用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法与流程

本公开一般涉及喷涂粉末技术领域，具体涉及等离子喷涂粉末的制备方法，尤其涉及用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法。

背景技术：

铝灰作为一种工业废渣，是在铝冶炼、成型过程中主要副产品，其中的铝灰中铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1～12％，在全球庞大的铝产品需求情况下，铝灰中的铝含量相当可观，所以对铝灰的利用已经成为本领域的研究重点。

目前，虽然有一些关于铝灰应用的研究，如用铝灰制备净水剂、铺路材料，陶瓷等，但大多数都停留在理论和实验室阶段，没有得到大规模的应用，且制备工艺复杂，成本高，仅有少部分工厂仅对铝灰中单质铝进行回收。相反，目前大多数制铝工厂对铝灰的处理方式为堆积填埋，从而使得大量铝灰还是没有得到有效的利用。此外，填埋在土地里的铝灰中的铝会在土地里扩散，严重影响植被的生长，造成土地污染。由上可知，铝灰堆积填埋的现状已经严重制约我国再生铝行业的发展，因此急需寻求一种高效利用铝灰的方法。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法。

本发明提供一种用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法，方法包括以下步骤：

S10：对铝灰进行研磨处理；

S20：对经过研磨处理后的铝灰进行筛分处理，并获取粒径值在预设的粒径阈值以下的铝灰，即为等离子喷涂粉末。

本发明提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法，利用铝灰作为制备等离子喷涂粉末的原材料，不仅能满足降低制备等离子喷涂粉末的成本，且能够使得等离子喷涂粉末制备出的铝灰涂层具有一定的强度与硬度，满足不降低涂层性能要求的场合使用要求。更重要的是，通过本申请提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法能够为铝灰的处理利用提供了新途径，实现铝灰的再利用，也极大地避免铝灰堆积填埋而导致的土地污染等情况的出现。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法的流程图；

图2为本发明另一实施例提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法的流程图；

图3为本发明另一实施例提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了更好地理解本申请提供的技术方案，本部分先对第一铝灰以及铝灰进行相应的介绍，具体如下：

第一铝灰的来源主要为电解铝行业中的一次铝灰和/或二次铝灰以及熔铸铝行业的一次铝灰和/或二次铝灰，且两行业中的第一铝灰成分也存在一定的区别。就一般而言，一次铝灰中单质铝含量为18-22％，氧化铝含量为16-20％，氮化铝含量为5-9％；二次铝灰中单质铝含量在5％以下，氧化铝含量为10-14％，氮化铝含量为6％以下。对于电解铝行业来讲，第一铝灰中通常都含有金属铝、Al₂O₃、(Fe、Si、Mg)的氧化物及(K、Na、Ca、Mg)的氯化物等。对于铝铸造行业来讲，第一铝灰的成分主要有金属铝、Al₂O₃、(Na、Mg、Ca)的氧化物、氮化铝以及一些微量成分。其中一次铝灰可理解为制铝企业中生产出来的未经过处理得原始铝灰，二次铝灰可理解为原理铝灰在经过处理后得到的铝灰，这里的处理可包括铝提取处理等。由于第一铝灰中杂质较多，可以作为铝灰进行制备喷涂粉末，但是制备出的喷涂粉末品质较差，所以在利用第一铝灰制备喷涂粉末时，往往先对第一铝灰进行去杂处理，以获得杂质较少的铝灰，进而提高喷涂粉末的品质。故，铝灰一般以单质铝、氧化铝和氮化铝为主，还有微量的其他成分等。

请参考图1，本实施例提供一种用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法，方法包括以下步骤：

S10：对铝灰进行研磨处理；

S20：对经过研磨处理后的铝灰进行筛分处理，并获取粒径值在预设的粒径阈值以下的铝灰，即为等离子喷涂粉末。

在本实施例中，通过利用铝灰作为制备等离子喷涂粉末的原材料，不仅能满足降低制备等离子喷涂粉末的成本，且能够使得等离子喷涂粉末制备出的铝灰涂层具有一定的强度与硬度，满足不降低涂层性能要求的场合使用要求。更重要的是，通过本申请提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法能够为铝灰的处理利用提供了新途径，实现铝灰的再利用，也极大地避免铝灰堆积填埋而导致的土地污染等情况的出现。

