專利名稱：改良的微孔陶瓷過濾板及制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于對微孔陶瓷過濾板的改進，尤其涉及一種耐微氟和耐PH＞8.5-12介質用微孔陶瓷過濾板。
背景技術：
以微孔陶瓷過濾板為過濾元件的陶瓷過濾機，具有高效、節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保等優(yōu)點，因而被廣泛用于礦山礦漿脫水工藝、化工生產脫水過濾等領域中。目前國內外微孔陶瓷過濾板，均采用粘土和/或高嶺土作為骨架顆粒的結合料，在燒成后，賦予陶瓷過濾板以機械強度，它們已成為組成微孔陶瓷過濾板不可缺少的重要組分原料。如美國專利US4981589公開的過濾板，第一層中采用23-30％粘土，第二層采用10-15％粘土和18-25％高嶺土。中國專利98111184公開的陶瓷過濾板，基料采用15-30％的粘土和/或長石。中國專利01114048公開的微孔陶瓷過濾板，仍然同樣采用4-30％以粘土和/或膨潤土和/或長石和/或介牌土和/或古冶土作輔料。然而粘土、高嶺土中主要化學成分之一的SiO2不耐微氟(例如10-20mg/L)腐蝕，對PH＞8.5-12的堿性介質耐蝕性較差。例如在含氟≥10mg/L或PH＞8.5-12，溫度t＞30℃條件下使用，陶瓷過濾板首先出現疏松，進而呈糊狀，使得過濾板機械強度在數月、數周、甚至數天內發(fā)生急劇下降，這樣在運轉機械力作用下，會使過濾板發(fā)生災變性損壞。而陶瓷過濾機上通常有數十片甚至幾百片微孔陶瓷過濾板，一旦一塊損壞，就會殃及其他，造成設備不能正常工作，后果相當嚴重。因此目前凡是含有氟離子及PH＞8.5-12的過濾介質，均不能使用陶瓷過濾機作為固液分離設備，因而其優(yōu)越性在此應用環(huán)境中也就得不到充分發(fā)揮。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種能同時耐微氟及PH＞8.5-12過濾介質，價格適宜，理化性能優(yōu)良，機械加工工藝性能良好的微孔陶瓷過濾板。
本發(fā)明的另一目的在于提一種上述微孔陶瓷過濾板的制備方法。
本發(fā)明第一目的實現，經大量試驗篩選，選擇采用二氧化鈦(Titanium dioxige)作為主要原料，從而使得燒成過濾板，不僅具有優(yōu)良的微細孔結構，適合作真空過濾分離使用，而且具有良好的耐微氟侵蝕及耐PH＞8.5-12介質，并且原料價格適宜，理化性能優(yōu)良，便于機械加工制成過濾板。具體說，本發(fā)明微孔陶瓷過濾板，由骨料顆粒和基質結合料組成，其特征在于所說骨料顆粒全部由二氧化鈦顆粒組成，所說基質結合料基本上由5～40份(以骨料計)二氧化鈦微粉組成。
本發(fā)明中二氧化鈦，經試驗認為較好是采用金紅石型二氧化鈦，所得產品的各項性能更優(yōu)越，它可以是市售商品金紅石型二氧化鈦(相對密度4.26，折射率2.62)，也可以是將商品二氧化鈦經1100℃～1300℃煅燒轉變而得。
此外經試驗，在本發(fā)明基質料中還可以加入(以骨料計)3～8份白云石(Dolomite)微粉作為燒成結合料，以促進燒結，同時對提高過濾板強度也是有利的；此外白云石中主要成份碳酸鈣和碳酸鎂與二氧化鈦反應會生成鈦酸鈣和鈦酸鎂為主的鈦酸鹽，此鈦酸鹽不僅在燒成過程中是很好的結合劑，同時也是一種微孔成孔劑，因此可以通過控制其加入量獲得所需孔隙率。本發(fā)明中自云石粉，加入量過高，雖然對提高燒成過濾板強度有積極作用，并會使孔隙率增加，但因鈦酸鹽的增多會造成耐腐性降低；反之加入量過低，則不利于方便得到所期望的孔隙率，對提高燒成過濾板強度也無積極作用，因此實驗認為，白云石粉加入以3～8份較為合適，但并非極限值。此外，本發(fā)明物料組成中，還可以與制備微孔陶瓷過濾板一樣，加入一些其他公知高溫燒失料成孔劑，以幫助方便獲得所期望的孔隙率，如加入木屑、石墨、有機物等，或用其他碳酸鹽替代白云石作成孔劑。
本發(fā)明骨料顆粒大小及級配確定，與制備通常微孔陶瓷過濾板相仿，如中國專利98111184所述，無特別要求。
本發(fā)明微孔陶瓷過濾板制備，其特征是先將二氧化鈦經1100℃～1300℃煅燒轉換成金紅石型，破碎、粉碎成細顆粒作骨料，加5～10份(以骨料計)未段燒的二氧化鈦微粉基質結合料，或加5～10份未段燒的二氧化鈦微粉和3～8份(以骨料計)白云石微粉基質結合料，加粘結劑充分混合，成型，干燥后經1250～1350℃氧化氣氛中燒成。
本發(fā)明過濾板成型，可以采用陶瓷工藝注漿成型，也可以采用半干壓成型。注漿成型，將處理合格骨料二氧化鈦與基質結合料加水、加粘結劑(阿拉伯樹膠)球磨，注漿成型；半干壓成形，將處理合格骨料與基質結合料混合，加入加結合劑(糊精、聚乙烯醇)混料，放入壓機中壓制成過濾單片，再經粘結劑粘結成中空結構。
