新型陶瓷过滤板及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种陶瓷过滤板，尤其涉及一种新型陶瓷过滤板及其制作工艺，其属于陶瓷过滤板技术领域。

背景技术

陶瓷真空过滤机是用于对矿浆中的固体和液体进行分离的设备，现有陶瓷真空过滤机的过滤部件一般是由12块扇形陶瓷板构成，利用过滤介质的内外压差，通过过滤介质间的微孔对矿浆中的水进行收集，微细颗粒则吸附在过滤介质的外表面形成滤饼而实现固液分离。陶瓷真空过滤机所具有的高效节能优势主要依赖于陶瓷过滤板的“透水不透气”特性，因此陶瓷过滤板是陶瓷过滤设备的核心。目前，现有技术中的陶瓷过滤板类型较多，主要有中空结构微孔陶瓷过滤板、粘结式陶瓷过滤板和水浇注成型陶瓷过滤板。

(1)中空结构微孔陶瓷过滤板：为了保证过滤板具有足够的机械强度，通常采用较小粒径的陶瓷微粒，但是同时会使得微孔过小，造成铝板滤水阻力增大，其次两侧壁相对较薄，强度不够大，使用过程中往往会造成过滤板根部发生开裂甚至折断，另外，中空支撑采用颗粒支撑，排水阻力较大，影响过滤效率和产能；

(2)粘结式陶瓷过滤板：分压模具成型，将两片对合粘结获得过滤板，工艺流程为：配料-膜压单片-粘结-烧成-平面加工-装配附件，这样制备的过滤板成产工艺流程较长，生产效率不高，尤其是对合粘结不仅生产效率低，还会造成诸多缺陷：如粘结剂用量和粘结压紧力不均匀，会造成基体开裂，内部多余粘结剂会在凸起支撑肋侧面产生毛糙凸出，占据水路增加排水阻力；其次，膜压单片为一面包有凸起支撑肋的不对称薄片结构，在干燥和烧成过程中极易引起变形，成品率不高，另外，在粘结产品使用过程中，还容易发生粘结不强而开裂，抗抽吸应变力疲劳强度低，使使用寿命变短；

(3)水浇注成型陶瓷过滤板：将水溶液料浆浇筑到固定模具中，经过脱模-养护-烧制而成，这样制备的过滤板对料浆的悬浮性具有一定的要求，基板的均匀性差，脱模后过滤板基板的硬度不够，需要养护96小时后才能烧制，耗时较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种新型陶瓷过滤板及其制作工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种新型陶瓷过滤板，包括基板、定位座和排水管，所述定位座位于基板的端部，所述基板上下面设置有与基板大小相同的面层；所述基板和面层分别采用注凝成型方式制成，所述基板和面层采用一体烧结成型；所述面层与基板的侧面与定位座安装处设置有环氧密封胶层，所述基板内包括若干支撑单元，所述基板内部形成有类海绵结构的水路空间。

更进一步地，所述基板和面层的过滤孔隙依次增大；所述基板的厚度为22mm，所述面层的厚度为1mm。

更进一步地，所述面层与基板连通，所述基板与排水管连通。

更进一步地，所述排水管设置有两个。

一种新型陶瓷过滤板的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1、凝胶体系的制作：采用水基丙烯酰胺凝胶体系，以丙烯酰胺为单体、N-N亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂，按照单体：交联剂：引发剂：水为(20-50)：(1-3)：(0.5-2)：400的比例配制成预混液；

步骤2、基板的制作：将刚玉：钾长石：高岭土：胶黏剂：分散剂：石英纤维：高分子聚合物按照(500～550)：100：(20～30)：(1～2)：1：(40-50)：(100-150)比例加入预混液中配制成固含量为70-80％的料浆作为基板的料浆；将料浆注入到加入特定水道模具的陶瓷过滤板模具A中；将成型后的产品放入60℃的水浴养护20-30分钟后脱模具，将脱完模具的基板在80℃环境下养护30-40分钟；

步骤3、面层的制作：将刚玉：水：水玻璃：木炭粉：石英纤维按照(400～500)：100：(5～10)：2：(30-40)的比例球磨至粒径为7-8微米后加入预混液中配制成固含量为70-80％的料浆做为面层料浆；将做好的基板放入特定的陶瓷过滤板模具B中；将面层料浆注入陶瓷过滤板模具B中，将成型后的产品放入60℃的水浴养护10-15分钟后脱模具，将脱完模具的过滤板在80℃环境下养护15-30分钟；

步骤4、烧制：将烘制完的产品放烧结窑1100℃-1500℃烧结96小时，基板里的高分子聚合物在高温下分解融化，剩余料浆经烘制形成支撑单元，内部高分子聚合物分解融化后形成的类似海绵的空间结构空隙即成为水路空间，一体烧结完毕后，将陶瓷过滤板取出后安装排水管、定位座和环氧密封胶层。

更进一步地，所述基板的刚玉粒径为120-150目，所述的面层的刚玉粒径为180目。

更进一步地，所述基板中高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚合物中的一种或多种。

更进一步地，所述石英纤维的纯度为99.95％，直径为5-7μm。

更进一步地，所述刚玉为白刚玉或棕刚玉。

本发明的有益效果是：通过采用一定比例范围配料的基板和面层分别采用注凝一次成型，保证了基板和面层的均匀性；通过在基板和面层的配料中添加石英纤维能有效地增加陶瓷过滤板的强度和韧性；基板内部的类海绵结构，能有效的降低堵塞的概率，清洗简单，提高过滤效率和过滤效果，延长使用寿命；该过滤板成型周期短，过滤效果好，使用寿命长，满足目前市场需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

