本发明涉及一种制备陶瓷粉体的方法，尤其是一种用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法。
背景技术：
现有的陶瓷固体废料的利用技术主要采用的是化学提纯方法，再经过混合制备、造粒等才能再次投入使用。以用钇稳定氧化锆废片的利用为例，现有主要的提取步骤为：(1)将含有缺陷、破损或老化的氧化钇稳定氧化锆废瓷片先用粗破碎的设备粉碎至平均粒径大于10μm且小于等于100μm；(2)将粗破碎得到的粉体加入一定温度的溶解体系中进行熔断(溶解体系多采用盐酸、四硼酸锂及浓硫酸的混合溶液，温度在180～250℃之间)；(3)用稀盐酸溶液将所述熔融物浸出溶解；(4)采用络合沉淀法将所述浸出溶液中的zr4+离子沉淀回收，经过滤、洗涤、灼烧后得到锆的相应化合物；(5)回收sc3+离子，收集上步所得滤液和洗液，采用氨水、草酸或酒石酸盐多次沉淀法富集、提纯得到氧化钪。
上述技术是通过化学方式进行粉体的分离制备，再经各粉体的重新混合制备才能再次投入生产。此方法存在过程复杂、工序多，周期长、成本高、使用高浓度酸类不够安全等缺点。
技术实现要素：
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法，所述方法为纯物理处理方法，具有安全、成本低、简单易行、能进行批量化处理的特点。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)陶瓷固体废料预处理：将陶瓷固体废料在800-1000℃下进行烧结，冷却、清洗、破碎至粒径d50为10～20mm，得到预处理陶瓷固体废料；
(2)粗研磨：将步骤(1)得到的预处理陶瓷固体废料和去离子水混合，进行粗研磨至粒径d50为5.0～10.0μm，得到粗研磨浆料；
(3)细研磨：将步骤(2)所得粗研磨浆料和无水乙醇混合，进行细研磨至粒径d50为0.5～1.0μm，得到细研磨浆料；
(4)超细研磨：将步骤(3)所得细研磨浆料和无水乙醇混合，进行超细研磨至粒径d50为0.1～0.5μm，得到超细研磨浆料；
(5)将步骤(4)所得超细研磨浆料烘干、粉碎、过滤，得到所述陶瓷粉体。
本发明用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法，主要通过物理方式使所研磨的废瓷片能达到粉体粒径分布与化学方式制作相同的数量级、粉体形状符合生产所需的状态，不但具有成本低、方法简单、可批量化处理的优势，而且在粉体特性方面达到了超细的纳米级，且经过三道工序的精细研磨，粉体的粒径分布非常均匀、集中，且过程采用无污染的去离子水及无水乙醇进行生产，确保了粉体的高纯度，杂质含量均能控制在200ppm以下。
优选地，所述步骤(1)中的清洗为采用去离子水进行表面超声波清洗。
优选地，所述陶瓷固体废料为用钇稳定氧化锆陶瓷片、氧化铝陶瓷片、硅质陶瓷片中的一种。
优选地，所述步骤(2)中，粗研磨的转速为100-150rpm/min，粗研磨的时间为2-3h。
更优选地，所述步骤(2)中粗研磨后，采用100目滤网进行过滤除杂，得到粗研磨浆料。
优选地，所述步骤(3)中，细研磨的转速为500-1000rpm/min，细研磨的时间为30-48h。
更优选地，所述步骤(3)中细研磨后，采用580目滤网进行过滤除杂，得到细研磨浆料。
优选地，所述步骤(4)中，超细研磨的转速为1000-1500rpm/min，超细研磨的时间为1-1.5h，循环研磨次数为5-10次。
研磨的时间及转速对研磨后粉体粒度分布起很重要的作用，本申请发明人经过大量探索发现，上述粗研磨、细研磨、超细研磨的时间和转速，不仅能更好的保证粉体的高纯度及粒度的分布均匀性，而且能最大限度的提高研磨效率。
优选地，所述步骤(5)中，烘干的温度为105-110℃，烘干的时间为24h。
优选地，所述步骤(5)中的过滤为：采用100目不锈钢网进行过滤。
优选地，所述步骤(2)中，所述预处理陶瓷固体废料与所述去离子水的重量比为1:0.5～1:3。
更优选地，所述步骤(2)中，所述预处理陶瓷固体废料和所述去离子水的重量比为1:1。预处理及粗研磨采用去离子水，一是可避免带入金属离子杂质污染研磨粉，二是价格低廉，适合工业化生产，粗研磨不采用有机溶剂是因为研磨过程产生热量大，温度高，去离子水更安全；上述含量的去离子水不仅研磨效率高，而且能更好的保证研磨后粉体的质量。
优选地，所述步骤(3)中，每次循环研磨，所述粗研磨浆料与所述无水乙醇的重量比为1:0.5～1:3。
