CN116422225B - 一种球形空心粉体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球形空心粉体及其制备方法和应用，属于粉体制备技术领域。其平均粒径为20‑500μm，表面开孔率为10‑80％，内部具有多个小空腔。其制备方法为：将粉体原料与水配置成浆料，研磨至粉体粒度为3μm‑10μm，实现了对空心粉体壁厚的精确调控；分为浆料A和浆料B两份，分别加入不同的粘结剂和表面活性剂，搅拌均匀，随后再混合并搅拌均匀，在成型塔中雾化成型，得到球形空心粉体坯体，进行烧结，冷却后形成互相连通或不连通的多空腔球形空心粉体。该粉体可在涂料、塑料、航空隔热、橡胶、微生物载体、石油开采、保温、隔热、耐火、油漆、水处理、缓释化肥、砂浆填料、建材、水土保持、土壤改良、烟气过滤或催化剂载体等行业中应用。
Description
技术领域
本发明属于粉体制备技术领域，尤其涉及一种球形空心粉体及其制备方法和应用。
背景技术
球形空心粉体材料具有多种优异性能，可应用在轻质材料、保温材料、耐火材料、吸声材料、塑料橡胶涂料的填料、沙漠治理、土壤改良、药物缓释、化肥缓释、污水治理、烟气治理等众多领域，能够满足如石油固井、汽车底盘抗震、船身甲板、树脂等有机物的填料、乳化***、高档防火涂料、建筑外墙的保温节能、回归反射材料、生物制药缓释药物的载体等要求，此外在电子工业轻质封装材料、吸波材料、深水浮力材料、低密度粘合剂、轻质高强混凝土等方面也有潜在的用途。
现有技术中，粉煤灰空心微珠是最早发现的天然形成的一种空心粉体材料，其物相组成为：硅酸盐玻璃相占80-85％，莫来石相占10-15％，其他矿物占5％。有很多学者对粉煤灰中空心微珠的形成过程、形成机理、影响因素做过调查研究，目前无法形成统一结论。有研究认为，粉煤灰中空心微珠的形成首先是一个动态过程，燃烧温度、氧、气体和冷却之间存在一个临界状态、煤种和锅炉的设计都能直接影响空心微珠的形成和产量。正因为如此，粉煤灰空心微珠的外观特征(颜色、颗粒大小、球形度)、密度(真密度、表观密度)、光学特性、声学特性、热学特性、电学特性、力学特性、化学组成等无法实现人为预先设定和控制，导致其不能得到广泛大量的应用，尤其是在高端工艺应用领域。
空心玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能优异的新型材料，粒度为10-250微米、壁厚为1-2微米的空心球体，其主要成分是碱硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅硼酸盐玻璃等，因为玻璃具有可塑性，工艺较为简单，但是这种空心微珠，主要依赖于玻璃材料，其他材料不具有可塑性，无法通过普通工艺形成内部具有大空腔结构的陶瓷球形空心粉体材料。
此外，纳米空心球是采用化学合成的手段制备纳米级空心粉体的一种方法，其百纳米级的空心结构不仅使其具有低密度、高比表面积的特性，而且其空腔部分可以容纳大量的客体分子或大尺寸的客体，可以产生许多奇特的基于微观“包裹”效应的性质；使其在电磁学、光学、化学、药物学、生物学等各个领域都显示了极其重要的研究价值和广阔的应用前景。
C.E.Fowler等采用O/W(水包油)体系，该体系中正硅酸乙酯(TEOS)为分散相和硅源，H2O为连续相，NaOH作为催化剂，CTAB即作为表面活性剂也作为介孔模板剂，利用TEOS的水解缩聚反应，制备氧化硅空心球；D.H.Buchold等采用W/O体系，将一定量的十二烷、CTAB和正己醇混合形成油相，形成稳定的油包水的微乳液体系，反应12h后，叔丁醇铝水解缩聚生成铝勃姆石，加入二甘醇破乳终止反应制备纳米级铝勃姆石空心球；G.Qi等以聚苯乙烯球(PS)为模板，表面吸附CTAB，利用CTAB阳离子和TEOS水解的硅物种阴离子的静电作用，同时CTAB作为介孔模板剂，最后焙烧去除模板，成功合成不同粒径的单分散的二氧化硅空心球；Y.Zhao等在正庚烷为分散相(O)，硅源TEOS，去离子水为连续相(W)CTAB为乳化剂的O/W体系中，发现加入一定压力下的压缩CO2，在未加入助表面活性剂的条件下，可以形成纳米级乳液，同时利用产生的H+引发TEOS水解，形成纳米级空心硅球；Q.Wang等人利用苯基三甲氧基硅烷(PTMS)为自牺牲模板，将苯基三甲氧基硅烷(PTMS)加入硝酸水溶液中，硝酸促进PTMS溶解，以三甲氧基硅烷水解形成的乳液为自模板，加NH4OH溶液，调控PTMS水解-缩聚反应，在乳液液滴外形成一层氧化硅，离心沉淀，溶剂洗，水洗，烘干后得到氧化硅空心球。
上述采用化学合成方法所制备的空心粉体，一是无法实现更大尺度的空心粉体制备，二是无法制备内部具有多个小空腔的空心粉体并进行精确控制，内部多个小空腔的结构，其比表面积更大，更适宜做载体、吸附、水处理等领域。
特别是用于VOCs气体捕集的吸附剂，其主要为多孔材料，如活性炭、活性炭纤维、硅藻土、介孔二氧化硅、金属有机骨架(MOFs)以及分子筛等，但是这些材料的均为耗材，经常需要替换，并且价格较高，需要特定的材料制备。其中，活性炭和活性炭纤维属于炭基多孔材料，吸附容量大，是应用最为广泛的吸附剂材料，然而其丰富的表面基团易与VOCs分子发生化学吸附或形成稳定的氢键，解吸/脱附不彻底，且炭基材料不耐高温导致再生困难；硅藻土则水热稳定性差且主要为大孔结构，不利于低浓度下的VOCS气体吸附，介孔二氧化硅同样受限于自身较大的介孔孔道，对动力学直径较小的VOCs分子吸附结合力相对较弱，富集低浓度VOCS气体能力较差；金属有机骨架化合物(MOFS)是一种新兴的多孔材料，对VOCs分子具有较高的吸附容量，但其前驱体制备成本高，合成时需使用大量的有机溶剂，且热稳定性差，目前尚处于基础研发阶段。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种球形空心粉体及其制备方法和应用，其技术方案如下：
本发明提供一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为20-500μm，表面开孔率为10-80％，内部具有多个小空腔。
进一步地，所述多个小空腔之间封闭或连通，所述小空腔的直径为1-50μm。
本发明还提供一种所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：将粉体原料与水配置成浆料，研磨至粉体粒度为3μm-10μm。
进一步地，所述粉体原料包括Al2O3、ZrO2、高岭土、SiO2、SiC、石英、Si3N4、莫来石、硅藻土、硅酸锆、铝矾土、赤泥、白云石、钾长石、堇青石、铁尾矿、硅微粉、凹凸棒土、煤矸石、钼尾矿、长石、Y2O3、ZnO、TiO2、MgO、沸石、硼砂或粉煤灰等中的一种或多种的混合物。
进一步地，所述浆料中粉体原料质量分数为25-65％。
优选地，所述研磨是在研磨机中研磨12-36h，所述研磨机转速为50-1000rpm。
所述浆料的研磨速率和时间影响浆料中粉体的粒度，粒度越小，则电荷阻力越小，越容易在泡沫表面聚集，影响最终球形空心粉体的壁厚，通过高速球磨可以使无机粉体颗粒在变细小的过程中表面能大大增加，从而影响浆料流变性。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料分为浆料A和浆料B两份，所述浆料A加入第一粘结剂和第一表面活性剂，搅拌均匀，得到直径为0.05-0.3mm的泡沫浆料C；所述浆料B加入第二粘结剂和第二表面活性剂，搅拌均匀，得到直径为5-50μm的泡沫浆料D。
进一步地，所述第一粘结剂加入的质量分数为0.1-3％，所述第一表面活性剂加入的质量分数为0.1-2％；所述第二粘结剂加入的质量分数为0.5-3％，所述第二表面活性剂加入的质量分数为0.5-2％。
进一步地，所述浆料A和浆料B的质量比为1:8-15。
S3：将步骤S2中得到的所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀。
进一步地，所述搅拌的时间为20-60min；搅拌的速率为100-900rpm。
通过步骤S2分别制备泡沫尺寸大小不同的两种泡沫浆料，分别加入不同的粘结剂和表面活性剂，使得直径大的泡沫表面能小，直径小的泡沫表面能大。在步骤S3中，两种泡沫混合在一起，通过搅拌作用使表面能大的小泡沫进入表面能小的大泡沫内部。
S4：将步骤S3中得到的产物在成型塔中雾化成型，得到球形空心粉体坯体。