请参考图2，优选地，用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法还包括：S30：获取粒径值大于粒径阈值的铝灰的重量值；S40：将重量值与预设的重量阈值进行比较，当重量值大于重量阈值时，重复S10～S30，直至重量值小于重量阈值。

对铝灰的研磨处理，一般使用球磨机等研磨设备进行研磨成粉末处理，但是由于设备或者铝灰中颗粒结构复杂以及大小不一等原因，使得经过研磨处理后的铝灰仍有一部分的粒径值大于粒径阈值，严重影响喷涂粉末的使用，进而需要将该部分铝灰筛分掉。若筛分出的铝灰重量较大，则降低对铝灰的利用率。在本实施例中，为了进一步提高铝灰的利用率，将粒径值大于粒径阈值的铝灰进行再利用，具体地：获取粒径值大于粒径阈值的铝灰的重量值，将重量值与预设的重量阈值进行比较，当重量值大于重量阈值时，重复S10～S30，直至重量值小于重量阈值。在实际生产过程中，可通过设置合适的重量阈值，如重量阈值为铝灰重量值的4％～10％，来达到预期的铝灰的利用率。优选地，重量阈值为铝灰重量值的5％。

请参考图3，优选地，在S10之前还包括如下步骤：S02：将第一铝灰进行加水处理，形成铝灰溶液；S03：对铝灰溶液进行搅拌处理，以及对搅拌处理后的铝灰溶液进行静置处理；S04：获取铝灰溶液中沉淀于底部的固体物质，并将固体物质进行烘干处理，即得铝灰。

在本实施例中，将第一铝灰进行加水处理，形成铝灰溶液，利用水可将铝灰中溶于水的盐类以及其他成分溶解于水中。对铝灰溶液的搅拌可促进铝灰中溶于水的盐类以及其他成分充分溶解于水中，且利于埋在铝灰中的浮渣得以漂浮出来。对搅拌后的铝灰溶液进行静置，可便于铝灰溶液中形成分层，如顶部为浮渣，中部为盐溶液，底部为不溶于水的固体物质。通过去掉浮渣以及盐溶液，将沉淀在铝灰溶液底部的固体物质(主要为单质铝、氧化铝和氮化铝)取出，并进行烘干，以便于后期铝灰的研磨处理。优选地，水为纯净水，搅拌处理中搅拌速度为180～230r/min，静置处理的时间为1～3h，烘干处理中烘干温度为100-150℃，烘干时间6-12h。

优选地，在S02之前还包括如下步骤：S01：对第一铝灰进行预筛分处理。

在本实施例中，将第一铝灰进行预筛分处理，用于过滤掉第一铝灰中较大的颗粒物和杂质，从而提高最终制备出的等离子喷涂粉末品质。

优选地，粒径阈值为0.1～0.15mm。

在本实施例中，将粒径阈值设置在0.1～0.15mm，进一步优选为0.125mm，可使得获得喷涂粉末的粒径值小且大小比较接近，从而利于喷涂粉末在喷涂时的流动性以及喷涂效率，进而使得喷涂出的涂层平整光滑且性能好。

优选地，在预筛分处理中，筛子的目数位于180～260目之间，进一步优选为200目，可使得经过预筛分的铝灰的粒径均在200目以下，可使得球磨机对铝灰的研磨效果好，降低研磨时间。

优选地，铝灰溶液中第一铝灰与水之间的重量比例为1:(1～3)。

在本实施例中，通过铝灰溶液中铝灰与水之间按照重量比例为1:(1～3)进行制备，可使得铝灰中的盐类充分溶解，浮渣能够绝大多数漂浮于铝灰溶液的顶层，提高制备等离子喷涂粉末的铝灰的品质。