更优选地，所述步骤(3)中，所述粗研磨浆料与所述无水乙醇的重量比为1:1。
优选地，所述步骤(4)中，所述细研磨浆料与所述无水乙醇的重量比为1:0.5～1:3。
细研磨、超细研磨采用无水乙醇的原因：无水乙醇对粉体的细研磨分散性更好，且无水乙醇易于挥发，有利于后续粉体的快速烘干。上述含量的无水乙醇不仅研磨效率高，而且能更好的保证研磨后粉体的质量。
优选地，所述研磨介质的主要成分与所述陶瓷固体废料的主要成分相同。这样选择可避免使用其他材质研磨介质因介质耗损引入的其他元素污染。
优选地，所述步骤(2)中，粗研磨使用的研磨介质为：
球只的尺寸选择是综合考虑研磨的粒径大小、集中性及研磨效率来决定的，上述步骤球只的尺寸选择是经大量试验得出的最佳球只尺寸，使用大球只时得到相同细度的粉体需要大大延长研磨的时间，且得到粉体的粒径分布很不集中，从效率、成本及粉体性能方面均很难达到要求，因此，粗、细及超细研磨的球只尺寸均为试验过程得到的最佳尺寸，对提升研磨效率、降低成本及保证粉体的颗粒集中性均起到重要的决定作用。本发明研磨介质的选择及大小对研磨后所得粉体的细度也有很大影响，本申请发明人经过大量探索发现，上述研磨球尺寸、大小的选择，可以在进一步保证研磨后粉体细度至纳米级的同时，使研磨效率更高，粒径分布更均匀、成本更低。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
常规研磨只能达到微米级别，本发明采用纯物理方法，通过控制过程的研磨方式及工艺可得到特定形状、超细纳米级粒径及高比表面积的陶瓷粉体，可用于直接投入使用，且操作步骤少，方法简单，使用的辅助材料无水乙醇、去离子水等价格相对较低，总体的制作成本相对低廉，适合批量化的生产应用。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法的一种实施例，本实施例所述方法包括如下步骤：
(1)陶瓷固体废料预处理：
将用钇稳定氧化锆废瓷片根据缺陷类型分类后，剔除受外观污染的斑点缺陷，外观合格的废片后，在900℃下进行高温烧结，冷却后采用去离子水进行表面超声波清洗，去除废片表面残留的杂物、灰尘等，采用人工进行粗破碎至粒径d50为15±2.0μm，得到预处理陶瓷固体废料；
(2)粗研磨制作粒径d50为8.0±2.0μm粉体：
将
(3)细研磨制作粒径d50为0.7±0.2μm粉体：
将
(4)超细研磨制作粒径d50为0.3±0.2μm的超细纳米粉体
将
(5)将所制浆料进行烘干，烘干温度为108℃，烘干时间为24h；
(6)将烘干后的粉体采用粉碎机进行粉碎，并采用100目不锈钢网进行过滤，得到氧化锆陶瓷粉体。
实施例2
本发明所述用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法的一种实施例，本实施例所述方法包括如下步骤：
(1)陶瓷固体废料预处理：
将用氧化铝废瓷片根据缺陷类型分类后，剔除受外观污染的斑点缺陷，外观合格的废片后，在800℃下进行高温烧结，冷却后采用去离子水进行表面超声波清洗，去除废片表面残留的杂物、灰尘等，采用人工进行粗破碎至粒径d50为18±2.0mm，得到预处理陶瓷固体废料；
(2)粗研磨制作粒径d50为7.0±2.0μm粉体：
将
(3)细研磨制作粒径d50为0.8±0.2μm粉体：
将
(4)超细研磨制作粒径d50为0.3±0.2μm的超细纳米粉体
将
(5)将所制浆料进行烘干，烘干温度为105℃，烘干时间为36h；
(6)将烘干后的粉体采用粉碎机进行粉碎，并采用100目不锈钢网进行过滤，得到氧化锆陶瓷粉体。
实施例3
本发明所述用陶瓷固体废料制备陶瓷粉体的方法的一种实施例，本实施例所述方法包括如下步骤：
(1)陶瓷固体废料预处理：
将用碳化硅废瓷片根据缺陷类型分类后，剔除受外观污染的斑点缺陷，外观合格的废片后，在1000℃下进行高温烧结，冷却后采用去离子水进行表面超声波清洗，去除废片表面残留的杂物、灰尘等，采用人工进行粗破碎至粒径d50为12±2.0mm，得到预处理陶瓷固体废料；
(2)粗研磨制作粒径d50为8.0±2.0μm粉体：
将
(3)细研磨制作粒径d50为0.7±0.2μm粉体：
将
(4)超细研磨制作粒径d50为0.3±0.2μm的超细纳米粉体：
将
(5)将所制浆料进行烘干，烘干温度为110℃，烘干时间为30h；
(6)将烘干后的粉体采用粉碎机进行粉碎，并采用100目不锈钢网进行过滤，得到氧化锆陶瓷粉体。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。