二氧化鈦在燒成過程中具有較大的燒成收縮，經實驗摸索，本發(fā)明為避免成型坯體燒成時因相變造成體積收縮過大而造成開裂變形的缺陷，及得到金紅石型穩(wěn)定晶型的二氧化鈦，有利于期望微孔的控制。一種較好是先將作骨料的二氧化鈦煅燒，使其收縮基本定型全部轉變?yōu)榻鸺t石型穩(wěn)定晶形結構，并形成顆粒強度。所說煅燒溫度較好為1100℃～1300℃，更為適宜的煅燒溫度為1240℃～1260℃。二氧化鈦經高溫煅燒后成塊，不利于配料混料，因此可以先將其破碎成小顆粒，例如破碎成V＜1～3cm3的小顆粒，再粉碎成所需粒徑。而作為基質結合料使用的二氧化鈦，則宜采用市售未煅燒商品二氧化鈦，這樣可保持基質結合料的高活性，從而更有利于骨料微粒相互粘結，形成燒成強度，同時未煅燒基質燒成溫度低，有利于節(jié)約燒成能源。
本發(fā)明所說燒成溫度為經試驗確認，也是一個適宜的區(qū)間范圍，而非極限值。試驗發(fā)現如果燒成溫度過高，會使二氧化鈦嚴重再結晶，會影響理化性能，同時增加了燒成成本；燒成溫度過低，則不利于強度提高，和獲得所期望的強度。
本發(fā)明微孔陶瓷過濾板，由于采用二氧化鈦骨料和基本上以二氧化鈦作基質結合料組成，使所得過濾板不僅具有氣孔率適中，氣孔率30～50％，氣孔孔徑0.9～3μ，而且能耐微氟和PH＞8.5-12介質，使之可以用于含微氟和PH＞8.5-12介質使用，有效避免了在這些介質中使用發(fā)生災變。二氧化鈦預煅燒，不僅使其收縮轉變?yōu)榉€(wěn)定的金紅石型晶相，而且可使骨料獲得強度，有利于堆積成孔和提高過濾板強度，所得過濾板，具有較好的抗沖擊性能，大大減少了運輸途中及安裝破損。并且以二氧化鈦為主要原料，具有成型工藝性能好，機械強度高，機加工性能優(yōu)良，且價格適宜，燒成溫度低，是其他耐氟陶瓷原料所不能達到的。
以下結合幾個具體實施方式
，進一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式
實施例1將市售商品二氧化鈦100份，經1240℃～1260℃煅燒2小時，經破碎后粉碎成d50＝7-10μ，加市售未煅燒的二氧化鈦微粉6份，加阿拉伯樹膠1份，水40份，混合球磨，注漿成型，干燥后經1320℃氧化氣氛燒成，經機械加工至所需尺寸。
實施例2如實施例1，再加入3份白云石微粉，加入4份糊精，8份聚乙烯醇膠液，充分混合，將濕粉放入鋼模中模壓成過濾單片，如實施例1燒成，用環(huán)氧樹脂將兩片對合粘結成中空結構，固化后機加工成所需尺寸。
權利要求
1.一種微孔陶瓷過濾板，由骨料顆粒和基質結合料組成，其特征在于所說骨料顆粒全部由二氧化鈦顆粒組成，所說基質結合料基本上由5～10份(以骨料計)二氧化鈦微粉組成。
2.根據權利要求1所述微孔陶瓷過濾板，其特征在于所說二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦。
3.根據權利要求1或2所述微孔陶瓷過濾板，其特征在于所說基質結合料還包括3～8份(以骨料計)白云石微粉。
4.一種上述權利要求所述微孔陶瓷過濾板的制備方法，其特征是先將二氧化鈦經1100℃～1300℃煅燒轉換成金紅石型，破碎、粉碎成細顆粒作骨料，加5～10份(以骨料計)未段燒的二氧化鈦微粉基質結合料，或加5～10份未段燒的二氧化鈦微粉和3～8份(以骨料計)白云石微粉基質結合料，加粘結劑充分混合，成型，干燥后經1250～1350℃氧化氣氛中燒成。
5.根據權利要求4所述微孔陶瓷過濾板的制備方法，其特征在于所說金紅石二氧化鈦煅燒溫度為1240℃～1260℃。
全文摘要
本發(fā)明是關于對微孔陶瓷過濾板的改進，尤其涉及一種耐微氟和耐pH＞8.5－12介質用微孔陶瓷過濾板，其特征是組成骨料顆粒全部由二氧化鈦顆粒組成，基質結合料基本上由5～10份(以骨料計)二氧化鈦微粉組成。所得過濾板不僅具有氣孔率適中，氣孔率30～50％，氣孔孔徑0.9～3μ，而且能耐微氟和pH＞8.5－12介質，使之可以用于含氟和pH＞8.5－12介質使用，有效避免了在這些介質中使用發(fā)生災變。以二氧化鈦為主要原料，具有工藝性能好，機械強度高，機加工性能優(yōu)良，且價格適宜，是其他耐氟原料所不能達到的。
文檔編號C04B38/00GK1806890SQ200510038128
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權日2005年1月17日
發(fā)明者汪伯川, 何衛(wèi)平, 馮家迪 申請人:江蘇省宜興非金屬化工機械廠