进一步地，所述成型塔中设有雾化盘，所述雾化盘的转速为6000-12000。所述雾化盘的转速结合步骤S1和S2中的浆料流变性，共同作用影响最终粉体的粒径。
进一步地，所述成型塔的进口温度为300-450℃；所述成型塔的出口温度不低于90℃。所述成型塔的进出口温度影响所述球形空心粉体坯体的含水率和干燥效率。
进一步地，基于步骤S3中泡沫浆料C和泡沫浆料D的混合过程，通过控制所述成型塔的进出口温度，控制所述球形空心粉体坯体的粒径为50-600μm，含水率为0.1-0.5％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体进行烧结，冷却后得到所述球形空心粉体。
优选地，所述烧结的装置包括马弗炉、台车炉、隧道窑、回转窑或梭式窑中的一种。
更优选地，将所述球形空心粉体坯体装入匣钵，再放入所述烧结的装置进行烧结。
进一步地，所述烧结的温度为900-1600℃，所述烧结的保温时间为0.5-2h。
本发明还提供所述球形空心粉体在涂料、塑料、航空隔热、橡胶、微生物载体、石油开采、保温、隔热、耐火、油漆、水处理、缓释化肥、砂浆填料、建材、水土保持、土壤改良、烟气过滤或催化剂载体等行业中的应用。
本发明中，首先通过研磨和添加剂的加入，实现了对空心粉体壁厚的精确调控，随后通过分别制备泡沫尺寸大小不同的两种泡沫浆料，分别加入不同的表面活性剂，使得直径大的泡沫表面能小，直径小的泡沫表面能大，两种泡沫混合在一起，通过搅拌作用使表面能大的小泡沫进入表面能小的大泡沫内部，形成互相连通或不连通的多空腔球形空心粉体。
本发明提供的一种球形空心粉体是一种人工合成的多空腔球形空心粉体，具有多个小空腔的结构，其比表面积更大，适宜做载体、吸附、水处理等领域，本申请的球形空心粉体具有在分子尺寸上高度有序、孔径可调的微孔孔道或者多空腔结构，骨架结构丰富，可根据VOCs分子等大小进行选择性吸附，且热稳定性好，易于再生。尤其可用于工业上吸附/分离过程和工业排放VOCs气体的吸附捕集。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例11中制备的内部封闭的多个独立小空腔结构的球形空心粉体的扫描电镜图；
图2为实施例10中制备的内部封闭的多个独立小空腔结构的球形空心粉体的扫描电镜图；
图3为实施例14中制备的内部连通的多个独立小空腔结构的球形空心粉体的扫描电镜图；
图4为实施例9中制备的球形空心粉体开孔率形貌图；
图5为实施例12中制备的球形空心粉体开孔率形貌图；
图6为实施例11中制备的球形空心粉体开孔率形貌图。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。如有未指明的组分比例参数范围，则表示可以任意比例组合。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
实施例1
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为26μm，表面开孔率为13％，内部具有多个小空腔，相互连通，内部小空腔平均直径3.7μm，平均壳层厚度1.8μm，堆积密度0.24g/cm3，表面孔平均直径1.4μm，孔隙率42％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为70:30的ZrO2粉体和Al2O3粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为30％，水的质量分数约为70％，浆料在研磨机内以1000rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的CMC，加入质量分数0.3％的SAS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数3％的PVA，加入质量分数1％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为300℃，成型塔的出口温度为150℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为12000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为29.4μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1500℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于微生物载体行业。
实施例2
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为34μm，表面开孔率为8％，内部具有多个小空腔，相互独立封闭不连通，内部小空腔平均直径2.3μm，平均壳层厚度1.4μm，堆积密度0.18g/cm3，表面孔平均直径0.6μm，孔隙率88％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为80:10:10的铝矾土粉体、Al2O3和粉煤灰粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为25％，水的质量分数约为75％，浆料在研磨机内以1000rpm的转速研磨36h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数1％的树脂，加入质量分数0.5％的SAS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.8％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为50min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为300℃，成型塔的出口温度为150℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为12000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为39.5μm，含水率0.3％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1300℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于塑料行业。
实施例3
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为40μm，表面开孔率为53％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径7.5μm，平均壳层厚度1.5μm，堆积密度0.57g/cm3，表面孔平均直径3.5μm，孔隙率93％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为70:10:20的粉煤灰粉体、Y2O3粉体和TiO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为35％，水的质量分数约为65％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.2％的AES，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.8％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为50min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为300℃，成型塔的出口温度为150℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为12000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为48.6μm，含水率0.2％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1100℃，保温时间0.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于油漆行业。
