本发明涉及陶瓷球领域，尤其涉及一种会水解的陶瓷球内核及陶瓷球及陶瓷球的制备方法。
背景技术：
1、随着矿产资源的日益贫乏，以及环保低碳的可持续发展理念的贯彻，矿产的萃取提炼需求也日益迫切，进而更加促进磨机和细磨技术发展，而耐磨陶瓷球作为磨机的食粮，日益受到关注。耐磨陶瓷球作为一种耗损品，其耐磨性能以及研磨效率是客户关注的重点，但是我们也发现，在研磨球使用过程中不可避免会产生磨细的小研磨球，其所蕴含的动能是比较小的，在研磨较粗粉料时并不能提供很好的研磨效果，反而会占据一定的研磨球装载体积影响研磨效率。而这时如果将研磨球取出来进行筛分，然后将符合粒径的研磨球再放回机器中，则会阻碍生产的连续性，并且耗费大量的人力物力，同时筛分出来的小磨珠得不到很好的回收利用，加重废固污染。因此，如何将磨细的小球快速磨灭或者降解是研磨球客户的需求痛点。
2、专利cn109516774b，公开了一种人造球形陶瓷复合砂的制备方法，所述陶瓷复合砂的结构主要为“内核+外层”双层结构，内核采用较粗粒径的主要粉料为：低品位铝矾土、低品位焦宝石、镍尾矿矿渣、粉煤灰中的一种或两种以上；外层采用较细粒径的主要粉料为：高品位焦宝石、高品位铝矾土、刚玉粉中的一种或两种以上；采用滚动造粒法造粒，经回转窑烧结所得，但该专利中的目的是为了减少成本而采用内核加外层的结构，并没有解决小研磨球影响研磨效率的问题以及内核与外层的过渡层问题以及烧结收缩一致性问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种会水解的陶瓷球内核。
2、本发明还公开了一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球。
3、本发明还公开了一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球制备方法。
4、本发明的创新点在于本发明中内核烧结时形成一定量的玻璃相和陶瓷骨架，具有一定的陶瓷强度，可以确保目标陶瓷球整体的强度不受内核太大的影响；同时烧结过程产生的富余碱土金属氧化物会保存下来，陶瓷球在使用过程中逐渐磨损变小，达到内核时，内核上的碱土金属氧化物遇水即会产生水解反应，逐渐膨解，使得内核会被迅速消耗。
5、为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
6、一种会水解的陶瓷球内核，包括以下质量百分数的原料：al2o3:5~20%、sio2:0.5~3%、zro2:1~10%、mgo:5~40%、cao:15~50%、bao:10~50%、sro:0.5~40%、y2o3:0.1~1%、ceo2:0.2~3%。
7、一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球，所述陶瓷求从内到外依次由内核、过渡层以及外层组成；过渡层为惰性层。直接在碱土金属氧化物外层覆盖陶瓷基体材料，在烧结过程会出现严重相互侵蚀现象，形成大量玻璃相。本发明使用了过渡层，主要是为了避免在烧结过程内核碱土金属化合物与外层陶瓷基体材料接触形成大量玻璃相，进而防止过度消耗碱土金属氧化物和外层陶瓷基体材料；另外过渡层的存在，还起到调节收缩率的作用，避免内、外层收缩率相差太大开裂。
8、一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球制备方法，包括以下步骤：
9、（1）配料：取内核原料、过渡层原料以及外层原料；
10、（2）粉料制备：将内核原料、过渡层原料以及外层原料分别进行粗磨-细磨-喷雾干燥得到内核粉料、过渡层粉料及外层粉料，所述内核粉料细度为5~20微米，过渡层粉料细度为2~10微米，外层粉料细度为1~5微米；
11、（3）成型：使用滚制成型法成型，成型时一边投料一边喷洒成型浆水，球坯慢慢滚动长大；首先，使用内核粉料滚制成型至目标陶瓷球粒径的10~30%，得到内核；然后，更换为过渡层粉料，包覆成型至目标陶瓷球粒径的11~40%，得到包覆有过渡层的内核；最后，更换为外层粉料，包覆成型至目标粒径，得到含内核、过渡层和外层的目标陶瓷球坯体；
12、（4）烧成：目标陶瓷球坯体的烧成温度为室温~350℃，升温速度2℃/min；350~800℃，升温速度1℃/min；800~1250℃，升温速度8℃/min；1250~最高温，升温速度1℃/min；最高温保温5h，然后8℃/min降温至室温；得到含内核陶瓷球。
13、进一步地，所述过渡层原料为al2o3、zro2的其中一种或两种组合。
14、进一步地，所述最高温为1250~1400℃，外层原料为烧结温度为1250~1400℃的陶瓷粉料。
