本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种陶瓷研磨体及其制备方法。
背景技术：
陶瓷、水泥、火电、冶金、矿山等行业，在生产中需要用球磨机进行磨粉。
目前，在干法粉磨工艺中，大都采用球磨机来粉磨物料，研磨体基本采用钢球和钢锻作为研磨体，由于其密度大，质量重，运转需要使用大功率电机，这样耗费的电能就很高，不利于节能减排，同时这种材质的研磨体耐磨性也较差。而且在粉磨过程中，磨损下来的铁质材料会混入粉磨的产品中，对白色粉状产品的颜色会有一定影响。
在湿法粉磨工艺中，已经有采用陶瓷研磨体代替钢球和钢锻来粉磨陶瓷类原料的案例。
然而，现有的陶瓷研磨体由于大都采用喷雾造粒成型工艺，内部孔隙率较大，结构缺陷较多，强度还较低，抗冲击性能差，用于干法粉磨工艺过程容易脱皮、易碎，造成研磨效率的降低，不能满足干法粉磨使用要求。
不难看出，现有技术尚有待进一步改善。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种耐磨性、抗冲击性能俱佳的陶瓷研磨体及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
本发明的陶瓷研磨体，包括以下重量份数的原料：高铝矾土70-95份，高岭土6-20份，石墨粉2-10份，复合低温助熔剂1-6份；
所述复合助剂的质量百分组成为：钾冰晶石(K3AlF6)25-30％、萤石(CaF2)15-25％，氟化镁(MgF2)15-25％、纯碱(Na2CO3)25-35％。
作为优选的，所述陶瓷研磨体包括以下重量份数的原料：高铝矾土80份，高岭土11份，石墨粉5份，复合低温助熔剂4份。
作为优选的，所述复合助剂的质量百分组成为：钾冰晶石(K3AlF6)30％、萤石(CaF2)20％，氟化镁(MgF2)20％、纯碱(Na2CO3)30％。
作为优选的，所述高铝矾土中的Al2O3的质量含量≥90％。
一种陶瓷研磨体的制备方法：将高铝矾土、高岭土、石墨粉、复合低温助熔剂按比例混合，粉磨至能过80微米方孔筛，然后加水练泥，使含水率在8％-18％，压制成型后，再在1000℃-1150℃的温度下烧结10-20小时，自然冷却，晾干后得到产品。
作为优选的，所述压制成型为采用机械钢模等静压压制成型。
作为优选的，所述钢模等静压压力为200-350MPa。
作为优选的，所述等静压压力为320MPa。
本发明的有益效果为：
本发明制备的研磨体的煅烧能耗可以降低10％以上。
本发明制得的陶瓷研磨体内部孔隙率低，结构缺陷少，耐磨性好，弹性模量大，硬度高，抗冲击，韧性好，粉磨效率高，能耗低，适合在干法粉磨工艺中使用。适用于水泥、火电、陶瓷原料、冶金、矿山等行业，对于原材料的颜色没有不利影响，制造成本低。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的陶瓷研磨体，采用高铝矾土、高岭土、石墨粉混合烧结时，在产品中能生成少量的碳化硅和碳化钛，碳化硅的热膨胀系数小，耐磨性好，弹性模量大，硬度高，抗弯强度大，有助于增加研磨体的硬度、致密性与抗裂性。碳化钛有利于增加研磨体的韧性，改变陶瓷研磨体的晶型结构。采用机械钢模高压等静压压制成型能降低陶瓷球内部孔隙率，减少结构缺陷，提高研磨体的致密性与抗裂性。复合低温助熔剂能有效地降低陶瓷矿物的共融点，温度降低约200℃，使矿物液相提早出现，降低了陶瓷的煅烧温度，降低能耗。
实施例1