实施例4
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为45μm，表面开孔率为21％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径5.6μm，平均壳层厚度2.4μm，堆积密度0.46g/cm3，表面孔平均直径2.6μm，孔隙率46％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为60:30:10的莫来石粉体、Al2O3粉体和SiO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为40％，水的质量分数约为60％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:8分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数1％的动物蛋白，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1％的水玻璃，加入质量分数0.3％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为50min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为300℃，成型塔的出口温度为150℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为10000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为49.3μm，含水率0.1％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1200℃，保温时间0.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于保温行业。
实施例5
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为49μm，表面开孔率为4％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径4.8μm，平均壳层厚度10.4μm，堆积密度0.63g/cm3，表面孔平均直径0.7μm，孔隙率44％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为45:25:25:5的煤矸石粉体、硅藻土粉体、凹凸棒土粉体和长石粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨36h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:8分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的树脂，加入质量分数0.5％的SDS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的水玻璃，加入质量分数0.2％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为300℃，成型塔的出口温度为150℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为10000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为53.4μm，含水率0.3％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1050℃，保温时间0.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于隔热行业。
实施例6
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为53μm，表面开孔率为37％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径4.8μm，平均壳层厚度3.2μm，堆积密度0.21g/cm3，表面孔平均直径2.9μm，孔隙率75％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为80:15:5的Al2O3粉体、莫来石粉体和ZnO粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为25％，水的质量分数约为75％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨12h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:12分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的PVA，加入质量分数0.5％的SAS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.2％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为300℃，成型塔的出口温度为150℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为10000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为56.7μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1450℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于耐火行业。
实施例7
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为66μm，表面开孔率为43％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径7.7μm，平均壳层厚度5.7μm，堆积密度0.67g/cm3，表面孔平均直径6.2μm，孔隙率66％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为80:10:10的高岭土粉体、长石粉体和白云石粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨12h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的水玻璃，加入质量分数1％的SDS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.3％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为320℃，成型塔的出口温度为120℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为10000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为72.3μm，含水率0.2％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1150℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于水处理行业。
实施例8
