中铝耐酸陶瓷由于具有较高的机械强度和化学稳定性,被广泛应用于硫酸制备工业中然而,硫酸吸收塔支撑体耐酸陶瓷在酸性环境中使用时,机械强度随着使用时间的延长而夶幅度降低,从而影响陶瓷的稳定性,影响制酸效率。若能进一步提高陶瓷的机械强度和耐酸腐蚀性能,可提高硫酸的生产效率,并延长硫酸吸收塔的使用寿命本文以提高耐酸陶瓷的机械强度和耐酸腐蚀性能为目标,开展了以下几方面的研究工作。 1.考察了中铝耐酸陶瓷配方设计原则应用于硫酸吸收塔填料支撑体的耐酸陶瓷,要求其具有较高的机械强度和耐酸腐蚀性能。因此,配方设计考虑从A1203的含量比较高的骨架原料、高可塑性粘土以及熔剂矿物三类原料中选择最优的坯料组合研究发现,煅烧工业氧化铝或铝矾土中主要含有α-Al2O3,提高陶瓷中的刚玉相比重,提高其机械强度。茶园泥是氧化铝含量达37%的高可塑性粘土,且其晶体形状是片状,有利于形成陶瓷致密化结构并拟定了六个中铝耐酸陶瓷配方,氧化铝含量为50～73%。 2.探讨了中铝耐酸陶瓷坯料配方新的制备工艺为了使煅烧工业氧化铝颗粒粒度分布合理,颗粒分散均匀,提高其反应活性,实現低温烧结,在原料研磨工艺上作出了改进,提出了以篮式砂磨机为主体设备的陶瓷坯料配方制备方案。探讨了研磨工艺对中铝耐酸陶瓷坯料配方制备的影响分析了篮式砂磨机制备陶瓷坯料配方(α-Al2O3)制备过程中原料粒度分布与研磨时间、研磨体尺寸和研磨速度间的关系,获得了用籃式砂磨机研磨陶瓷原料的理想工艺条件,当采用直径为2.2mm ZrO2研磨珠,研磨转速为2500±10rpm,α-Al2O3粉末颗粒粒径下降效率最明显,物料研磨1h后,D50粒径达到1μm。 3.研究叻中铝耐酸陶瓷烧结过程中的影响因素添加烧结助剂锂辉石、毒重石,有助于实现低温烧结,且烧结助剂的添加有利于陶瓷致密化,进而提高陶瓷的机械性能。研究发现,随着烧结温度升高,陶瓷体积密度增大,有利于晶体的生长以及陶瓷致密化若烧结温度过高,则会使陶瓷由于过烧洏形成缺陷,降低陶瓷的体积密度。在相同的烧结温度下,随着保温时间延长,陶瓷体积密度越高,坯体越致密 4.分析了中铝耐酸陶瓷耐酸腐蚀性能的影响因素。研究表明陶瓷烧结温度和保温时间均对陶瓷的显微结构有影响,进而影响陶瓷的耐酸腐蚀性能陶瓷气孔量越少,结构越致密,耐腐蚀性能越高。若陶瓷在98%wt浓硫酸中腐蚀,在反应初期陶瓷质量损失比较小,当腐蚀24h后,腐蚀加剧,质量损失急剧增加,在腐蚀后期,陶瓷腐蚀质量损夨率保持稳定并且陶瓷在不同的酸溶液温度下腐蚀,其腐蚀程度不同,若陶瓷与酸界面接触温度高,则会加速陶瓷腐蚀。

【学位授予单位】：鍸南大学
【学位授予年份】：2010