15、进一步地，所述成型浆水分为内核成型浆水、过渡层成型浆水、外层成型浆水，所述内核成型浆水中含0.2~0.8% 陶氏acusol 420n、0.1~1% pva2488、0.1~0.5% 罗门哈斯acumer 9300；所述过渡层成型浆水中含0.1~1% 陶氏duramaxb-1000和0.1~1% pva2488；所述外层成型浆水中含0.1~1%pva2488、0.05~0.5%六偏磷酸钠和0.05~0.2%白糖。陶瓷粉料在成型时需要使用成型浆水，常规成型浆水是由水和一定量的粘结剂、分散剂和塑性剂等组成，而每种粉料细度、表面电荷、表面形态和亲水性能不一样，这也导致了不同粉料的滚制成型性能不一样，需要不同的成型浆水进行调节其成型性能；尤其在多层陶瓷滚制法成型时，经常会遇到陶瓷原料层与层之间难以结合在一起的难题。对这些难题，进行成型浆水优化。
16、本发明的有益效果是：
17、本发明中采用碱土金属化合物与陶瓷基体材料复合方法所制备陶瓷球内核，烧结时形成一定量的玻璃相和陶瓷骨架，具有一定的陶瓷强度，可以确保目标陶瓷球整体的强度不受内核太大的影响；同时烧结过程产生的富余碱土金属氧化物会保存下来，陶瓷球在使用过程中逐渐磨损变小，达到内核时，内核上的碱土金属氧化物遇水即会产生水解反应，逐渐膨解，使得内核会被迅速消耗。
18、本发明使用了过渡层，避免在烧结过程内核碱土金属化合物与外层陶瓷基体材料接触形成大量玻璃相，进而防止过度消耗碱土金属氧化物和外层陶瓷基体材料；另外过渡层的存在，还起到调节收缩率的作用，避免内、外层收缩率相差太大开裂。
19、本发明可快速消除磨细但又没有多少研磨效果的内核，给磨机腾出空间，以便加入新研磨球，降低因为陶瓷球内核小球太多而导致磨机研磨效率低下的影响；同时，内核快速自动膨解消耗的特性，避免了停机，拆机，出球筛分等工序，提高了产能和经济效益；还有，内核快速自动膨解消耗的特性，也决定了其不容易堵塞磨机筛网，进而避免研磨球细球堵塞筛网带来的产能低下和磨机功率不稳定问题。
20、本发明对内核、过渡层、外层分别使用不同的成型浆水，调节各层性能，使得层与层之间容易结合。
21、实施方式
22、下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
23、实施例1：一种会水解的陶瓷球内核，包括以下质量百分数的原料：al2o3:5%、sio2:0.5%、zro2:1%、mgo:5%、cao:40%、bao:47.7%、sro:0.5%、y2o3:0.1%、ceo2:0.2%。
24、实施例2：一种会水解的陶瓷球内核，包括以下质量百分数的原料：al2o3:10%、sio2:2%、zro2:3%、mgo:40%、cao:15%、bao:10%、sro:18.5%、y2o3:0.5%、ceo2:1%。
25、实施例3：一种会水解的陶瓷球内核，包括以下质量百分数的原料：al2o3:20%、sio2:1%、zro2:2%、mgo:6%、cao:50%、bao:10%、sro:10%、y2o3:0.5%、ceo2:0.5%。
26、实施例4：一种会水解的陶瓷球内核，包括以下质量百分数的原料：al2o3:8%、sio2:3%、zro2:10%、mgo:10%、cao:15%、bao:10%、sro:40%、y2o3:1%、ceo2:3%。
27、实施例5：一种会水解的陶瓷球内核，包括以下质量百分数的原料：al2o3:10%、sio2:3%、zro2:7%、mgo:8%、cao:15%、bao:50%、sro:6%、y2o3:0.7%、ceo2:0.3%。
28、实施例6：一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球，其特征在于，所述陶瓷求从内到外依次由内核、过渡层以及外层组成；过渡层为惰性层。
29、实施例7：一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球制备方法，
30、配料：取内核原料、过渡层原料以及外层原料；内核原料为实施例1的原料，过渡层原料为al2o3；外层原料为烧结温度为1250℃的陶瓷粉料为al2o3：45%，sio2：50.1%，mgo：0.5%，cao：0.5%，k2o：2.5%，na2o：0.6%，fe2o3：0.5%，tio2：0.3%。
31、粉料制备：将内核原料、过渡层原料以及外层原料分别进行粗磨-细磨-喷雾干燥得到内核粉料、过渡层粉料及外层粉料，内核粉料细度为5~20微米，过渡层粉料细度为2~10微米，外层粉料细度为1~5微米；
32、成型：使用滚制成型法成型，成型时一边投料一边喷洒成型浆水，成型浆水分为内核成型浆水、过渡层成型浆水、外层成型浆水，所述内核成型浆水中含0.2% 陶氏acusol420n、0.1% pva2488、0.1% 罗门哈斯acumer 9300；过渡层成型浆水中含0.1% 陶氏duramaxb-1000和0.1% pva2488；所述外层成型浆水中含0.1%pva2488、0.05%六偏磷酸钠和0.05%白糖。
