陶瓷工艺学 第二章 原料的处理.ppt

第二章 原料的处理 2.1 原料的精选 1、物理方法：分级法（水簸、水力旋转、风选、筛选、磁选法、超声波法等） 适用于除去与原料颗粒以分离状态存在的杂质 目的:除去粗粒杂质，能更好地控制原料的颗粒组成 分级法主要利用矿物颗粒直径或密度差别来进行 湿法：效果好，精度高，但需要脱水 干法：噪音和粉尘大，但处理能力大 磁选法和超声波都是用来分离原料中的含铁矿物 2、化学法（溶解法和升华法）目的：除去原料中难以以颗粒形式分离的微细含铁杂质，如FeS ,Fe(OH)3 升华法：高温下Fe2O3 + Cl2 = FeCl3? 溶解法：用酸或其它反应剂使Fe变为可溶盐 3、物理化学法（浮选法、电解法） 浮选法：利用各种矿物对水的润湿性不同，从悬浮液中将憎水颗粒粘附在水泡上浮游分离的方法。 浮选剂：使得除去的矿物悬浮，提高浮选效果，它使物质的润湿特性发生改变。 常用：石油碘酸、铵盐、磺酸盐 电解法：除去铁杂质 基于电化学的原理除去混杂在原料颗粒中杂质的方法 2.2 粉料的制备 一、概述 粉体是由很小的（一般小于100 mm）、分散的（discrete）、相互接触（in contact）的颗粒组成的集合体。颗粒之间的空隙通常被吸附的气体所占据，因此，粉体的堆积密度（bulk density）要比单个颗粒的密度小得多。 粉体呈现出与气体物质、液体和固态物质不同的一些独特的（通常是不可预见的）行为。有人甚至把粉体归纳为第四种聚集态（the fourth aggregation state）。 二、粉料的来源 自然界生物形态如小的作物种子、花粉、孢子、面粉、淀粉等； 地质矿物如冲击粘土（alluvial sand）颗粒、沉淀颗粒（sediments）和干粘土（clay）等； 工业化处理。 （1） 小规模制粉:主要用于药物粉体制备；（2） 化学方法制粉:主要是形成化学沉淀，然后经过浓缩（concentration）和干燥（drying）处理；（3） 选矿制粉（mineral dressing）:包括采矿（mining）、破裂（breaking）、粉碎（crushing）、分级分选（classification and seperation）、过筛（sieving）等。（4） 冶金处理（metallurgical process）:粉体作为一个中间产物（intermediate product），通过压制成型和烧成使其转化为最终的产品。 三、粉料处理应用 （1） 研磨（grinding）或球磨（milling）:使其更易于进一步加工处理； （2） 混合（mixing）:将不同种类的粉体混合在一起，获得更高性能的产品； （3） 压制（pressing）:使粉体在一个模具中被压制呈青坯制品； （4） 浆料干燥（drying）:获得分散的粉体颗粒； （5） 造粒（granulation）:获得较大的颗粒，以利更好的成型加工等； （6） 分级（classification）:按照粉料内部不同尺寸大小或密度的粉料所占的比例对粉料进行分级； （7） 流化（fluidization）；使一定压力和一定流量的气体自下而上吹过粉体，从而提高粉体颗粒和流化气体的接触，该过程属于粉料的化学处理过程。 四、粉体制备 粉体制备一：粉 碎 法 粉碎是指将大颗粒研磨（pulverized）或减小成小颗粒的过程。 它是获得无机材料工业大量使用的粉体最主要的方法，它在传统陶瓷粉体制备中起着至关重要的作用。 传统无机材料粉体制备（conventional ceramic powder preparation）的概念主要是指通过研磨或粉碎过程进行粉体加工的方法。 常用的方法则是研磨或球磨。 根据原始原料和起始颗粒以及所要求颗粒尺寸的不同可以选择多种粉碎设备。 很粗（coarse）的原料（ 1 mm）通常采用颚式破碎机（jaw crushers）、锤式磨（hammer mills）、和辊式破碎机（roll crushers）等使原料尺寸变小，成为亚毫米级粉料。? 对亚毫米级粉料的研磨粉碎（grinding）大多数都选用球磨机。 球磨粉碎 陶瓷工业生产中普遍采用的间歇式球磨机是一种内装一定研磨体的旋转筒体。当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到一定高度。当离心力小于其自身重量时，研磨体下落，冲击下部研体及筒壁，而介于其间的粉料便受到冲击和研磨。主要的影响因素有以下几点： 1． 球磨机的转速。 球磨机的转速对粉碎效果有直接影响。当转速太大时，离心力也大，研磨体附在筒壁上与筒体同部旋转，失去研磨和冲击作用（