专利名称：改良的微孔陶瓷过滤板及制备的制作方法
技术领域：
本发明是关于对微孔陶瓷过滤板的改进，尤其涉及一种耐微氟和耐PH＞8.5-12介质用微孔陶瓷过滤板。
背景技术：
以微孔陶瓷过滤板为过滤元件的陶瓷过滤机，具有高效、节能、节水、环保等优点，因而被广泛用于矿山矿浆脱水工艺、化工生产脱水过滤等领域中。目前国内外微孔陶瓷过滤板，均采用粘土和/或高岭土作为骨架颗粒的结合料，在烧成后，赋予陶瓷过滤板以机械强度，它们已成为组成微孔陶瓷过滤板不可缺少的重要组分原料。如美国专利US4981589公开的过滤板，第一层中采用23-30％粘土，第二层采用10-15％粘土和18-25％高岭土。中国专利98111184公开的陶瓷过滤板，基料采用15-30％的粘土和/或长石。中国专利01114048公开的微孔陶瓷过滤板，仍然同样采用4-30％以粘土和/或膨润土和/或长石和/或介牌土和/或古冶土作辅料。然而粘土、高岭土中主要化学成分之一的SiO2不耐微氟(例如10-20mg/L)腐蚀，对PH＞8.5-12的碱性介质耐蚀性较差。例如在含氟≥10mg/L或PH＞8.5-12，温度t＞30℃条件下使用，陶瓷过滤板首先出现疏松，进而呈糊状，使得过滤板机械强度在数月、数周、甚至数天内发生急剧下降，这样在运转机械力作用下，会使过滤板发生灾变性损坏。而陶瓷过滤机上通常有数十片甚至几百片微孔陶瓷过滤板，一旦一块损坏，就会殃及其他，造成设备不能正常工作，后果相当严重。因此目前凡是含有氟离子及PH＞8.5-12的过滤介质，均不能使用陶瓷过滤机作为固液分离设备，因而其优越性在此应用环境中也就得不到充分发挥。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种能同时耐微氟及PH＞8.5-12过滤介质，价格适宜，理化性能优良，机械加工工艺性能良好的微孔陶瓷过滤板。
本发明的另一目的在于提一种上述微孔陶瓷过滤板的制备方法。
本发明第一目的实现，经大量试验筛选，选择采用二氧化钛(Titanium dioxige)作为主要原料，从而使得烧成过滤板，不仅具有优良的微细孔结构，适合作真空过滤分离使用，而且具有良好的耐微氟侵蚀及耐PH＞8.5-12介质，并且原料价格适宜，理化性能优良，便于机械加工制成过滤板。具体说，本发明微孔陶瓷过滤板，由骨料颗粒和基质结合料组成，其特征在于所说骨料颗粒全部由二氧化钛颗粒组成，所说基质结合料基本上由5～40份(以骨料计)二氧化钛微粉组成。
本发明中二氧化钛，经试验认为较好是采用金红石型二氧化钛，所得产品的各项性能更优越，它可以是市售商品金红石型二氧化钛(相对密度4.26，折射率2.62)，也可以是将商品二氧化钛经1100℃～1300℃煅烧转变而得。
此外经试验，在本发明基质料中还可以加入(以骨料计)3～8份白云石(Dolomite)微粉作为烧成结合料，以促进烧结，同时对提高过滤板强度也是有利的；此外白云石中主要成份碳酸钙和碳酸镁与二氧化钛反应会生成钛酸钙和钛酸镁为主的钛酸盐，此钛酸盐不仅在烧成过程中是很好的结合剂，同时也是一种微孔成孔剂，因此可以通过控制其加入量获得所需孔隙率。本发明中自云石粉，加入量过高，虽然对提高烧成过滤板强度有积极作用，并会使孔隙率增加，但因钛酸盐的增多会造成耐腐性降低；反之加入量过低，则不利于方便得到所期望的孔隙率，对提高烧成过滤板强度也无积极作用，因此实验认为，白云石粉加入以3～8份较为合适，但并非极限值。此外，本发明物料组成中，还可以与制备微孔陶瓷过滤板一样，加入一些其他公知高温烧失料成孔剂，以帮助方便获得所期望的孔隙率，如加入木屑、石墨、有机物等，或用其他碳酸盐替代白云石作成孔剂。
本发明骨料颗粒大小及级配确定，与制备通常微孔陶瓷过滤板相仿，如中国专利98111184所述，无特别要求。
本发明微孔陶瓷过滤板制备，其特征是先将二氧化钛经1100℃～1300℃煅烧转换成金红石型，破碎、粉碎成细颗粒作骨料，加5～10份(以骨料计)未段烧的二氧化钛微粉基质结合料，或加5～10份未段烧的二氧化钛微粉和3～8份(以骨料计)白云石微粉基质结合料，加粘结剂充分混合，成型，干燥后经1250～1350℃氧化气氛中烧成。
本发明过滤板成型，可以采用陶瓷工艺注浆成型，也可以采用半干压成型。注浆成型，将处理合格骨料二氧化钛与基质结合料加水、加粘结剂(阿拉伯树胶)球磨，注浆成型；半干压成形，将处理合格骨料与基质结合料混合，加入加结合剂(糊精、聚乙烯醇)混料，放入压机中压制成过滤单片，再经粘结剂粘结成中空结构。