在图中，1、基板；2、面层；3、排水管；4、定位座。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种新型陶瓷过滤板，包括基板1、定位座4和排水管3，所述定位座4位于基板1的端部，所述基板1上下面设置有与基板1大小相同的面层2；所述基板1和面层2分别采用注凝成型方式制成，保证了基板1和面层2的均匀性，所述基板1和面层2采用一体烧结成型；所述面层2与基板1的侧面与定位座4安装处设置有环氧密封胶层，所述基板1内包括若干支撑单元，所述基板1内部形成有类海绵结构的水路空间，能有效的降低堵塞的概率，清洗简单，提高过滤效率和过滤效果，延长使用寿命。

所述基板1和面层2的过滤孔隙依次增大，形成梯度孔隙差；所述基板1的厚度为22mm，所述面层2的厚度为1mm，较薄的过滤板面有利于提高过滤效率。

所述面层2与基板1连通，所述基板1与排水管3连通。所述排水管3设置有两个，保证水流的及时输出，提高过滤效率。

工作原理：使用时，将上述陶瓷过滤板通过定位座4安装在真空过滤机上，当真空过滤机旋转时，陶瓷过滤板浸入矿浆中，矿浆中的水分依次经由陶瓷过滤板的面层2进入基板1，基板1中的水通过排水管3输出至外部，微细颗粒则吸附在陶瓷过滤板的外表面形成滤饼而实现固液分离。

实施例一

一种新型陶瓷过滤板的制作工艺，包括以下步骤：

(1)凝胶体系的制作：采用水基丙烯酰胺凝胶体系，以丙烯酰胺为单体、N-N亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂，按照单体：交联剂：引发剂：水为30：2：1：400的比例配制成预混液；

(2)基板1的制备：将刚玉：钾长石：高岭土：胶黏剂：分散剂：石英纤维：聚乙烯按照500：100：20：1：1：45:100比例加入预混液中配制成固含量为75％的料浆作为基板1的料浆；将料浆注入陶瓷过滤板模具A中；将成型后的产品放入60℃的水浴养护30分钟后脱模具，将脱完模具的基板1在80℃环境下养护30分钟；所述基板1中的刚玉粒径为120-150目，所述刚玉为白刚玉或棕刚玉；

(3)面层2的制作：将刚玉：水：水玻璃：木炭粉：石英纤维按照400：100：5：2：30的比例球磨至粒径为7-8微米后加入预混液中配制成固含量为75％的料浆做为面层2料浆；将做好的基板1放入特定的陶瓷过滤板模具B中；将面层2料浆注入陶瓷过滤板模具B中，将成型后的产品放入60℃的水浴养护15分钟后脱模具，将脱完模具的过滤板在80℃环境下养护30分钟；所述的面层2中的刚玉粒径为180目，所述刚玉为白刚玉或棕刚玉；

(4)烧制：将烘制完的产品放烧结窑1200℃烧结96小时，基板1里的高分子聚合物在高温下分解融化，剩余料浆经烘制形成支撑单元，高分子聚合物分解融化后形成的空隙类似海绵的空间结构即为水路空间。一体烧结完毕后，将陶瓷过滤板取出后安装排水管3、定位座4和环氧密封胶层。

实施例二

一种新型陶瓷过滤板的制作工艺，包括以下步骤：

(1)凝胶体系的制作：采用水基丙烯酰胺凝胶体系，以丙烯酰胺为单体、N-N亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂，按照单体：交联剂：引发剂：水为35：2：0.5：400的比例配制成预混液；

(2)基板1的制备：将刚玉：钾长石：高岭土：胶黏剂：分散剂：石英纤维：聚苯乙烯按照500：100：25：1：2：40：120比例加入预混液中配制成固含量为78％的料浆作为基板1的料浆；将料浆注入陶瓷过滤板模具A中；将成型后的产品放入60℃的水浴养护30分钟后脱模具，将脱完模具的基板1在80℃环境下养护30分钟；所述基板1中的刚玉粒径为120-150目，所述刚玉为白刚玉或棕刚玉；

(3)面层2的制作：将刚玉：水：水玻璃：木炭粉：石英纤维按照450：100：8：2：40的比例球磨至粒径为7-8微米后加入预混液中配制成固含量为78％的料浆做为面层2料浆；将做好的基板1放入特定的陶瓷过滤板模具B中；将面层2料浆注入陶瓷过滤板模具B中，将成型后的产品放入60℃的水浴养护15分钟后脱模具，将脱完模具的过滤板在80℃环境下养护30分钟；所述的面层2中的刚玉粒径为180目，所述刚玉为白刚玉或棕刚玉；

(4)烧制：将烘制完的产品放烧结窑1350℃烧结96小时，基板1里的高分子聚合物在高温下分解融化，剩余料浆经烘制形成支撑单元，高分子聚合物分解融化后形成的空隙即成为水路空间，内部形成类似海绵的空间结构，一体烧结完毕后，将陶瓷过滤板取出后安装排水管3、定位座4和环氧密封胶层。

实验数据分析

对新型陶瓷过滤板进行透光率、显气孔率、抗折强度、抗压强度、耐酸碱质量损失率、透水速率、磨损值进行检测，并且与标准的陶瓷过滤板进行对比，对比结果如下：

表1

由附图可知，经过实施例1-2与对照例的对比分析得出结论：与对照例中现有市场上的陶瓷过滤板对比，按照上述方法生产的陶瓷过滤板的透光率和显气孔率更高，抗折强度和抗压强度更强，耐酸(碱)质量损失率更低，即耐酸(碱)的能力更强，透水速率更高，磨损值更低，也就是耐磨性更高，使用寿命更长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。