[發明專利]陶瓷過濾材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710843677.5
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN109516821A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉紹輝;黃乃喬;袁明輝
• 申請（專利權）人: 萍鄉市普天高科實業有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/10;C04B35/582;C04B38/06;B01D39/20
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 董超君

本發明公開了一種陶瓷過濾材料，其包括中心核和外壁，中心核和外壁主要組成以重量份數計均為骨料顆粒20?30份、陶瓷纖維20?30份、粘結劑20?30份、助熔劑5?10份、致孔劑15?20份，所述中心核的骨料顆粒成分為α?氧化鋁，所述外壁的骨料顆粒成分為氮化鋁；所述外壁內側延伸入中心核內部形成骨架，所述中心核和外壁厚度之比為5?1:1。采用α?氧化鋁作為中心核主要成分，氮化鋁作為外壁主要成分，利用外壁氮化鋁的高強度和成孔性能好的特點包覆α?氧化鋁后能最大程度地提高過濾介質的耐磨性，并且(近)球形骨料顆粒，進一步有利于內部孔隙的形成，并且由于骨料顆粒為球形，各顆粒之間的接觸面均一從而有利于材料本身的均勻性和結構的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷材料，尤其是涉及一種陶瓷過濾材料，同時涉及其制備方法。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，能源的不斷消耗，電力、建材、冶金、鋼鐵、化工等工業產生的高溫煙氣粉塵對環境造成了嚴重的污染。在上述行業中，經過工藝作用后常余留高溫含塵氣體，為了滿足不同工藝的需要和能量回收的要求，都需要對這些高溫含塵氣體進行除塵，常見的高溫氣體除塵技術有陶瓷過濾除塵技術、顆粒層過濾除塵技術、金屬微孔過濾除塵技術、旋風除塵技術、靜電除塵技術等。陶瓷過濾除塵技術因陶瓷材料具有優良的耐高溫性能、熱穩定性和化學穩定性，可在高達1200℃溫度下進行工作，并且在氧化、還原等高溫環境下具有很好的耐腐蝕性而成為最具有發展前途的除塵技術之一。多孔陶瓷是目前常用的過濾介質，其組成通常為以耐火原料為骨料，配以結合劑等經過高溫燒結而制成的陶瓷過濾材料，其結構內部具有大量貫通的微細氣孔。根據實際生產需求常常需要采用不同孔徑的過濾介質，因此制備過程中如何獲得孔徑分布均勻，孔徑范圍符合要求的多孔陶瓷是亟須解決的問題。此外在高溫除塵過程中由于過濾本身的特性，過濾介質往往需要長期承受高溫氣體的沖擊，過濾介質本身必須能夠耐受這種較高的溫度，而且高溫氣體中的灰塵對于過濾介質的沖擊極易造成過濾介質的磨損，而一旦過濾介質被磨損，不僅會破壞過濾介質的結構影響過濾效果，同時降低了過濾介質的使用壽命。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種使用壽命長、過濾效果好的多孔陶瓷過濾介質。

本發明的技術方案是提供一種陶瓷過濾材料，其包括中心核和外壁，中心核和外壁主要組成以重量份數計均為骨料顆粒20-30份、陶瓷纖維20-30份、粘結劑20-30份、助熔劑5-10份、致孔劑15-20份，所述中心核的骨料顆粒成分為α-氧化鋁，所述外壁的骨料顆粒成分為氮化鋁；所述外壁內側延伸入中心核內部形成骨架，所述中心核和外壁厚度之比為5-1:1。

所述骨料顆粒為球形或近球形，骨料顆粒的平均粒徑為5-10nm，粒徑分布為7-8nm的顆粒數占總量的90％，(近)球形骨料顆粒，進一步有利于內部孔隙的形成，并且由于骨料顆粒為球形，各顆粒之間的接觸面均一從而有利于材料本身的均勻性和結構的穩定性。

所述致孔劑為微晶纖維素、聚乙烯微球、蛋清、改性淀粉中的一種或幾種。

本發明還提供上述陶瓷過濾材料的制備方法，步驟包括：

S1.將α-氧化鋁骨料、陶瓷纖維、粘結劑、助熔劑、致孔劑按照配比混合后，投入球磨機中球磨5-10min，制得混合料1；

S2.將混合料1放入柱形容器中，將柱形容器放入冷凍池，僅容器底部接觸冷凍液，容器敞口放置，至混合料1冷凍完全；

S3.冷凍完全的柱形混合料1干燥后，燒制，燒制溫度為1300-1400℃；

S4.將氮化鋁骨料、陶瓷纖維、粘結劑、助熔劑、致孔劑按照配比混合后，投入球磨機中球磨5-10min，制得混合料2，加入水，制成含混合料2的質量百分比為60-80％的漿液；

S5.步驟S3的柱形混合料1浸入步驟S4的漿液中，浸漬時間為6-18h，制得坯體；