一种多功能性陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多功能性陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域。该多功能性陶瓷材料包括如下组分：功能材料III、煤系高岭土、钙基膨润土、蛇纹石。在制备功能材料III时，以矿床地处阴山北麓东端，内蒙古中部南缘的特定花岗斑岩为原料，首先通过花岗斑岩相互碰撞，控制碰撞条件，使不同元素晶体能够层层破壁剥离和分离，接着根据不同的元素晶体比重调节水力分级机参数，进行水离分级富集，即可。由于功能材料III中存在稀土元素，能降低多功能性陶瓷材料的熔点，使坯料孔隙率降低，致密性提高，阻碍其他离子迁移，降低晶界迁移的速率，抑制晶粒生长，从而有利于致密性结构的形成，使玻璃相的强度得到提高，最终达到改善陶瓷力学性能的目，最终制备的产品吸水率低，抗冲击性强。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能性陶瓷材料及其制备方法
本专利技术属于陶瓷材料
，具体涉及一种多功能性陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
国内市场所见的以稀土元素所生产的功能性陶瓷制品，烧制后的坯体颜色几乎以浅黄、浅青、不透明为主，目前市场所出现的功能陶瓷从定义讲应称之为陶器或者炻器，国内投放市场批量生产的陶瓷产品几乎全部采用添加稀土尾矿或者电气石等材料，由于这些材料富含有多种金属元素，而这些金属元素在生产工艺过程中又无法去除，导致无法生产出高品质、白、透亮的瓷器。陶瓷原料是发展陶瓷工业最基础的物质条件，而我国陶瓷工业遍及国内各个地区，且都建立在“因地制宜、就地取材、量材施用”的前提下进行，由于各地原料性质不同，所生产的产品品质也各有千秋，随着时代的进步，也随着生活水平的提高，陶瓷工业的发展势必会走向高品质、精加工、标准化的发展之路。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种多功能性陶瓷材料；目的之二在于提供一种多功能性陶瓷材料的制备方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种多功能性陶瓷材料，按质量百分比计，所述多功能性陶瓷材料包括如下组分：功能材料III：15-40％，煤系高岭土50-70％，钙基膨润土5-10％，蛇纹石1-5％；所述功能材料III按如下方法制备：将花岗岩粗破碎后置于自碰撞式分离机中进行碰撞分离，收集由所述自碰撞式分离机排出的5mm以细的物料，将所述5mm以细的物料置于出料口配备有水力分级机的湿式球磨机中，通过所述水力分级机获得50目以细的物料，将所述50目以细的物料置于磁选系统进行磁选，去除磁性物质，磁性物质Fe+Ti的质量分数大于0.1％小于等于0.13％的物料，定义为功能材料III；所述花岗岩为花岗斑岩，所在矿床地处阴山北麓东端，内蒙古中部南缘。优选的，所述自碰撞式分离机的滚筒内壁的圆周方向上粘贴有标准刚玉砖，标准刚玉砖中均匀嵌设有凸形刚玉砖，凸形刚玉砖的凸起高度为50-100mm，所述出料口上安装有与出料口相匹配的高锰耐磨排料篦子板，排料篦子板出料孔孔径为5mm。优选的，所述自碰撞式分离机滚筒长为4500mm，滚筒直径为2400mm，入料口直径为400mm；设置所述自碰撞式分离机的转速为28-32r/min。优选的，所述湿式球磨机中5mm以细的物料与水的质量比为50-65:35-50，所述湿式球磨机中电机装机容量为500kw，实际正常工作运行耗电300-350kw/h，转速为19-20r/min。优选的，调节所述水力分级机中水和物料的混合流量为75-100m3/h。优选的，所述磁选分三个阶段完成，首先在磁场强度为5500-8500高斯的平板磁选机中进行磁选，然后在磁场强度为8500-11000高斯的平板磁选机中进行磁选，最后在磁场强度为13000-15000高斯的立环脉动高梯度磁选机下进行磁选。优选的，所述功能材料III中：常规元素所在氧化物：Al2O3：13.5-14.5％，SiO2：76-77％，Fe2O3：0.09-0.1％，CaO：0.6-0.8％，MgO：0.05-0.08％，K2O：5.2-6％，Na2O：3-3.8％，TiO2：0.02-0.03％；烧矢量：0.35-0.38％；十五种稀土元素所在氧化物：La2O3：15-18mg/kg，CeO2：35-40mg/kg，Pr8O11：3.0-3.5mg/kg，Nd2O3：10-12mg/kg，Sm2O3：1.5-2.0mg/kg，Eu2O3：0.5-1.0mg/kg，Gd2O3：1.5-2.0mg/kg，Tb4O7：0.2-1.0mg/kg，Dy2O3：1.2-1.5mg/kg，Ho2O3：0.2-0.4mg/kg，Er2O3：0.5-0.8mg/kg，Tm2O3：0.09-0.12mg/kg，Yb2O3：0.5-0.9mg/kg，Lu2O3：0.1-0.5mg/kg，Y2O3：7-9mg/kg。