33、球坯慢慢滚动长大；首先，使用内核粉料滚制成型至目标陶瓷球粒径的10%，得到内核；然后，更换为过渡层粉料，包覆成型至目标陶瓷球粒径的11%，得到包覆有过渡层的内核；最后，更换为外层粉料，包覆成型至目标粒径，得到含内核、过渡层和外层的目标陶瓷球坯体；
34、烧成：目标陶瓷球坯体的烧成温度为室温~350℃，升温速度2℃/min；350~800℃，升温速度1℃/min；800~1250℃，升温速度8℃/min；最高温保温5h，然后8℃/min降温至室温；得到含内核陶瓷球。
35、实施例7：一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球制备方法，
36、配料：取内核原料、过渡层原料以及外层原料；内核原料实施例2的原料，过渡层原料为zro2；外层原料为烧结温度为1300℃的陶瓷粉料为al2o3：65%，sio2：30.7%，mgo：1.5%，cao：1%，k2o：1%，na2o ：0.3%，fe2o3：0.4%，tio2：0.1%。。
37、粉料制备：将内核原料、过渡层原料以及外层原料分别进行粗磨-细磨-喷雾干燥得到内核粉料、过渡层粉料及外层粉料，内核粉料细度为5~20微米，过渡层粉料细度为2~10微米，外层粉料细度为1~5微米；
38、成型：使用滚制成型法成型，成型时一边投料一边喷洒成型浆水，成型浆水分为内核成型浆水、过渡层成型浆水、外层成型浆水，内核成型浆水中含0.5% 陶氏acusol 420n、0.1~1% pva2488、0.3% 罗门哈斯acumer 9300；过渡层成型浆水中含0.5% 陶氏duramaxb-1000和0.5% pva2488；所述外层成型浆水中含0.5%pva2488、0.1%六偏磷酸钠和0.1%白糖。
39、球坯慢慢滚动长大；首先，使用内核粉料滚制成型至目标陶瓷球粒径的20%，得到内核；然后，更换为过渡层粉料，包覆成型至目标陶瓷球粒径的30%，得到包覆有过渡层的内核；最后，更换为外层粉料，包覆成型至目标粒径，得到含内核、过渡层和外层的目标陶瓷球坯体；
40、烧成：目标陶瓷球坯体的烧成温度为室温~350℃，升温速度2℃/min；350~800℃，升温速度1℃/min；800~1250℃，升温速度8℃/min；1250~最高温，最高温为1300℃，升温速度1℃/min；最高温保温5h，然后8℃/min降温至室温；得到含内核陶瓷球。
41、实施例9：一种含会水解的陶瓷球内核的陶瓷球制备方法，
42、配料：取内核原料、过渡层原料以及外层原料；内核原料为实施例3的原料，过渡层原料为al2o3、zro2的组合；外层原料为烧结温度为1400℃的陶瓷粉料为al2o3：35%，zro2：53.6%，sio2：8%，mgo：0.3%，cao：1%，k2o：0.1%，y2o3：2%。
43、粉料制备：将内核原料、过渡层原料以及外层原料分别进行粗磨-细磨-喷雾干燥得到内核粉料、过渡层粉料及外层粉料，所述内核粉料细度为5~20微米，过渡层粉料细度为2~10微米，外层粉料细度为1~5微米；
44、成型：使用滚制成型法成型，成型时一边投料一边喷洒成型浆水，成型浆水分为内核成型浆水、过渡层成型浆水、外层成型浆水，所述内核成型浆水中含0.8% 陶氏acusol420n、1% pva2488、0.5% 罗门哈斯acumer 9300；过渡层成型浆水中含1% 陶氏duramaxb-1000和1% pva2488；所述外层成型浆水中含1%pva2488、0.5%六偏磷酸钠和0.2%白糖。
45、球坯慢慢滚动长大；首先，使用内核粉料滚制成型至目标陶瓷球粒径的30%，得到内核；然后，更换为过渡层粉料，包覆成型至目标陶瓷球粒径的40%，得到包覆有过渡层的内核；最后，更换为外层粉料，包覆成型至目标粒径，得到含内核、过渡层和外层的目标陶瓷球坯体；
46、烧成：目标陶瓷球坯体的烧成温度为室温~350℃，升温速度2℃/min；350~800℃，升温速度1℃/min；800~1250℃，升温速度8℃/min；1250~最高温，最高温为1400℃，升温速度1℃/min；最高温保温5h，然后8℃/min降温至室温；得到含内核陶瓷球。
47、原料中，mgo来源可以是碳酸镁、碱式碳酸镁、菱镁矿、白云石之一或者组合；cao来源可以是轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硝酸钙、白云石之一或者组合；bao来源是碳酸钡；sro来源是碳酸锶；al2o3来源可以是煅烧氧化铝；sio2 来源可以是石英粉；zro2来源可以是氧化锆。
48、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。