[发明专利]多孔微晶陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多孔微晶陶瓷及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将石棉尾渣与长石进行预处理并混合均匀，得到混合粉体；使用混合粉体造粒，得到粒料；将粒料压制成型，得到坯体；通过将坯体进行干燥和施釉，然后进行热处理和后处理得到多孔微晶陶瓷；其中，所述石棉尾渣与所述长石的质量比为8：2～2：8。所述多孔微晶陶瓷包括所述的制备多孔微晶陶瓷的方法所制备出的多孔微晶陶瓷。本发明的有益效果包括：流程简单、绿色环保；在生产过程中利用石棉尾渣，解决其难处理的问题。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理与资源化利用及无机非金属功能材料制备领域，特别地，涉及多孔微晶陶瓷及其制备方法。

背景技术

我国石棉矿产资源非常丰富，是世界上第三石棉储量大国，石棉矿产资源主要分布在甘肃阿克塞、青海茫崖、陕西黑木林和四川石棉县等地。自上世纪50年代生产石棉后，矿山剥离的废石、剔除的夹石和选矿的尾矿主要露天堆放，不仅污染土壤、水源，且存在严重安全隐患。

多孔微晶陶瓷既是具有孔隙结构的多孔材料，也是多晶烧结材料，通过对孔径、孔形、分布和连通性等孔隙结构参数的区分，能将多孔陶瓷应用于吸声、隔热、运输和生物等场景，相较于高分子聚合体、金属等材质的多孔材料，多孔微晶陶瓷具有优良的耐酸碱性和生物兼容性。现有的工业工艺主要包括颗粒堆积法、模板牺牲法、复制模板法、直接发泡法、3D打印法，这几类方法主要以人工造孔为核心关键，生产工艺流程长、设备复杂、生产成本高，且会造成一定的环境污染，并且不适用于工业固废的二次利用。

综上所述，现有的多孔微晶陶瓷主流生产技术存在生产能耗高、工艺流程长、固废利用率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足的至少一项，本发明的目的之一是提供一种可以利用石棉选矿的尾渣制备多孔微晶陶瓷的方法。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种制备多孔微晶陶瓷的方法。

所述方法包括以下步骤：

将石棉尾渣与长石进行预处理并混合均匀，得到混合粉体；使用混合粉体造粒，得到粒料；将粒料压制成型，得到坯体；通过将坯体进行干燥和施釉，然后再进行热处理和后处理得到多孔微晶陶瓷；其中，所述石棉尾渣与所述长石的质量比为8：2～2：8。

根据本发明的一个示例性实施例，所述造粒可包括半干法造粒，半干法造粒可包括以下步骤：将混合粉体与粘结剂水溶液混合均匀，搅拌得到不均匀质地松散的颗粒状物料；其中，混合粉体的含水量为4～8％，混合粉体的粒径为180～350目，搅拌转速为200～400rpm/min；对颗粒状物料进行球形化造粒，得到所述粒料，并干燥至含水量3～5％；其中，粒料的粒径为20～40目。

根据本发明的一个示例性实施例，所述粘结剂水溶液可包括聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠的一种或多种溶于水得到的粘结剂水溶液；所述粘结剂水溶液的浓度为0.5～1％；所述粘结剂水溶液的用量为混合粉体质量的1～10％。

根据本发明的一个示例性实施例，所述制坯可包括以下步骤：将粒料均匀平铺在模具中；在250～720kgf/cm²压力下压制、脱模后得到坯体；将所得坯体干燥、按实际需求施釉、上色；其中，干燥包括：在温度为80～300℃条件下将坯体干燥至含水率1～3％之间。

根据本发明的一个示例性实施例，所述热处理可包括烧结和冷却；其中，烧结可包括：将坯体按6～40℃/min的升温速率加热至1230～1300℃，保温30～60min，进一步地，保温43～50min；冷却可包括：自然降温或先缓冷再快冷至室温使坯体冷却；所述后处理可包括按规格尺寸进行整形和修边。