优选的，所述花岗岩中：常规元素所在氧化物：Al2O3：13-15％，SiO2：72-77％，Fe2O3：1.7-2.2％，CaO：0.9-1.5％，MgO：0.15-0.4％，K2O：5.0-6.0％，Na2O：3.2-4.0％，TiO2：0.12-0.2％，烧矢量：0.4-0.8％；大量元素：N：1000-1200mg/kg，P：170-200mg/kg，K：40000-50000mg/kg；中量元素：Ca：5500-6000mg/kg，Mg：800-900mg/kg，S：70-80mg/kg；微量元素：Cu：2-5mg/kg，Fe：13000-15000mg/kg，Mn：180-250mg/kg，Zn：40-80mg/kg，B：6-8mg/kg，Se：3.0-7.0mg/kg，Mo：3.5-6.5mg/kg；十五种稀土元素所在氧化物：La2O3：60-70mg/kg，CeO2：130-150mg/kg，Pr8O11：15-20mg/kg，Nd2O3：65-80mg/kg，Sm2O3：12-20mg/kg，Eu2O3：0.3-1.0mg/kg，Gd2O3：14-20mg/kg，Tb4O7：2.5-5mg/kg，Dy2O3：14-20mg/kg，Ho2O3：2.5-3.0mg/kg，Er2O3：7.0-10.0mg/kg，Tm2O3：1.1-1.5mg/kg，Yb2O3：7-10mg/kg，Lu2O3：1.0-1.5mg/kg，Y2O3：80-120mg/kg；稀有轻金属元素所在氧化物：Sc2O3：30-50mg/kg，RbO2：1300-1500mg/kg。优选的，所述煤系高岭土的理化指标：Al2O3：38-40％，SiO2：45-50％，Fe2O3：0.1-0.12％，CaO：0.05-0.07％，MgO：0.05-0.08％，K2O：0.05-0.07％，Na2O：0.03-0.05％，TiO2：0.1-0.3％；所述钙基膨润土的理化指标：Al2O3：13-18％，SiO2：65-68％，Fe2O3：1.0-1.2％，CaO：0.55-0.6％，MgO：1.3-1.5％，K2O：0.05-0.06％，Na2O：0.4-0.6％，TiO2：0.04-0.06％；所述蛇纹石的理化指标：Al2O3：0.3-0.45％，SiO2：40-42％，Fe2O3+TiO2：0.5-0.8％，CaO：1.2-1.6％，MgO：40-43％。2、所述的一种多功能性陶瓷材料的制备方法，所述方法如下：将煤系高岭土、钙基膨润土和蛇纹石分别干法细磨至120目以细，将三者经磁选去除磨损机械铁后与功能材料III一起加入湿式球磨机，加水研磨均化，研磨后的料浆过250目筛，筛余量不大于0.5％，将浆料放入池内搅拌后依次进入一级、二级浆料电磁选机，Fe2O3+TiO2含量控制在0.12-0.15％，即可。优选的，所述研磨均化的时间为10-14h。本专利技术的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，按质量百分比计，所述多功能性陶瓷材料包括如下组分：功能材料III：15-40％，煤系高岭土50-70％，钙基膨润土5-10％，蛇纹石1-5％；/n所述功能材料III按如下方法制备：/n将花岗岩粗破碎后置于自碰撞式分离机中进行碰撞分离，收集由所述自碰撞式分离机排出的5mm以细的物料，将所述5mm以细的物料置于出料口配备有水力分级机的湿式球磨机中，通过所述水力分级机获得50目以细的物料，将所述50目以细的物料置于磁选系统进行磁选，去除磁性物质，磁性物质Fe+Ti的质量分数大于0.1％小于等于0.13％的物料，定义为功能材料III；所述花岗岩为花岗斑岩，所在矿床地处阴山北麓东端，内蒙古中部南缘。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，按质量百分比计，所述多功能性陶瓷材料包括如下组分：功能材料III：15-40％，煤系高岭土50-70％，钙基膨润土5-10％，蛇纹石1-5％；
所述功能材料III按如下方法制备：
将花岗岩粗破碎后置于自碰撞式分离机中进行碰撞分离，收集由所述自碰撞式分离机排出的5mm以细的物料，将所述5mm以细的物料置于出料口配备有水力分级机的湿式球磨机中，通过所述水力分级机获得50目以细的物料，将所述50目以细的物料置于磁选系统进行磁选，去除磁性物质，磁性物质Fe+Ti的质量分数大于0.1％小于等于0.13％的物料，定义为功能材料III；所述花岗岩为花岗斑岩，所在矿床地处阴山北麓东端，内蒙古中部南缘。


