CN109678499A - 一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法 - Google Patents

一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微珠制备领域，特别是一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，原料配方按质量百分比为：制备硅酸锆抛光微粉过程中遗弃的D50小于7μm的硅酸锆微粉余料48％‑88％，制备三氧化二铝抛光微粉过程中遗弃的D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料9％‑49％，木质素3％；制备步骤为：配料→干混→潮混→困料→加密压实→破碎→筛分→造球→塑形加密→选球→烘干→筛选→烧结→精选→抛光→清洗→烘干；制备出的微珠粒径为63‑600μm，密度为3.8‑4.0g/cm3，圆球度大于95％。本发明利用工业余料，成本低，产品用途广，工艺简单，是硅酸锆复合微珠制备方法方面的创新。

Description

一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法
技术领域
本发明涉及微珠制备领域，更具体是一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法。
技术背景
超细粉体加工行业的迅速发展，带动了研磨介质的研发与生产。开发出高质量和高研磨效率的优质研磨介质，会对粉体加工行业有积极的贡献，并创造出巨大经济效益。研磨珠是一种重要的研磨介质，可广泛应用于水泥、矿物、陶瓷、电子材料、磁性材料及涂料、油漆等行业原材料的研磨和加工，是一种优质的研磨介质。随着超细粉体在各个行业的应用和发展，粉体的细度、粒型和质量等制约了科技的发展和生产力的提高，在这种情况下，具有较高的硬度、较小的磨耗、耐腐蚀、耐氧化且性价比高的硅酸锆研磨珠被越来越多的生产厂家所使用。
工业生产中，在利用硅酸锆或三氧化二铝制备抛光微粉过程中，D50小于7μm的微粉一般作为工业余料遗弃，不利于节能减排。
现有的作为研磨介质的硅酸锆珠的生产工艺基本上为高温熔融法和烧结法两种。熔融法的缺点是容易形成缺陷且能耗高，不符合节能减排的国家政策。硅酸锆珠是在高温熔融状态下成型，如果某一关键技术参数没控制好，所制备的产品就会形成有缺陷的易破碎珠、气泡珠、尾巴珠和扁平珠，其成品率一般为60％以下。烧结法制备硅酸锆珠，球珠坯体通常是滚动成型，其缺点是难以制备出粒径小、硬度高和磨耗值低的球珠；等静压成型成本高且粒径大，对超细研磨作用有限。
复合硅酸锆珠的应用领域较氧化锆微珠广泛，它适用于颗粒材料的分散和研磨，还广泛应用于抛光和表面喷砂处理等，有着其他磨料无法比拟的优势。
中国专利CN101786867A公开了一种硅酸锆球珠的制备方法，采用喷雾造粒、等静压成型和高温烧结的制备方法。其中用到了“等静压成型”工艺，本行业公知，“等静压成型”目前只能生产直径3mm以上的球珠，无法研磨出超细的微粉，且微珠的球形度差，后续加工复杂，生产效率低，成本高。
中国专利CN103664152B公开了一种耐磨硅酸锆介质球及其制备方法，是先喷雾造粒制备种球再利用滚动烧结的方法制备出硅酸锆介质球。该专利授权文本中第0024段讲述“能够用于粒径为0.5-10.0mm的耐磨硅酸锆介质球的生产”，指明了该制备方法生产的最终产品的粒径范围，该方法无法制得粒径小于0.5mm的硅酸锆介质球。
综上所述，现有技术中烧结法制备硅酸锆球珠介质存在如下问题：①未有效利用工业生产硅酸锆或三氧化二铝抛光微粉后遗弃的工业余料，生产成本高；②制备出的硅酸锆珠应用范围小，大多只能用来作为研磨介质，性价比低；③产品粒径大，很难研磨出小于0.5mm的微珠；④需采用“等静压成型”或“喷雾造粒”工序，工艺复杂；⑤成品微珠的密度小、球形度差；⑥制备过程中存在酸碱等污染问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术之不足而提供的一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，采用如下技术方案：
一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，制备过程如下：
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：硅酸锆微粉余料48％-88％，三氧化二铝微粉余料9％-49％，木质素3％。
所述的硅酸锆微粉余料是指制备硅酸锆抛光微粉过程中，作为工业余料遗弃的D50小于7μm的微粉，由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
所述的三氧化二铝微粉余料是指制备硅酸锆抛光微粉过程中，作为工业余料遗弃的的D50小于7μm的微粉，由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合1-3h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为500-600MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料50％-90％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料10％-50％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中造好的球体在倾覆式糖衣机(工作角度可以在0-180°之间任意调整)中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，温度70-85℃，保温时间2-3h，成球粒径为63-600μm。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在80-120℃下烘干1-3h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，选取所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，再以90℃/h的速度升温到1400-1500℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在80-120℃下烘干1-2h。
本发明利用工业余料的粒径不同，制备过程中相互弥散，级配合理，再用压机进行压实加密，有效提高其强度和密度，利用球核造球，效果好，圆球度高；甘油起到塑形作用，利于提高圆球度；在塑形加密过程中加热到70-85℃，利于排水排气，增大半成品的密度和圆球度；采用添加木质素等方法，增加了网状结构，提高了产品韧性。
本发明的有益效果是：
①利用工业生产硅酸锆抛光微粉或三氧化二铝抛光微粉后的工业余料，制备硅酸锆复合微珠，生产成本是正常熔融法的40％左右，经济效益好；
②制备出的硅酸锆珠应用范围广泛，适用于颗粒材料的分散和研磨、其他材料的抛光和喷砂等，性价比高；
③产品的最小粒径达到63μm，适合超细研磨，可研磨出小于0.5mm的微珠；
④制备过程中不需要采用“等静压成型”和“喷雾造粒”工序，工艺简单，生产效率高；
⑤生产步骤中采用“塑形加密”工序，使成品微珠密度达到3.8-4.0g/cm3，圆球度大于95％，满足了工业生产的需要；
⑥整个制备过程中无酸碱等污染，绿色环保。
附图说明：
图1是本发明制备出的硅酸锆复合微珠的扫描电镜图片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所列举实例只用于解释本发明，并非限定本发明的范围。
实施例1：