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为71μm，表面开孔率为17％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径5.7μm，平均壳层厚度4.7μm，堆积密度0.59g/cm3，表面孔平均直径2.4μm，孔隙率48％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为60:15:15的赤泥粉体、SiO2粉体和Al2O3粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为40％，水的质量分数约为60％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.5％的AOS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的PVA，加入质量分数0.3％的AES，高速搅拌45分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为320℃，成型塔的出口温度为120℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为9500rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为78.8μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1000℃，保温时间1h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于橡胶行业。
实施例9
一种球形空心粉体，如图4所示，所述球形空心粉体平均粒径为95μm，表面开孔率为26％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径9.7μm，平均壳层厚度3.9μm，堆积密度0.42g/cm3，表面孔平均直径3.3μm，孔隙率53％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为90:5:5的SiC粉体、Y2O3粉体和Al2O3粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为35％，水的质量分数约为65％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数1％的CMC，加入质量分数0.3％的AES，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的PVA，加入质量分数0.2％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为320℃，成型塔的出口温度为120℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为9500rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为102μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1350℃，保温时间1h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于缓释化肥行业。
实施例10
一种球形空心粉体，如图2所示，所述球形空心粉体平均粒径为106μm，表面开孔率为12％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径8.8μm，平均壳层厚度7.9μm，堆积密度0.36g/cm3，表面孔平均直径1.6μm，孔隙率56％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为60:20:10:10的Al2O3粉体、白云石粉体、钾长石粉体和MgO粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为35％，水的质量分数约为65％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数1％的树脂，加入质量分数1％的AOS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.2％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为320℃，成型塔的出口温度为120℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为9500rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为124.6μm，含水率0.3％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1300℃，保温时间1h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于塑料行业。
实施例11
一种球形空心粉体，如图1和6所示，所述球形空心粉体平均粒径为122μm，表面开孔率为22％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径10.3μm，平均壳层厚度4.3μm，堆积密度0.25g/cm3，表面孔平均直径5.4μm，孔隙率67％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为60:20:20的煤矸石粉体、Al2O3粉体和莫来石粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为30％，水的质量分数约为70％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的PVA，加入质量分数1％的SAS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.1％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为9500rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为138.4μm，含水率0.5％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1000℃，保温时间1h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于保温行业。
实施例12
一种球形空心粉体，如图5所示，所述球形空心粉体平均粒径为132μm，表面开孔率为32％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径9.2μm，平均壳层厚度8.6μm，堆积密度0.63g/cm3，表面孔平均直径5.3μm，孔隙率65％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为60:20:15:5的高岭土粉体、石英粉体、Al2O3粉体和沸石粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为50％，水的质量分数约为50％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨36h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的CMC，加入质量分数1％的SDS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.2％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为9500rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为152.1μm，含水率0.1％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1250℃，保温时间1h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于缓释化肥行业。