本发明的陶瓷研磨体，由以下重量份的原料制备：将高铝矾土70份，高岭土20份，石墨粉8份，复合低温助熔剂2份相混合，粉磨至过80微米方孔筛，然后加水练泥(所述练泥，指通过摔打排除泥料中混入的空气后的泥)，控制泥料含水率在8％-10％，采用机械刚模高压等静压压制成圆球或圆锻型后，于1100℃-1200℃温度下煅烧12小时。制备成的陶瓷研磨体，密度3.8g/cm3，硬度达到莫氏硬度9级，抗压强度305MPa，磨耗0.0006％，破损率0.3％。
实施例2
陶瓷研磨体，由以下重量份的原料制备：将高铝矾土80份，高岭土11份，石墨粉5份，复合低温助熔剂4份相混合，粉磨至能过80微米方孔筛，然后加水练泥，控制泥料含水率在12％-14％，采用机械钢模高压等静压压制成圆球或圆锻型后，于1050℃-1150℃温度下煅烧16小时。制备成的陶瓷研磨体，密度3.7g/cm3，硬度达到莫氏硬度9级，抗压强度308MPa，磨耗0.0005％，破损率0.25％。
实施例3
陶瓷研磨体，由以下重量份的原料制备：将高铝矾土85份，高岭土6份，石墨粉3份，复合低温助熔剂6份，粉磨至过80微米方孔筛，然后加水练泥，控制泥料含水率在16％-18％，采用机械钢模高压等静压压制成圆球或圆锻型后，于1000℃-1100℃温度下煅烧18小时。制备成的陶瓷研磨体，密度3.6g/cm3，硬度达到莫氏硬度9级，抗压强度305MPa，磨耗0.0005％，破损率0.25％。
实施例4(未掺复合助剂对照组)：
本对照例与实施例1的差别在于，使用喷雾造粒成型法替代机械钢模高压等静压压制成型法，不加入复合低温助熔剂制备陶瓷研磨体。
制备成的陶瓷研磨体，密度3.2g/cm3，硬度达到莫氏硬度7级，抗压强度195MPa，磨耗0.0016％，破损率0.90％。
本实施例由于煅烧温度太低，无法提供足够的液相量，使得陶瓷球的烧成反应无法进行彻底，陶瓷球处于欠烧状态，烧成矿物结构疏松，密实度不高(密度降低)，而且研磨体内部孔隙率较大，结构缺陷较多，陶瓷球强度及耐磨性均受到不同程度影响，抗压强度降低，磨耗增加，破损率上升。
实施例5
本实施例与实施例4的差别在于，在1300℃-1400℃温度下煅烧12小时。制备成的陶瓷研磨体，密度3.4g/cm3，硬度达到莫氏硬度8级，抗压强度270MPa，磨耗0.0010％，破损率0.50％。
本实施例提高了煅烧温度，使得陶瓷球煅烧的液相量增加，满足了离子扩散及烧成反应的条件，烧成反应顺利进行，烧成矿物结构紧密，密实度提高(密度增加)，但还存在着研磨体内部孔隙率较大，结构缺陷较多的问题，陶瓷球强度及耐磨性的提升均受到一定影响，但还是有较大幅度的提升。抗压强度增加，磨耗降低，破损率下降。
实施例6
本实施例与实施例4的差别在于，采用机械钢模高压等静压压制成圆球或圆锻型后，于1300℃-1400℃温度下煅烧12小时。
制备成的陶瓷研磨体，密度3.6g/cm3，硬度达到莫氏硬度9级，抗压强度300MPa，磨耗0.0006％，破损率0.30％。
本实施例提高了煅烧温度，使得陶瓷球煅烧的液相量增加，满足了离子扩散及烧成反应的条件，烧成反应顺利进行，烧成矿物结构紧密，密实度提高(密度增加)，采用机械钢模高压等静压压制成型能降低陶瓷球内部孔隙率，减少结构缺陷，提高研磨体的致密性与抗裂性。与实施例5相比，强度及耐磨性均有不同程度的提升。
采用本发明技术在原料中添加一定量的复合低温助熔剂，有利于降低煅烧温度，采用机械钢模高压等静压压制成型，降低了陶瓷球内部孔隙率，减少了结构缺陷，提高了研磨体的致密性与抗裂性。制备得到的研磨体，破损率及研磨能耗均降低，延长了磨机的倒仓周期，降低了磨机的运行成本，有效延长了研磨体的使用寿命。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。