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料60％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料37％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合1.2h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为540MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料60％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料40％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度80℃，时间2h，成球粒径为63-600μm。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在100℃下烘干2h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1450℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在120℃下烘干1h。
实施例2：
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料70％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料27％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合1.5h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为540MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料70％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料30％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度75℃，时间2.5h，成球粒径为63-600μm。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在105℃下烘干1.8h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1420℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在100℃下烘干1.2h。
实施例3：
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料81％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料16％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合1.6h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为550MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：对风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料81％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料19％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度80℃，时间2.2h，成球粒径为63-600半成品。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在105℃下烘干2h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1480℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在105℃下烘干1.5h。
实施例4：
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料65％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料32％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合2.2h，使原料混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为520MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料65％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料35％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中将造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度75℃，时间2.5h，成球粒径为63-600μm。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在108℃下烘干2h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1460℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在110℃下烘干1.8h。
实施例5：
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料22％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合2.5h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为580MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料25％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度75℃，时间2-3h，成球粒径为63-600μm。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在115℃下烘干1.5h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1490℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在90℃下烘干1.2h。
对比例1
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料22％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合2h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为580MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料25％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)选球：将(8)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(10)烘干：将(9)中得到的半成品在118℃下烘干1.2h。
(11)烧结：将(10)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1490℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(12)精选，将(11)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(13)抛光：将(12)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(14)清洗，将(13)中得到的成品用去离子水清洗。
