一种硅酸锆的制备方法.pdf

本发明公开了一种硅酸锆的制备方法，将锆英砂加入球磨机中，再加入研磨介质、水和研磨助剂，一次性研磨36～40h得到1.0～10微粒的超细粉体，其中，锆英砂、研磨介质、水和研磨助剂的重量比为1∶2.2～2.7∶0.4～0.6∶0.0003～0.0005。本发明采用球磨机，通过对研磨介质、水、研磨助剂的调节，用相对短的时间，一次性将锆英砂加工研磨成硅酸锆要求的细磨，且锆含量及其它介质成份均达到硅酸锆行业标准的要求。且本发明方法没有对环境产生严重污染的酸洗和煅烧工艺，因此既节能又环保。

1、  一种硅酸锆的制备方法，其特征在于将锆英砂加入球磨机中，再加入研磨介质、水和研磨助剂，一次性研磨36～40h得到1.0～10微粒的超细粉体，其中，锆英砂、研磨介质、水和研磨助剂的重量比为1:2.2～2.7:0.4～0.6:0.0003～0.0005。

2、  根据权利要求1所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的球磨机的长径比为1.9～2.5，转速为23～27转/分。

3、  根据权利要求1所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨介质为高铝介质球、氧化锆增韧氧化铝介质球、氧化锆增韧硅酸锆介质球或氧化锆介质球。

4、  根据权利要求3所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的高铝介质球，其含铝量为92％以上。

5、  根据权利要求1或3或4所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨介质粒径为和中任意两种规格或任意三种规格或任意四种规格的组合。

6、  根据权利要求5所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨介质粒径为按重量比35～40:35～40:20～30的混合物。

7、  根据权利要求5所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨介质粒径为按重量比30～40:30～45:15～40的混合物。

8、  根据权利要求5所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨介质粒径为按重量比20～30:30～50:20～50的混合物。

9、  根据权利要求5所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨介质粒径为按重量比20～25:30～40:30～40:10～20的混合物。

10、  根据权利要求1所述的硅酸锆的制备方法，其特征在于所述的研磨助剂为三乙醇胺和焦磷酸钠按重量比2:1的混合物，或三乙醇胺和六偏磷酸钠按重量比2:1的混合物。

