陶瓷过滤器工艺

1 　引言
　　陶瓷过滤器是以陶瓷工业主要废渣———废瓷粉做骨料,配以合适的粘结剂和成孔剂,制成一种能重复使用的纯物理性过滤介质,其过滤原理:流体通过滤层,流体中悬浮的物质被分离在过滤介质的表面上产生物理吸附并发生沉聚,流体中的异物被除去而变得洁净。陶瓷过滤器具有以下特征:良好的耐腐蚀性、耐热性、气孔分布均匀性及较大的刚性,去污净化效果良好。陶瓷过滤器具有很大的市场。
2 　实验过程
2.1 　原料状况
骨料:1250 ℃以上烧过的废瓷粉,外观为白色。
粘接剂:用本地区的济源土,外观为黄白色或
浅灰色,疏松块状,属中等塑性粘土。
成孔剂:碳酸钙及少量过氧化物。
原料化学组成列于表1 中。

2.2 　原料配方确定
　　借鉴成熟经验,查阅资料及本实验摸索,确定陶瓷过滤器配方如表2 ,坯体的化学组成如表3。

2.3 　生产工艺确定
　　坯料制备:将废瓷粉、济源土、碳酸钙分别制成细粉,其细度如表1 ,配以少量增塑剂及过氧化物,按配方比例配好,放入搅拌磨干混均匀即可使用,将制好的干料放入不锈钢倾斜成球盘中,雾状给水滚动成球, 制成不同直径的球, 或干压成片。　　
异形件坯料用湿法球磨,料∶球∶水= 1∶2∶0.5 ,制成的料浆注浆成形。
坯体在马弗炉中烧至1240～1260 ℃,冷却即可。
2.4 　结果
　　烧成试样经检测性能指标如下:耐酸96 %;耐碱93 %;空隙率39 %;抗折强度18MPa 。
3 　影响气孔率的因素
　　气孔率和孔径的大小是影响陶瓷过滤器过滤性能的主要因素。
3.1 　气孔率与烧成温度的关系
　　试验证实,气孔率随烧成温度升高而升高,达到一定温度后随温度升高而降低。900 ℃以上方解石及过氧化物快速分解,气孔增加较快。达到1250 ℃左右时,胎体出现部分液相,此时气孔率约在30～40 % ,且强度较高。
3.2 　气孔率、孔径与原料粒径的关系
　　通过陶瓷过滤层的流体渗透量V 与过滤器气孔率ε和孔径d 的关系式:V∝ε·d2 ,可知,生产一定渗透量的过滤器,要有适当的气孔率和孔径,而以孔径的影响更直接敏感。陶瓷过滤器孔径主要通过骨料粒径直接控制。试验表明,颗粒直径越小,陶瓷过滤器的平均孔径就越小,颗粒直径分布范围越小,孔径越大。骨料颗粒平均直径和陶瓷过滤器最大孔径的关系如图1。

3.3 　气孔率与耐酸、耐碱性的关系
　　试验发现,陶瓷过滤器的耐酸、耐碱性随气孔率的增加而呈下降趋势。
4 　结论
　　用废瓷粉作骨料制备过滤器时,废瓷粉用量范围在65～75 % ,粒径在600μm 以下,经1250 ℃左右烧成,试样气孔率达39 % ,过滤效果良好,耐酸耐碱性达90 以上,耐腐蚀性好,是技术含量较高的绿色环保产品,具有良好的经济效益和社会效益。