(15)烘干：将(14)中得到的成品在90℃下烘干1.2h。
对比例2
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料22％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合2.5h，使原料充分混合均匀。
(3)造球：将(2)中得到混料，再加入质量百分比11％的去离子水、2％的甘油、2％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(4)塑形加密：将(3)中造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度75℃，时间2.3h，成球粒径为63-600μm。
(5)选球：将(4)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(6)烘干：将(5)中得到的半成品在115℃下烘干1.5h。
(7)筛选：将(6)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(8)烧结：将(7)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1490℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(9)精选，将(8)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(10)抛光：将(9)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(11)清洗，将(10)中得到的成品用去离子水清洗。
(12)烘干：将(11)中得到的成品在90℃下烘干1.2h。
对比例3
(1)配料：按比例进行原料的配制，配方中质量百分比为：D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料22％，木质素3％；其中D50小于7μm的硅酸锆微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％，D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3％、80％、17％。
(2)干混：将(1)中配好的原料在三维立体混料机中混合2.6h，使原料充分混合均匀。
(3)潮混：将(2)中混好的混料加入质量百分比7％的去离子水，然后在行星式湿碾机中进行潮混。
(4)困料：将(3)中潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
(5)加密压实：将(4)中困好的原料用压机压制成条块状，压力为580MPa。
(6)破碎：将(5)中的条块状制品用粉碎机进行破碎，风干。
(7)筛分：将(6)中风干后的物料进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进行第(8)步，大于75μm的颗粒再返回进行第(6)步。
(8)造球：将(7)中得到的不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比D50小于7μm的硅酸锆微粉余料75％、D50小于7μm的三氧化二铝微粉余料25％的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8％的去离子水、2％的甘油、3％的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
(9)塑形加密：将(8)中造好的球体在倾覆式糖衣机中塑形加密，塑形加密过程中进行加热，保持温度75℃，时间2-3h，成球粒径为63-600μm。
(10)选球：将(9)中得到的半成品进行选球，选取圆球度大于95％的半成品。
(11)烘干：将(10)中得到的半成品在115℃下烘干1.5h。
(12)筛选：将(11)中得到的半成品进行筛分，得到所需粒径的半成品。
(13)烧结：将(12)中得到的半成品，在窑炉内进行烧结，烧成曲线为：窑炉内以120℃/h的速度升温到1490℃保温2h，冷却至室温，出窑。
(14)精选，将(13)中得到的成品进行精选，选取圆球度大于95％的成品。
(15)抛光：将(14)中得到的成品加入柠檬酸铵分散剂、碳化硅细粉(粒径不大于20μm)进行研磨抛光。
(16)清洗，将(15)中得到的成品用去离子水清洗。
(17)烘干：将(16)中得到的成品在90℃下烘干1.2h。
实施例和对比例的性能如表1所示。
表1
项目 粒径(μm) 密度(g/cm<sup>3</sup>) 圆球度(％) 磨耗(g/kg·h)
实施例1 90-125 3.80 95 0.25
实施例2 150-180 3.85 95 0.28
实施例3 180-250 3.90 95 0.30
实施例4 250-300 3.94 96 0.26
实施例5 300-425 4.00 97 0.26
对比例1 300-425 3.66 95 0.49
对比例2 300-425 3.68 95 0.60
对比例3 300-425 3.88 96 0.55
由实施例和对比例可以看出，无“塑形加密”时或无“潮混”、“困料”、“加密压实制球核”时或“烧成曲线为直接加热到最终温度”时，制备出的复合微珠粒径大、密度小、圆球度差、磨耗较大。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，原料配方质量百分比为：硅酸锆微粉余料48%-88%，三氧化二铝微粉余料9%-49%，木质素3%；制备步骤包括：配料→干混→潮混→困料→加密压实→破碎→筛分→造球→塑形加密→选球→烘干→筛选→烧结→精选→抛光→清洗→烘干。
2.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的硅酸锆微粉余料是制备硅酸锆抛光微粉过程中，作为工业余料遗弃的D50小于7μm的微粉，由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3%、80%、17%；所述的三氧化二铝微粉余料是制备三氧化二铝抛光微粉过程中，作为工业余料遗弃的D50小于7μm的微粉，由粒径小于2.0μm、2.0-5.0μm、5.0-7.0μm的粉料组成，质量百分比分别为3%、80%、17%。
3.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的潮混是在混好的原料中加入质量百分比为7%的去离子水，在行星式湿碾机中进行潮混。
4.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的困料是将潮混好的原料移出行星式湿碾机，静置48h。
5.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的第1次筛分是对破碎后的微颗粒进行筛分，选取粒径不大于75μm的颗粒进入下一步工序。
6.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的造球是将粒径不大于75μm的颗粒作为球核，按质量百分比硅酸锆微粉余料50%-90%、三氧化二铝微粉余料10%-50%的比例加入混合均匀的工业微粉余料，再加入质量百分比8%的去离子水、2%的甘油、3%的聚维酮K90，在双动力强力造粒机中造球。
7.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的塑形加密是将造好的球体在倾覆式糖衣机中进行塑形加密，塑形加密过程中进行加热，温度70-85℃，保温时间2-3h。
8.根据权利要求1所述的利用余料制备中密高强多用途硅酸锆复合微珠的方法，其特征在于，所述的烧结的烧成曲线为：窑炉内以60℃/h的速度从常温升至300℃，保温0.5h，然后以120℃/h的速度升温至1100℃，然后再以90℃/h的速度升温到1400-1500℃保温2h，然后冷却至室温。
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