一种硅酸锆的制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷工业技术领域，具体涉及一种硅酸锆的制备方法。
背景技术
硅酸锆是陶瓷行业必不可少的原料之一，其主要作用是乳浊增白。目前在陶瓷行业中被广泛应用于釉料和坯料中，在陶瓷用无机颜料中，硅酸锆被广泛用于钒锆蓝、锆镨黄、锆铁红等锆基颜料。随着我国陶瓷行业的不断发展，硅酸锆的用量越来越大，2007年我国全年硅酸锆生产量大约在27.6～30万吨。
硅酸锆化学通式为ZrSiO₄，理论组成为ZrO₂67.2％、SiO₂32.8％。硅酸锆是一种重要的高温无机非金属材料，具有许多优良性能，如热稳定性能好，热导率低、膨胀系数小、高温强度大等特点。硅酸锆生产的原材料是锆英砂，主要产自澳大利亚、南非、越南、印度尼西亚等国，我国的海南省也有部分产业。锆英砂因为杂质含量的不同而显现红、黄、浅灰及棕色等不同颜色，不溶于酸和碱。在硅酸锆中由于选用不同地区的锆英砂其化学成份略有出入，锆英砂研磨成硅酸锆后一般是白色和浅灰色，比重较重，真比重约为4.7g/cm³，粉体的堆积比重在1.8g/cm³左右。
硅酸锆作为陶瓷乳浊剂用，对其增白效果影响的主要技术因素有：①化学成份，②颗粒粒径及分布状况，③杂质相含量，④烧失量及水份；同时生产的工艺因素也会影响其使用效果，包括①硅酸锆的稳定性，②硅酸锆在介质(水)中的分散性。
硅酸锆的加工是一种物理加工过程，其给陶瓷企业的产品应保证两个基本前提，即增白和稳定，硅酸锆目前有干法和湿法两种加工方式。
干法加工以雷蒙磨为主，用干法分级机进行分级后将粗料再回到雷蒙磨中，往覆循环；湿法加工用球磨机分一道或两道研磨后再进入搅拌磨或砂磨机中研磨，研磨的物料经酸洗、漂洗、压滤、煅烧后经打粉工序成为成品。
干法加工的缺点为能耗大、噪音大、环境(粉尘)污染严重，但由于工艺简单仍被应用。
湿法加工的缺点在于工艺流程过于复杂，酸洗用酸对环境的污染严重，煅烧工艺提高了生产成本，打粉和分级由于粉尘污染对周围环境产生不良影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简便的硅酸锆的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种硅酸锆的制备方法：将锆英砂加入球磨机中，再加入研磨介质、水和研磨助剂，一次性研磨36～40h得到1.0～10微粒的超细粉体，其中，锆英砂、研磨介质、水和研磨助剂的重量比为1:2.2～2.7:0.4～0.6:0.0003～0.0005。
其中，球磨机的长径比要求在1.9～2.5，转速在23～27转/分。
其中，所述的研磨介质为高铝介质球、氧化锆增韧氧化铝介质球、氧化锆增韧硅酸锆介质球或氧化锆介质球。其中，所述的高铝介质球，其含铝量为92％以上。
其中，所述的研磨介质粒径为15mm、13mm、10mm、8mm和6mm中任意两种规格或任意三种规格或任意四种规格的组合。
优选的组合有：
粒径为15mm、13mm、10mm的研磨介质按重量比35～40:35～40:20～30的混合物。
粒径为13mm、10mm、8mm的研磨介质按重量比30～40:30～45:15～40的混合物。
粒径为0mm、8mm、6mm的研磨介质按重量比20～30:30～50:20～50的混合物。
粒径为13mm、10mm、8mm、6mm的研磨介质按重量比20～25:30～40:30～40:10～20的混合物。
其中，所述的研磨助剂为三乙醇胺和焦磷酸钠按重量比2:1的混合物，或三乙醇胺和六偏磷酸钠按重量比2:1的混合物。
有益效果：本发明采用球磨机，通过对研磨介质、水、研磨助剂的调节，用相对短的时间，一次性将锆英砂加工研磨成硅酸锆要求的细磨，且锆含量及其它介质成份均达到硅酸锆行业标准的要求。且本发明方法没有对环境产生严重污染的酸洗和煅烧工艺，因此既节能又环保。
附图说明
图1为传统干法生产工艺流程图；
图2为传统湿法生产工艺流程图。
具体实施方式：
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
以下实施例所使用的球磨机为江苏拜富色釉料有限公司生产的长径比在2.0的10T球磨机，转速为27转/分，额定功率为130kw。
实施例1：
将10T直径<80目(0.16mm)的锆英砂加入球磨机中，加入25T含铝量为92％以上的高铝介质球(粒径为13mm、10mm、8mm、6mm的高铝介质球按重量比25:30:30:15的混合物)，再加入6T水和3kg研磨助剂(三乙醇胺和焦磷酸钠按重量比2:1的混合物)，一次性研磨40h，得到超细粉体，经检测其粒径为：d₅₀＝1.25μm，d₉₀＝4.78μm，达到超细粉体的颗粒要求。
实施例2：
将10T直径<80目(0.16mm)的石英砂加入到球磨机中，加入25T氧化锆增韧氧化铝介质球(粒径为13mm、10mm、8mm的高铝介质球按重量比40:40:20的混合物)，再加入5.5T水和3.5kg研磨助剂(三乙醇胺和六偏磷酸钠按重量比2:1的混合物)，一次性研磨36h，得到超细粉体。经检测，其粒度为d₅₀＝1.47μm，d₉₀＝4.90μm，达到超细粉体的颗粒要求。
实施例3：
将10T直径<80目(0.16mm)的石英砂加入到球磨机中，加入22T氧化锆介质球(粒径为15mm、13mm、10mm的氧化锆介质球按重量比40:35:30的混合物)，再加入4T水和3kg研磨助剂(三乙醇胺和六偏磷酸钠按重量比2:1的混合物)，一次性研磨38h，得到超细粉体。经检测，其粒度为d₅₀＝1.55μm，d₉₀＝5.32μm，达到超细粉体的颗粒要求。
实施例4：
将10T直径<80目(0.16mm)的锆英砂加入球磨机中，加入27T氧化锆增韧硅酸锆介质球(粒径为10mm、8mm、6mm的高铝介质球按重量比25:40:30的混合物)，再加入5T水和5kg研磨助剂(三乙醇胺和焦磷酸钠按重量比2:1的混合物)，一次性研磨40h，得到超细粉体，经检测其粒径为：d₅₀＝1.17μm，d₉₀＝3.98μm，达到超细粉体的颗粒要求。