，有利于降低设备成本。本发明所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法在不增加生产固定设备投资的情况下，有效地回收利用ZrO2质泡沫陶瓷过滤器废料，既节约了成本，又降低了环境的污染。

[0022] 以下将结合实施例1-4进一步说明本发明所提供的泡沫陶瓷过滤器的制备方法的有益效果。

[0023] 实施例1

[0024] 1)将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器材料废料破碎至1～10毫米的块状，然后放入球磨罐中球磨24小时，取出过325目筛，得废料粉体；

[0025] 2)将重量百分比为60％的废料粉体、30％的氧化锆粉料及重量百分比总和为30％的粘结剂、分散剂、润湿剂混合均匀，得浆料；

[0026] 3)将制备好的浆料涂覆在规格为50×50×20mm的聚氨酯泡沫体上，制得泡沫陶瓷过滤器坯体，然后在120℃烘烤0.5小时烘干；

[0027] 4)将(3)步所得泡沫陶瓷过滤器坯体在1550℃烧结2小时制成产品。

[0028] 实施例2

[0029] 1)将ZrO2质泡沫陶瓷过滤器材料废料破碎至1～10毫米的块状，然后放入球磨罐中球磨12小时，取出过200目筛，得废料粉体；

[0030] 2)将重量百分比为31％的废料粉体、30％的氧化锆粉料，30％的碳化硅粉料及重量百分比总和为9％的粘结剂、分散剂、润湿剂混合均匀，得浆料；

[0031] 3)将制备好的浆料涂覆在规格为75×75×25mm的聚氨酯泡沫体上，制得泡沫陶瓷过滤器坯体，然后在60℃烘烤6小时烘干；

[0032] 4)将(3)步所得泡沫陶瓷过滤器坯体在1550℃烧结2小时制成产品。

[0033] 实施例3