实施例13
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为135μm，表面开孔率为17％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径8.4μm，平均壳层厚度11.4μm，堆积密度0.78g/cm3，表面孔平均直径3.5μm，孔隙率55％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为70:20:10的堇青石粉体、莫来石粉体和Al2O3粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为50％，水的质量分数约为50％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的PVA，加入质量分数1％的AOS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.1％的AES，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为9500rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为148.2μm，含水率0.2％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1200℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于保温行业。
实施例14
一种球形空心粉体，如图3所示，所述球形空心粉体平均粒径为137μm，表面开孔率为43％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径23.7μm，平均壳层厚度5.1μm，堆积密度0.49g/cm3，表面孔平均直径7.6μm，孔隙率85％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为75:15:10的粉煤灰粉体、石英粉体和硅藻土粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为60％，水的质量分数约为40％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数1％的水玻璃，加入质量分数0.5％的SDS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数0.2％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为8000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为151.9μm，含水率0.2％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1000℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于砂浆填料行业。
实施例15
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为142μm，表面开孔率为21％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径18.7μm，平均壳层厚度7.6μm，堆积密度0.36g/cm3，表面孔平均直径6.5μm，孔隙率69％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为90:5:5的铁尾矿粉体、Al2O3粉体和SiO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为35％，水的质量分数约为65％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨12h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的水玻璃，加入质量分数1.5％的SDS，高速搅拌30分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数0.2％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为8000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为161.3μm，含水率0.3％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1050℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于水处理行业。
实施例16
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为148μm，表面开孔率为3％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径13.8μm，平均壳层厚度12.5μm，堆积密度0.53g/cm3，表面孔平均直径0.6μm，孔隙率74％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为80:10:10的硅微粉粉体、莫来石粉体和Al2O3粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨12h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的PVA，加入质量分数1.5％的AES，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.3％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为8000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为167.4μm，含水率0.2％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1200℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于石油开采行业。
实施例17
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为153μm，表面开孔率为38％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径18.3μm，平均壳层厚度15.6μm，堆积密度0.91g/cm3，表面孔平均直径6.9μm，孔隙率72％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为50:30:15:5的ZrO2粉体、Al2O3粉体、SiO2粉体和TiO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为55％，水的质量分数约为45％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨36h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的CMC，加入质量分数1.5％的动物蛋白，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为8000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为172.6μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1450℃，保温时间1.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于建材行业。
实施例18
