氧化鋁粉料噴霧造粒的制備工藝及性能研究

唐小能

摘 要：本文采用離心式噴霧造粒工藝制備氧化鋁粉末，并對其性能進(jìn)行研究。實(shí)踐證明，在氧化鋁粉料噴霧造粒的實(shí)際生產(chǎn)過程中，通過嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，能夠制備出具有形狀和性能良好；呈近似圓球狀的實(shí)心顆粒；造粒粉含水率低、流動性好、松裝密度大；顆粒級配合理的氧化鋁粉料。而且，氧化鋁粉料的利用率得到了提高，生產(chǎn)環(huán)節(jié)其能耗降低。

關(guān)鍵詞：氧化鋁；離心；噴霧造粒；圓球狀

1 前言

氧化鋁陶瓷作為特種陶瓷的一種，因其具有高機(jī)械強(qiáng)度、良好的電絕緣性能和耐高溫等優(yōu)異性能而得到廣泛的開發(fā)和應(yīng)用。噴霧造粒是將溶液或懸浮液等原料噴霧固化后，制成一定形狀、一定強(qiáng)度，以及一定顆粒級配的細(xì)小顆粒。氧化鋁陶瓷造粒粉顆粒形狀的好壞將直接影響到產(chǎn)品的流動性和松裝密度。流動性和松裝密度的變化則會引起坯體壓制密度的變化，進(jìn)而影響到陶瓷燒成密度、收縮率的變化。因此，怎樣保證造粒粉有良好的顆粒形狀，是生產(chǎn)工藝必須要解決的問題?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，本文著重介紹氧化鋁陶瓷噴霧造粒粉的制備工藝及性能研究。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 氧化鋁陶瓷噴霧造粒制備工藝流程

氧化鋁陶瓷噴霧造粒制備工藝流程如圖1所示。

2.2 實(shí)驗(yàn)原料

（1） 無機(jī)原料

本實(shí)驗(yàn)的無機(jī)原料主要以進(jìn)口氧化鋁粉為主，然后添加少量的蘇州土、硅微粉、碳酸鈣、滑石等輔料。氧化鋁粉的理化性能指標(biāo)如表1所示。

（2） 有機(jī)添加劑

本實(shí)驗(yàn)添加的有機(jī)添加劑主要有添加粘結(jié)劑、消泡劑、潤滑劑、分散劑等，根據(jù)配方不同使用量也不同，其詳情如下：

1） 粘結(jié)劑采用的是10%聚乙烯醇水溶液，一般添加量為10%～15%；

2） 消泡劑采用的是聚醚類抑泡劑，一般添加量為0.1%～0.3%；

3） 潤滑劑采用的是以硬脂酸為主要成份的乳液，一般添加量為0.5%～2.5%；

4） 分散劑采用的是聚羧酸鹽型的乳液，一般添加量為0.2%～1.0%。

2.3 噴霧造粒主要設(shè)備

噴霧干燥塔是噴霧造粒的主要設(shè)備，如圖2所示。除此之外，還需配備漿料攪拌罐、粉料勻化機(jī)等輔助設(shè)備。

3 噴霧造粒過程中的主要工藝參數(shù)控制

3.1 氧化鋁漿料性能

氧化鋁漿料性能控制如下：

（1） 漿料黏度：6800～7200 MPa·s；

（2） 漿料顆粒細(xì)度D50：1.5～2.0μm；

（3） 漿料固含量：60±1%；

（4） 漿料比重：1.85±0.1 g/cm3。

3.2 造粒塔工藝條件

造粒塔工藝條件控制如下：

（1） 進(jìn)口溫度：310 ℃；

（2） 出口溫度：110 ℃；

（3） 塔內(nèi)負(fù)壓：20 Pa；

（4） 送料泵轉(zhuǎn)速：840 r/min；

（5） 霧化器轉(zhuǎn)速：6200 r/min。

4 造粒粉主要性能檢測

造粒好的粉料通過80～180目的振動篩進(jìn)行處理，然后將大于80目的大顆粒和小于180目的小顆粒除去，并對造粒好的粉料進(jìn)行性能檢測。

4.1 粉料檢測儀器

氧化鋁粉料的主要檢測儀器如表2所示。

4.2 粉料檢測結(jié)果

氧化鋁粉料通過檢測后得到的數(shù)據(jù)如下：

（1） 顆粒含水率：≤2.71‰；

（2） 粉料流動性：≥2.52 g/s；

（3） 粉料松裝密度：≥1.10 g/cm3；

（4） 粉末顆粒度級配：60～180目>97%。

顆粒級配積累分布圖如圖3所示。

4.3 氧化鋁粉料的外觀形貌

氧化鋁造粒粉顆粒外觀形貌如圖4所示。

從圖4可知，造粒粉顆粒非常接近圓球狀，球上有個淺淺的小坑似蘋果狀，雖不及圓球狀理想，但是在規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn)中已屬形狀良好，其流動性也能夠滿足生產(chǎn)需要。

5 結(jié)語

實(shí)踐證明，在氧化鋁粉料噴霧造粒的實(shí)際生產(chǎn)過程中，通過嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，能夠制備出具有形狀和性能良好；呈近似圓球狀的實(shí)心顆粒；造粒粉含水率低、流動性好、松裝密度大；顆粒級配合理的氧化鋁粉料。而且，氧化鋁粉料的利用率得到了提高，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能耗降低。

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