[发明专利]陶瓷过滤材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷过滤材料，其包括中心核和外壁，中心核和外壁主要组成以重量份数计均为骨料颗粒20‑30份、陶瓷纤维20‑30份、粘结剂20‑30份、助熔剂5‑10份、致孔剂15‑20份，所述中心核的骨料颗粒成分为α‑氧化铝，所述外壁的骨料颗粒成分为氮化铝；所述外壁内侧延伸入中心核内部形成骨架，所述中心核和外壁厚度之比为5‑1:1。采用α‑氧化铝作为中心核主要成分，氮化铝作为外壁主要成分，利用外壁氮化铝的高强度和成孔性能好的特点包覆α‑氧化铝后能最大程度地提高过滤介质的耐磨性，并且(近)球形骨料颗粒，进一步有利于内部孔隙的形成，并且由于骨料颗粒为球形，各颗粒之间的接触面均一从而有利于材料本身的均匀性和结构的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料，尤其是涉及一种陶瓷过滤材料，同时涉及其制备方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，能源的不断消耗，电力、建材、冶金、钢铁、化工等工业产生的高温烟气粉尘对环境造成了严重的污染。在上述行业中，经过工艺作用后常余留高温含尘气体，为了满足不同工艺的需要和能量回收的要求，都需要对这些高温含尘气体进行除尘，常见的高温气体除尘技术有陶瓷过滤除尘技术、颗粒层过滤除尘技术、金属微孔过滤除尘技术、旋风除尘技术、静电除尘技术等。陶瓷过滤除尘技术因陶瓷材料具有优良的耐高温性能、热稳定性和化学稳定性，可在高达1200℃温度下进行工作，并且在氧化、还原等高温环境下具有很好的耐腐蚀性而成为最具有发展前途的除尘技术之一。多孔陶瓷是目前常用的过滤介质，其组成通常为以耐火原料为骨料，配以结合剂等经过高温烧结而制成的陶瓷过滤材料，其结构内部具有大量贯通的微细气孔。根据实际生产需求常常需要采用不同孔径的过滤介质，因此制备过程中如何获得孔径分布均匀，孔径范围符合要求的多孔陶瓷是亟须解决的问题。此外在高温除尘过程中由于过滤本身的特性，过滤介质往往需要长期承受高温气体的冲击，过滤介质本身必须能够耐受这种较高的温度，而且高温气体中的灰尘对于过滤介质的冲击极易造成过滤介质的磨损，而一旦过滤介质被磨损，不仅会破坏过滤介质的结构影响过滤效果，同时降低了过滤介质的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种使用寿命长、过滤效果好的多孔陶瓷过滤介质。

本发明的技术方案是提供一种陶瓷过滤材料，其包括中心核和外壁，中心核和外壁主要组成以重量份数计均为骨料颗粒20-30份、陶瓷纤维20-30份、粘结剂20-30份、助熔剂5-10份、致孔剂15-20份，所述中心核的骨料颗粒成分为α-氧化铝，所述外壁的骨料颗粒成分为氮化铝；所述外壁内侧延伸入中心核内部形成骨架，所述中心核和外壁厚度之比为5-1:1。

所述骨料颗粒为球形或近球形，骨料颗粒的平均粒径为5-10nm，粒径分布为7-8nm的颗粒数占总量的90％，(近)球形骨料颗粒，进一步有利于内部孔隙的形成，并且由于骨料颗粒为球形，各颗粒之间的接触面均一从而有利于材料本身的均匀性和结构的稳定性。

所述致孔剂为微晶纤维素、聚乙烯微球、蛋清、改性淀粉中的一种或几种。

本发明还提供上述陶瓷过滤材料的制备方法，步骤包括：

S1.将α-氧化铝骨料、陶瓷纤维、粘结剂、助熔剂、致孔剂按照配比混合后，投入球磨机中球磨5-10min，制得混合料1；

S2.将混合料1放入柱形容器中，将柱形容器放入冷冻池，仅容器底部接触冷冻液，容器敞口放置，至混合料1冷冻完全；

S3.冷冻完全的柱形混合料1干燥后，烧制，烧制温度为1300-1400℃；

S4.将氮化铝骨料、陶瓷纤维、粘结剂、助熔剂、致孔剂按照配比混合后，投入球磨机中球磨5-10min，制得混合料2，加入水，制成含混合料2的质量百分比为60-80％的浆液；

S5.步骤S3的柱形混合料1浸入步骤S4的浆液中，浸渍时间为6-18h，制得坯体；