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为178μm，表面开孔率为46％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径28.5μm，平均壳层厚度6.7μm，堆积密度0.53g/cm3，表面孔平均直径7.8μm，孔隙率78％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为70:10:20的粉煤灰粉体、Y2O3粉体和TiO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的PVA，加入质量分数2％的OEP，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为350℃，成型塔的出口温度为100℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为8000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为188.2μm，含水率0.5％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为900℃，保温时间1.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于水土保持行业。
实施例19
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为185μm，表面开孔率为6％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径14.3μm，平均壳层厚度18.5μm，堆积密度0.65g/cm3，表面孔平均直径1.1μm，孔隙率85％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为45:25:25:5的煤矸石粉体、硅藻土粉体、凹凸棒土粉体和长石粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的水玻璃，加入质量分数0.5％的AES，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数0.3％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为204.5μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为950℃，保温时间1.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于隔热行业。
实施例20
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为192μm，表面开孔率为26％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径38.4μm，平均壳层厚度9.5μm，堆积密度0.54g/cm3，表面孔平均直径5.3μm，孔隙率75％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为50:30:10:10的沸石粉体、高岭土粉体、MgO粉体和Al2O3粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为50％，水的质量分数约为50％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的水玻璃，加入质量分数1.5％的动物蛋白，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数0.3％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为228.4μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1000℃，保温时间1.5h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于土壤改良行业。
实施例21
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为203μm，表面开孔率为28％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径27.5μm，平均壳层厚度27.5μm，堆积密度0.86g/cm3，表面孔平均直径4.9μm，孔隙率65％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为70:20:10的石英粉体、Al2O3粉体和ZrO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数1.5％的PVA，加入质量分数1.5％的SAS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的水玻璃，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为225.6μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1100℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于烟气过滤行业。
实施例22
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为214μm，表面开孔率为32％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径31.2μm，平均壳层厚度21.8μm，堆积密度0.61g/cm3，表面孔平均直径3.6μm，孔隙率57％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为50:30:10:10的钼尾矿粉体、粉煤灰粉体、莫来石粉体和硼砂粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为40％，水的质量分数约为60％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的水玻璃，加入质量分数1.5％的SDS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为236.7μm，含水率0.5％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1000℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于保温行业。
实施例23
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为236μm，表面开孔率为19％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径25.6μm，平均壳层厚度12.4μm，堆积密度0.73g/cm3，表面孔平均直径3.5μm，孔隙率78％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为50:30:15:5的Al2O3粉体、长石粉体、ZnO粉体和硼砂粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为45％，水的质量分数约为55％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数1％的OEP，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数2％的水玻璃，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为258.4μm，含水率0.3％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1300℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于土壤改良行业。
