一種無機復合粉體及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種無機復合粉體及其制備方法，屬于超細功能材料制備及應用技術領域。本發明專利技術所述無機復合粉體，按重量百分比，由下述組分組成：CaSiO

An inorganic composite powder and its preparation method

【技術實現步驟摘要】
一種無機復合粉體及其制備方法
本專利技術涉及一種無機復合粉體及其制備方法，屬于超細功能材料制備及應用

技術介紹
超細粉碎工藝作為迅速發展起來的一項跨學科、跨行業的高新技術，是粉體深加工中的難點，也是制備技術中的關鍵，對現代高科技和新材料產業的發展起著重要的推動作用。超細粉體在不同領域中界定的指標不同，一般而言礦物學將粒度范圍在納米到微米范圍(如0.2～10μm)的物料稱為超細粉體。粉體顆粒的復合化是構建新物質的重要途徑，制備出的新物質可以改變單一顆粒的表面性質，增加顆粒的表面能。通過顆粒復合促進顆粒功能化，由于復合粉體比表面積大而具有良好的分散性能和吸附性能；隨著粒子的表面原子數成倍增加，使得復合超細粉體具有較強的催化性和表面活性，因而具有填充性能好、補強作用優的特點。復合粉體的制備方法很多，機械法因投資少、工藝簡單、易于形成生產規模而成為主要的制備方法。但多數機械法都有一定的局限性，存在許多需要解決和完善的問題，譬如有的方法超微細粉的收得率不高，能耗相對較大；有的方法雖然可批量化工業生產，但對原料選擇性較強；有的制取超細粉后分級困難；有的復合粉體只是幾種物料簡單混拌而成，不能形成復合粒子，性能不佳。
技術實現思路
本專利技術通過機械力化學法生成CaSiO3-SiO2-CaCO3結構無機復合粉體，易于保持硅灰石針狀集合體晶型，超細化后形成微納米纖維結構，成幾何倍數提高比表面積，達到優化其性能的目的，解決了上述問題。本專利技術提供了一種無機復合粉體，所述無機復合粉體，按重量百分比，由下述組分組成：CaSiO360-80％SiO25-25％CaCO35-25％；所述無機復合粉體的比表面積為5-20m2/g。本專利技術優選為所述無機復合粉體的粒徑x50為0.1-2um。本專利技術優選為所述無機復合粉體的粒徑x90為0.2-5um。本專利技術又一目的為提供一種上述無機復合粉體的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：S1、將硅灰石粉、分散劑Ⅰ和水調成硅灰石漿料，調節pH為6.0-6.5，研磨，所述硅灰石粉的粒度X50為30-70um，所述硅灰石粉中CaSiO3的含量為85-95％；S2、將石英砂、分散劑Ⅱ和水調成石英砂漿料，調節pH為5.5-6.2，研磨，所述石英砂的粒度X50為10-20um，所述石英砂中SiO2的含量為92-98％；S3、將步驟S1所得產品、步驟S2所得產品分離研磨介質后混合、研磨、分離研磨介質，所述硅灰石粉中CaSiO3與石英砂中SiO2的重量比為2.4-16：1；S4、將方解石、分散劑Ⅲ和水調成方解石漿料后與步驟S3所得產品混合、研磨，所述方解石的粒度X50為10-20um，所述方解石中CaCO3的含量為90-99％，所述方解石漿料與步驟S3所得產品的重量比為1：4-15；S5、將步驟S4所得產品分離研磨介質后除去鐵質污染物、濃縮、干燥、解聚。本專利技術在液體介質體系下，通過控制研磨工藝條件，增加能量輸入使礦物產生機械力化學固態反應；借助顆粒微細化產生的機械力活化效應，控制顆粒匹配尺度，調整礦物顆粒間作用行為和顆粒表面官能團形態，引發顆粒間的界面反應和其他強力結合從而形成復合顆粒。本專利技術優選為所述硅灰石漿料中硅灰石粉的濃度為30-40％，所述分散劑Ⅰ為六偏磷酸鈉，所述分散劑Ⅰ添加量為硅灰石粉質量的0.5-0.6％；所述步驟S1的研磨介質為0.6-0.8mm氧化鋯球，介質填充率為45-50％，1500-1600rpm研磨90-150min。本專利技術優選為所述石英砂漿料中石英砂的濃度為45-55％，所述分散劑Ⅱ為多聚磷酸鈉，所述分散劑Ⅱ添加量為石英砂質量的0.6-0.7％；所述步驟S2的研磨介質為0.4-0.5mm氧化鋯球，介質填充率為50-55％，1600-1700rpm研磨60-90min。本專利技術優選為所述步驟S3的混合條件為：80-120rpm攪拌20-30min；所述步驟S3的研磨介質為0.3-0.4mm氧化鋯球，介質填充率為50-55％，1600-1700rpm研磨60-90min。本專利技術優選為所述方解石漿料中方解石的濃度為40-50％，所述分散劑Ⅲ為聚丙烯酸鈉，所述分散劑Ⅲ添加量為方解石質量的0.7-0.8％；所述步驟S4的研磨介質為0.2-0.3mm氧化鋯球，介質填充率為55-60％，1700-1800rpm研磨90-120min。本專利技術所述分散劑為六偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉和聚丙烯酸鈉，分散劑分子吸附在顆粒表面，降低了顆粒的表面能，阻礙了新生裂紋的閉合，從而減少了顆粒的團聚，并改善了粉體的流動性。本專利技術采用1-3mol/L的鹽酸調節pH，本專利技術添加鹽酸以化學法破壞硅灰石、石英礦物結構，利于粉體顆粒解聚，并形成活性基團。本專利技術有益效果為：本專利技術所述無機復合粉體的比表面積顯著提高，具有較強的催化性和表面活性，填充補強性能提高，擴大了產品的應用領域；本專利技術所述制備方法克服了粒子團聚現象產生，提高了磨礦和分選效率，有效降低了磨礦所需能耗；本專利技術所述制備方法經多級連續研磨復合后的超細粉體粉磨能耗明顯減少，比傳統的單一粉碎工藝降低了生產運行成本。附圖說明本專利技術附圖1幅，圖1為研磨工藝流程示意圖。具體實施方式下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本專利技術，但不以任何方式限制本專利技術。下述攪拌磨在筒體內壁設有擋板或銷釘，以增大筒體內研磨介質的速度差值，增加速度梯度，強化粉碎效果。無機復合粉體的性能以粒度、比表面積、白度、化學成分為主要檢測內容，下述實施例中，各項指標測定方法如下：粒度檢測方法：依據GB/T19077-2016《粒度分布激光衍射法》，采用遼寧丹東百特儀器有限公司生產的BT-2000型激光粒度分析儀對試驗樣品進行檢測，其基本原理為米氏散射理論及其近似理論。比表面積檢測方法：依據GB/T19587-2017《氣體吸附BET法測定固態物質比表面積》，采用北京精微高博科學技術有限公司生產的JW-BK型靜態氮吸附儀測定樣品的比表面積。白度采用GB/T5950-2008《建筑材料與非金屬礦產品白度測量方法》檢測。按硅酸鹽巖石化學分析方法(GB/T14506.3-2010)進行化學成分檢檢測。實施例1一種濕法超細研磨制備無機復合粉體的方法，所述方法包括如下步驟：S1、將硅灰石粉、水和六偏磷酸鈉在調漿罐A中調成硅灰石漿料，再加入1mol/L的鹽酸，調節pH為6.0后，泵入攪拌磨Ⅰ中，在攪拌磨Ⅰ內加入0.6mm氧化鋯球作為研磨介質，介質填充率為45％，1500rpm研磨90min，所述硅灰石粉的粒度X50為30um，所述硅灰石粉中CaSiO3的含量為91％，所述硅灰石漿料中硅灰石粉的濃度為32％，所述六偏磷酸鈉添加量為硅灰石粉質量的0.5％；S2、將石英砂、水和多聚磷酸鈉在調漿罐B中調成石英砂漿料，再加入1mol/L的鹽酸，調節pH為5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種無機復合粉體，其特征在于：所述無機復合粉體，按重量百分比，由下述組分組成：/nCaSiO