2.如权利要求1所述的一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，所述自碰撞式分离机的滚筒内壁的圆周方向上粘贴有标准刚玉砖，标准刚玉砖中均匀嵌设有凸形刚玉砖，凸形刚玉砖的凸起高度为50-100mm，所述出料口上安装有与出料口相匹配的高锰耐磨排料篦子板，排料篦子板出料孔孔径为5mm。


3.如权利要求2所述的一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，所述自碰撞式分离机滚筒长为4500mm，滚筒直径为2400mm，入料口直径为400mm；设置所述自碰撞式分离机的转速为28-32r/min。


4.如权利要求1所述的一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，所述湿式球磨机中5mm以细的物料与水的质量比为50-65:35-50，所述湿式球磨机中电机装机容量为500kw，实际正常工作运行耗电300-350kw/h，转速为19-20r/min。


5.如权利要求1所述的一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，调节所述水力分级机中水和物料的混合流量为75-100m3/h。


6.如权利要求1所述的一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，所述磁选分三个阶段完成，首先在磁场强度为5500-8500高斯的平板磁选机中进行磁选，然后在磁场强度为8500-11000高斯的平板磁选机中进行磁选，最后在磁场强度为13000-15000高斯的立环脉动高梯度磁选机下进行磁选。


7.如权利要求1-6任一项所述的一种多功能性陶瓷材料，其特征在于，所述功能材料III中：
常规元素所在氧化物：Al2O3：13.5-14.5％，SiO2：76-77％，Fe2O3：0.09-0.1％，CaO：0.6-0.8％，MgO：0.05-0.08％，K2O：5.2-6％，Na2O：3-3.8％，TiO2：0.02-0.03％；烧矢量：0.35-0.38％；
十五种稀土元素所在氧化物：La2O3：15-18mg/kg，CeO2：35-40mg/kg，Pr8O11：3.0-3.5mg/kg，Nd2O3：10-12mg/kg，Sm2O3：1.5-2.0mg/kg，Eu2O3：0.5-1.0mg/kg，Gd2O3：1.5-2.0mg/kg，Tb4O7：0.2-1.0mg/kg，Dy2O3：1.2-1.5mg/kg，Ho2O3：0.2-0.4mg/kg，Er2O3：0.5-0.8mg/kg，Tm2O3：0.09-0.12mg/kg，Yb2O3：0.5-0.9mg/kg，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小平，刘刚，李贵国，王玉臣，郭占峰，
申请(专利权)人：内蒙古华宸再生资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15