实施例24
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为248μm，表面开孔率为26％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径37.3μm，平均壳层厚度25.6μm，堆积密度0.57g/cm3，表面孔平均直径4.8μm，孔隙率86％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为50:30:10:10的ZrO2粉体、Al2O3粉体、SiO2粉体和TiO2粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为50％，水的质量分数约为50％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数2％的PVA，加入质量分数0.5％的AES，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为279.3μm，含水率0.3％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1350℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于催化剂载体行业。
实施例25
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为253μm，表面开孔率为37％，内部具有多个小空腔，之间相互连通，内部小空腔平均直径28.3μm，平均壳层厚度8.5μm，堆积密度0.68g/cm3，表面孔平均直径7.3μm，孔隙率74％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为40:30:25:5的粉煤灰粉体、硅藻土粉体、沸石粉体和硼砂粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为50％，水的质量分数约为50％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的CMC，加入质量分数1.5％的SAS，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为286.5μm，含水率0.5％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1050℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于保水行业。
实施例26
一种球形空心粉体，所述球形空心粉体平均粒径为266μm，表面开孔率为12％，内部具有多个小空腔，之间相互不连通，内部小空腔平均直径17.3μm，平均壳层厚度7.4μm，堆积密度0.32g/cm3，表面孔平均直径2.3μm，孔隙率83％。
所述的球形空心粉体的制备方法，具体包括如下步骤：
S1：取质量比为55:30:10:5的石英粉体、Al2O3粉体、MgO粉体和SiC粉体混合均匀，与水配置成浆料；粉体原料质量分数约为50％，水的质量分数约为50％，浆料在研磨机内以800rpm的转速研磨24h，至粉体粒度为3μm-10μm之间。
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料按照质量比1:10分为浆料A和浆料B两份，向所述浆料A里加入质量分数3％的树脂，加入质量分数1.5％的动物蛋白，高速搅拌20分钟，搅拌速率是1000rpm，形成泡沫浆料C，泡沫的直径0.05-0.3mm；向所述浆料B里加入质量分数1.5％的CMC，加入质量分数0.1％的SDS，高速搅拌60分钟，搅拌速率是1500rpm，形成泡沫浆料D，泡沫的直径5-50μm。
S3：将所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀，搅拌时间为40min，搅拌速率为800rpm。
S4：将步骤S3中得到的产物用隔膜泵将泡沫浆料输送进成型塔，成型塔的进口温度为370℃，成型塔的出口温度为90℃，成型塔中设有雾化盘，雾化盘的转速为7000rpm，得到球形空心粉体坯体，坯体直径(D50)为293.1μm，含水率0.4％。
S5：将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体装入匣钵内放入马弗炉中烧结，烧结温度为1200℃，保温时间2h，随炉冷却至室温得到所述球形空心粉体。所述的球形空心粉体可应用于保温行业。
请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种球形空心粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将陶瓷粉体原料与水配置成浆料，研磨至粉体粒度为3μm-10μm；
S2：将步骤S1中的所述研磨后的浆料分为浆料A和浆料B两份，所述浆料A加入第一粘结剂和第一表面活性剂，搅拌均匀，得到泡沫直径为0.05-0.3mm的泡沫浆料C；所述浆料B加入第二粘结剂和第二表面活性剂，搅拌均匀，得到泡沫直径为5-50μm的泡沫浆料D；
S3：将步骤S2中得到的所述泡沫浆料C和泡沫浆料D混合并搅拌均匀；
S4：将步骤S3中得到的产物在成型塔中雾化成型，得到球形空心粉体坯体；
S5: 将步骤S4中得到的所述球形空心粉体坯体进行烧结，冷却后得到所述球形空心粉体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述粉体原料包括Al2O3、ZrO2、高岭土、SiO2、SiC、石英、Si3N4、莫来石、硅藻土、硅酸锆、铝矾土、赤泥、白云石、钾长石、堇青石、铁尾矿、硅微粉、凹凸棒土、煤矸石、钼尾矿、长石、Y2O3、ZnO、TiO2、MgO、沸石、硼砂或粉煤灰中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述浆料中粉体原料质量分数为25-65%。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述研磨是在研磨机中研磨12-36 h，所述研磨机转速为50-1000rpm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2满足以下条件中的一个或多个：
a．所述第一粘结剂加入的质量分数为0.1-3%；
b．所述第一表面活性剂加入的质量分数为0.1-2%；
c．所述第二粘结剂加入的质量分数为0.5-3%；
d．所述第二表面活性剂加入的质量分数为0.5-2%。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述搅拌的时间为20-60min；搅拌的速率为100-900rpm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4满足以下条件中的一个或多个：
e．所述成型塔中设有雾化盘，所述雾化盘的转速为6000-12000rpm；
f．所述成型塔的进口温度为300-450℃；
g．所述成型塔的出口温度不低于90℃；
h．所述球形空心粉体坯体的粒径为50-600μm，含水率为0.1-0.5%。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5满足以下条件中的一个或多个：
i．所述烧结的装置包括马弗炉、台车炉、隧道窑、回转窑或梭式窑中的一种；
j．所述烧结的温度为900-1600℃；
k．所述烧结的保温时间为0.5-2 h。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S5中，将所述球形空心粉体坯体装入匣钵，再放入所述烧结的装置进行烧结。
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