此外，本文还将结合多个实施例进行阐述本发明提供的用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法中对铝灰在使用率方面的影响，具体如下：

实施例1

本实施例提供一种用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法，具体包括以下步骤：

S01、将第一铝灰用200目筛子进行预筛分，去除第一铝灰中粒径大于200目的颗粒物和杂质；

S02、对S01中筛分好的第一铝灰与水按1:1的比例进行水解，形成铝灰溶液；

S03、对S02中铝灰溶液进行搅拌处理，以及对搅拌处理后的铝灰溶液进行静置处理，其中搅拌速度200r/min，静置时间1h；

S04：对S03中得到的铝灰液体进行过滤，去除铝灰溶液最上层难溶于水的浮渣以及中间层的盐溶液，得到铝灰溶液中沉淀底部的难溶于水的固体物质，并将固体物质进行烘干处理，即得铝灰，其中烘干温度为150℃，烘干时间为6h；

S10：对铝灰进行球磨处理；

S20：对经过球磨处理后的铝灰进行筛分处理，并获取粒径值在预设的粒径阈值以下的铝灰，即为等离子喷涂粉末，其中筛子的目数为120目；

S30：获取粒径值大于粒径阈值的铝灰的重量值；

S40：将重量值与预设的重量阈值进行比较，当重量值大于重量阈值时，重复S10～S30，直至重量值小于重量阈值。

本实施例中铝灰的利用率可达88.9％。

实施例2

本实施例提供一种用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法，具体包括以下步骤：

S01、将第一铝灰用200目筛子进行预筛分，去除第一铝灰中粒径大于200目的颗粒物和杂质；

S02、对S01中筛分好的第一铝灰与水按1:2的比例进行水解，形成铝灰溶液；

S03、对S02中铝灰溶液进行搅拌处理，以及对搅拌处理后的铝灰溶液进行静置处理，其中搅拌速度200r/min，静置时间2h；

S04：对S03中得到的铝灰液体进行过滤，去除铝灰溶液最上层难溶于水的浮渣以及中间层的盐溶液，得到铝灰溶液中沉淀底部的难溶于水的固体物质，并将固体物质进行烘干处理，即得铝灰，其中烘干温度为100℃，烘干时间为12h；

S10：对铝灰进行球磨处理；

S20：对经过球磨处理后的铝灰进行筛分处理，并获取粒径值在预设的粒径阈值以下的铝灰，即为等离子喷涂粉末，其中筛子的目数为120目；

S30：获取粒径值大于粒径阈值的铝灰的重量值；

S40：将重量值与预设的重量阈值进行比较，当重量值大于重量阈值时，重复S10～S30，直至重量值小于重量阈值。

本实施例中铝灰的利用率可达90.5％。

实施例3

本实施例提供一种用铝灰制备等离子喷涂粉末的方法，具体包括以下步骤：

S01、将第一铝灰用200目筛子进行预筛分，去除第一铝灰中粒径大于200目的颗粒物和杂质；

S02、对S01中筛分好的第一铝灰与水按1:3的比例进行水解，形成铝灰溶液；

S03、对S02中铝灰溶液进行搅拌处理，以及对搅拌处理后的铝灰溶液进行静置处理，其中搅拌速度200r/min，静置时间3h；

S04：对S03中得到的铝灰液体进行过滤，去除铝灰溶液最上层难溶于水的浮渣以及中间层的盐溶液，得到铝灰溶液中沉淀底部的难溶于水的固体物质，并将固体物质进行烘干处理，即得铝灰，其中烘干温度为150℃，烘干时间为6h；

S10：对铝灰进行球磨处理；

S20：对经过球磨处理后的铝灰进行筛分处理，并获取粒径值在预设的粒径阈值以下的铝灰，即为等离子喷涂粉末，其中筛子的目数为120目；

S30：获取粒径值大于粒径阈值的铝灰的重量值；

S40：将重量值与预设的重量阈值进行比较，当重量值大于重量阈值时，重复S10～S30，直至重量值小于重量阈值。

本实施例中铝灰的利用率可达90.3％。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。