【技術特征摘要】
1.一種無機復合粉體，其特征在于：所述無機復合粉體，按重量百分比，由下述組分組成：
CaSiO360-80％
SiO25-25％
CaCO35-25％；
所述無機復合粉體的比表面積為5-20m2/g。


2.根據權利要求1所述的無機復合粉體，其特征在于：所述無機復合粉體的粒徑x50為0.1-2um。


3.根據權利要求2所述的無機復合粉體，其特征在于：所述無機復合粉體的粒徑x90為0.2-5um。


4.權利要求1、2或3所述無機復合粉體的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：
S1、將硅灰石粉、分散劑Ⅰ和水調成硅灰石漿料，調節pH為6.0-6.5，研磨，所述硅灰石粉的粒度X50為30-70um，所述硅灰石粉中CaSiO3的含量為85-95％；
S2、將石英砂、分散劑Ⅱ和水調成石英砂漿料，調節pH為5.5-6.2，研磨，所述石英砂的粒度X50為10-20um，所述石英砂中SiO2的含量為92-98％；
S3、將步驟S1所得產品、步驟S2所得產品分離研磨介質后混合、研磨、分離研磨介質，所述硅灰石粉中CaSiO3與石英砂中SiO2的重量比為2.4-16：1；
S4、將方解石、分散劑Ⅲ和水調成方解石漿料后與步驟S3所得產品混合、研磨，所述方解石的粒度X50為10-20um，所述方解石中CaCO3的含量為90-99％，所述方解石漿料與步驟S3所得產品的重量比為1：4-15；
S...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張延大，
申請(專利權)人：大連環球礦產股份有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21