二氧化钛在烧成过程中具有较大的烧成收缩，经实验摸索，本发明为避免成型坯体烧成时因相变造成体积收缩过大而造成开裂变形的缺陷，及得到金红石型稳定晶型的二氧化钛，有利于期望微孔的控制。一种较好是先将作骨料的二氧化钛煅烧，使其收缩基本定型全部转变为金红石型稳定晶形结构，并形成颗粒强度。所说煅烧温度较好为1100℃～1300℃，更为适宜的煅烧温度为1240℃～1260℃。二氧化钛经高温煅烧后成块，不利于配料混料，因此可以先将其破碎成小颗粒，例如破碎成V＜1～3cm3的小颗粒，再粉碎成所需粒径。而作为基质结合料使用的二氧化钛，则宜采用市售未煅烧商品二氧化钛，这样可保持基质结合料的高活性，从而更有利于骨料微粒相互粘结，形成烧成强度，同时未煅烧基质烧成温度低，有利于节约烧成能源。
本发明所说烧成温度为经试验确认，也是一个适宜的区间范围，而非极限值。试验发现如果烧成温度过高，会使二氧化钛严重再结晶，会影响理化性能，同时增加了烧成成本；烧成温度过低，则不利于强度提高，和获得所期望的强度。
本发明微孔陶瓷过滤板，由于采用二氧化钛骨料和基本上以二氧化钛作基质结合料组成，使所得过滤板不仅具有气孔率适中，气孔率30～50％，气孔孔径0.9～3μ，而且能耐微氟和PH＞8.5-12介质，使之可以用于含微氟和PH＞8.5-12介质使用，有效避免了在这些介质中使用发生灾变。二氧化钛预煅烧，不仅使其收缩转变为稳定的金红石型晶相，而且可使骨料获得强度，有利于堆积成孔和提高过滤板强度，所得过滤板，具有较好的抗冲击性能，大大减少了运输途中及安装破损。并且以二氧化钛为主要原料，具有成型工艺性能好，机械强度高，机加工性能优良，且价格适宜，烧成温度低，是其他耐氟陶瓷原料所不能达到的。
以下结合几个具体实施方式
，进一步说明本发明。
具体实施例方式
实施例1将市售商品二氧化钛100份，经1240℃～1260℃煅烧2小时，经破碎后粉碎成d50＝7-10μ，加市售未煅烧的二氧化钛微粉6份，加阿拉伯树胶1份，水40份，混合球磨，注浆成型，干燥后经1320℃氧化气氛烧成，经机械加工至所需尺寸。
实施例2如实施例1，再加入3份白云石微粉，加入4份糊精，8份聚乙烯醇胶液，充分混合，将湿粉放入钢模中模压成过滤单片，如实施例1烧成，用环氧树脂将两片对合粘结成中空结构，固化后机加工成所需尺寸。
权利要求
1.一种微孔陶瓷过滤板，由骨料颗粒和基质结合料组成，其特征在于所说骨料颗粒全部由二氧化钛颗粒组成，所说基质结合料基本上由5～10份(以骨料计)二氧化钛微粉组成。
2.根据权利要求1所述微孔陶瓷过滤板，其特征在于所说二氧化钛为金红石型二氧化钛。
3.根据权利要求1或2所述微孔陶瓷过滤板，其特征在于所说基质结合料还包括3～8份(以骨料计)白云石微粉。
4.一种上述权利要求所述微孔陶瓷过滤板的制备方法，其特征是先将二氧化钛经1100℃～1300℃煅烧转换成金红石型，破碎、粉碎成细颗粒作骨料，加5～10份(以骨料计)未段烧的二氧化钛微粉基质结合料，或加5～10份未段烧的二氧化钛微粉和3～8份(以骨料计)白云石微粉基质结合料，加粘结剂充分混合，成型，干燥后经1250～1350℃氧化气氛中烧成。
5.根据权利要求4所述微孔陶瓷过滤板的制备方法，其特征在于所说金红石二氧化钛煅烧温度为1240℃～1260℃。
全文摘要
本发明是关于对微孔陶瓷过滤板的改进，尤其涉及一种耐微氟和耐pH＞8.5－12介质用微孔陶瓷过滤板，其特征是组成骨料颗粒全部由二氧化钛颗粒组成，基质结合料基本上由5～10份(以骨料计)二氧化钛微粉组成。所得过滤板不仅具有气孔率适中，气孔率30～50％，气孔孔径0.9～3μ，而且能耐微氟和pH＞8.5－12介质，使之可以用于含氟和pH＞8.5－12介质使用，有效避免了在这些介质中使用发生灾变。以二氧化钛为主要原料，具有工艺性能好，机械强度高，机加工性能优良，且价格适宜，是其他耐氟原料所不能达到的。
文档编号C04B38/00GK1806890SQ200510038128
公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月17日 优先权日2005年1月17日
发明者汪伯川, 何卫平, 冯家迪 申请人:江苏省宜兴非金属化工机械厂