[發(fā)明專利]一種良分散性納米剛玉磨料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610469774.8
• 申請(qǐng)日: 2016-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN106115753B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓耀君;戴正明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江瑞燦科技有限公司
• 主分類號(hào): C01F7/30
• 分類號(hào): C01F7/30;C01F7/02
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所33233
• 代理人: 陸永強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種良分散性納米剛玉磨料的制備方法，屬于磨料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磨料是對(duì)在磨削加工過程中起切削作用的硬質(zhì)材料的總稱，其銳利、堅(jiān)硬，用以磨削較軟的材料表面，主要用來制造磨具。磨料是制造每一種精密產(chǎn)品必不可少的材料，分為天然磨料和人造磨料兩大類，除金剛石外，天然磨料的性能都不太穩(wěn)定，因此許多天然磨料已逐漸被人造磨料所取代。自19世紀(jì)人造剛玉磨料研制成功以來，20世紀(jì)取得了極快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，成為不可缺少的一類重要的工業(yè)產(chǎn)品。人造剛玉開始大規(guī)模生產(chǎn)以后，產(chǎn)生很多不同品種的剛玉磨料，其主要區(qū)別在于氧化鋁含量、雜質(zhì)種類、晶粒尺寸和制造工藝等方面。不同人造剛玉磨料的品種、磨削特性和磨削用途不同。

雖然我國(guó)關(guān)于納米氧化鋁的制備研究較為活躍，已可制得形狀規(guī)整、顆粒尺寸分布窄、粒度甚至達(dá)到10nm以下的具備優(yōu)良險(xiǎn)能的納米氧化鋁粉體。但這些制備方法中還普遍存在著諸多問題,如生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)要求高、設(shè)備條件苛刻、操作過程復(fù)雜、工藝參數(shù)難控制等缺點(diǎn)。這些因素均導(dǎo)致了納米氧化鋁粉末的價(jià)格偏高,限制了其應(yīng)用及發(fā)展。沉淀法是在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合,在混合溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯┮灾迫〖{米粒子的前驅(qū)體沉淀物，再將此沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥和鍛燒，從而制得相應(yīng)的納米粒子。傳統(tǒng)的沉淀法制備納米粉體過程中影響因素較多(主要參數(shù)是溶液的組成、濃度、溫度、時(shí)間等)，形成分散粒子的條件較苛刻。制得的粉體微粒較易形成嚴(yán)重的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)、粒徑較大、粒度分布范圍較寬等缺點(diǎn)。所以制備一種分散性較好的納米剛玉磨料很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前制備的納米剛玉磨料粉體微粒較易形成嚴(yán)重的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)、粒徑較大、粒度分布范圍較寬的問題，提供了一種通過回收亞硫酸糖廠濾池中污泥，由于濾池濾液中含有大量SO₃^2-離子，通過其電解鋁渣中氧化鋁和鋁單質(zhì)反應(yīng)，隨后沉淀制備氫氧化鋁，由于制糖過程時(shí)，甘蔗中大量植物甾醇溶解至廢水中，由于植物甾醇流動(dòng)性好、分散作用強(qiáng)，對(duì)氫氧化鋁表面進(jìn)行改性，制備一種分散性較好的納米剛玉磨料，有效解決了納米剛玉磨料粉體微粒較易形成嚴(yán)重的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)、粒徑較大、粒度分布范圍較寬的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

(1)選取亞硫酸糖廠濾池污泥，將其自然晾干并碾磨過篩，收集60～70目濾池污泥顆粒，再按質(zhì)量比1:10，將污泥顆粒與去離子水?dāng)嚢杌旌希?5～80℃下浸提25～30min；待浸提完成后，過濾并收集濾液，將其置于65～70℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積的1/3，制備得濾液濃縮液；

(2)按質(zhì)量比1:5，將質(zhì)量濃度25％硝酸溶液添加至上述制備的濾液濃縮液，攪拌混合制備得硝酸混合液，隨后收集電解鋁渣再按質(zhì)量比1:5，將電解鋁渣與硝酸混合液攪拌混合，并置于燒杯中，在室溫下靜置沉淀1～2h后，過濾并收集濾液，制備得納米混合液；

(3)在35～40℃下，將質(zhì)量濃度10％碳酸銨溶液滴加至上述納米混合液中，控制滴加速度為5mL/min，待滴加至pH為3.5時(shí)，停止滴加并攪拌混合25～30min，隨后將其置于室溫下靜置陳化1～2h；

(4)待陳化完成后，對(duì)其抽濾并收集濾餅，分別用無水乙醇和去離子水洗滌3～5次，再在65～80℃下干燥6～8h，制備得氫氧化鋁前軀體，隨后將氫氧化鋁前軀體置于坩堝中，將坩堝置于200～230℃馬弗爐中預(yù)熱1～2h，待預(yù)熱完成后，按10℃/min緩慢升溫至800～1000℃，保溫煅燒1～2h后，靜置冷卻至室溫，隨后碾磨即可制備得一種良分散性納米剛玉磨料。

本發(fā)明制備的良分散性納米剛玉磨料顯微維氏硬度為1800～2200kg/cm²，密度為3.97g/cm³，比熱值為1.1kj/(kg·k)，熔點(diǎn)為2000℃，且在20～400℃下熱膨脹系數(shù)為6.0，單顆粒抗壓可達(dá)1.3kg。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)制備的良分散性納米剛玉磨料分散性良好，無團(tuán)聚現(xiàn)象，平均粒度為150nm；

(2)本發(fā)明制備過程簡(jiǎn)單，通過廢棄物進(jìn)行制備，綠色環(huán)保，對(duì)環(huán)境無污染。

具體實(shí)施方式