[發(fā)明專利]一種高純納米金屬超微粉的生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910219207.7
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101716683A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊俊武;賈蘭惠;楊繼東;武婷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安慧維納米金屬材料有限公司
• 主分類號: B22F9/20
• 分類號: B22F9/20;B22F9/22
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米金屬粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高純納米 金屬超微粉的生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

近幾年來，隨著新材料領(lǐng)域的飛速發(fā)展，納米金屬超微粉需求急劇增 長，相應(yīng)對納米金屬超微粉的質(zhì)量和性能要求也日趨提高。以鉬為例，其 金屬及合金材料具有熔點高、硬度高、強度大、耐磨性和導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、 膨脹系數(shù)小、耐蝕性能好等特點，被廣泛地應(yīng)用于電子、化工、冶金、國 防及航空航天工業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域，具有代表性的如液晶顯示透明導(dǎo)電層、太 陽能電池、玻璃絕熱涂層、金屬和非金屬裝飾涂層、表面超硬耐磨涂層、 耐腐蝕涂層等。

上述超微鉬粉的制備方法主要有以下三種：第一、用仲鉬酸銨活化還 原法，該方法以添加某些氯化銨的仲鉬酸銨為原料，在低溫下經(jīng)一次純氫 還原制成超細(xì)鉬粉。與傳統(tǒng)方法相比，其工藝較簡單，還原溫度低，比傳 統(tǒng)工藝降低約200～300℃。獲得的鉬粉，其平均粒度為0.1μm，且粉末具 有良好的燒結(jié)性能。由于氯化物利用氫進行還原反應(yīng)，爐內(nèi)會產(chǎn)生有毒的 氯氣、氯化氫，所以還存在生產(chǎn)裝置的腐蝕、泄漏等高昂設(shè)備的問題。第 二、采用納米三氧化鉬纖維為原料，在氫氣氣氛下還原，獲得超細(xì)金屬鉬 粉。第三、采用納米級八鉬酸按為原料，在封閉環(huán)境下進行兩次氫氣逆向 還原反應(yīng)，通過控制第一次還原、第二次還原的爐溫和氫氣流量，制備出 的納米級鉬粉呈紫色，其粒徑在55～92nm，純度均在99.80％以上。

由于使用納米材料為原材料，氫作為還原氣體，因而現(xiàn)有的上述三種 生產(chǎn)方法均是高成本的生產(chǎn)方法。

綜上所述，現(xiàn)有生產(chǎn)納米金屬超微粉的方法，都必須使用納米材料為 原料，使用氫作為還原氣體，因而不僅原料受到限制，而且生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一 種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、適用原料廣泛且生產(chǎn)流程短、生產(chǎn)效率高、可實現(xiàn)連續(xù) 工業(yè)化生產(chǎn)的高純納米金屬超微粉生產(chǎn)設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高純納米金屬超 微粉的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于：包括對被處理原料進行輸送和預(yù)處理的原 料輸送及預(yù)處理裝置、設(shè)置在原料輸送及預(yù)處理裝置內(nèi)部且將原料經(jīng)預(yù)處 理后得到的金屬氧化物霧化成金屬氧化物液霧的超音速噴嘴、進料口與原 料輸送及預(yù)處理裝置的出料口相接且能將所述金屬氧化物液霧高溫還原 反應(yīng)成球形納米金屬超微粉的高溫液霧燃燒快速還原器、對所述球形納米 金屬超微粉進行快速冷凝并能有效防止所生成球形納米金屬超微粉進一 步發(fā)生氧化的惰性氣體快速冷凝裝置、與惰性氣體快速冷凝裝置出料口相 接的多級金屬超微粉分級裝置和多個分別布設(shè)在所述多級金屬超微粉分 級裝置下方且與所述多級金屬超微粉分級裝置下方出料口相接的粉體收 集裝置，所述惰性氣體快速冷凝裝置為進料口與高溫液霧燃燒快速還原器 的出料口相接且內(nèi)部裝有惰性氣體的反應(yīng)容器；所述原料輸送及預(yù)處理裝 置、高溫液霧燃燒快速還原器、惰性氣體快速冷凝裝置和所述多級金屬超 微粉分級裝置內(nèi)部依次連通組成對被處理原料進行處理的生產(chǎn)流通通道， 且所述生產(chǎn)流通通道尾部連接有與其內(nèi)部相通的引風(fēng)機，原料輸送及預(yù)處 理裝置的進料口與氧氣瓶相接，超音速噴嘴與空氣壓縮機相接；所述高溫 液霧燃燒快速還原器為通過管道與還原氣氛氣源相接的反應(yīng)容器，且高溫 液霧燃燒快速還原器上對應(yīng)開有還原氣氛進口；

所述被處理原料為金屬絲和/或金屬粉體，所述原料輸送及預(yù)處理裝 置相應(yīng)為對單獨輸入的金屬絲進行輸送及預(yù)處理的原料輸送及預(yù)處理裝 置一、對單獨輸入的金屬粉體進行輸送及預(yù)處理的原料輸送及預(yù)處理裝置 二以及對同時輸入的金屬絲和金屬粉體進行輸送及預(yù)處理的原料輸送及 預(yù)處理裝置三；所述原料輸送及預(yù)處理裝置一為帶有金屬絲輸入裝置且能 對所輸入金屬絲進行電弧熔化的電弧設(shè)備，高溫液霧燃燒快速還原器的進 料口與所述電弧設(shè)備的出料口相接；所述原料輸送及預(yù)處理裝置二包括送 粉裝置，高溫液霧燃燒快速還原器的進料口與所述送粉裝置的出料口相 接；所述原料輸送及預(yù)處理裝置三包括帶有金屬絲輸入裝置且能對同時輸 入金屬絲和金屬粉末進行電弧熔化的電弧設(shè)備，所述電弧設(shè)備的進料口處 設(shè)置有送粉裝置；所述電弧設(shè)備與直流電弧電源相接。