[發明專利]高純鋁粉制取設備及利用其制取高純鋁粉的方法

有效

• 申請號: 201410122332.7
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103966631A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 郭昭華;東青
• 申請（專利權）人: 郭昭華;東青
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 焦燁鋆

技術領域

本發明涉及鋁粉制取設備，特別是涉及高純鋁粉制取設備。

本發明還涉及制取鋁粉的方法，特別涉及利用上述高純鋁粉制取設備制取高純鋁粉的方法。

背景技術

粉末冶金鋁合金材料具有低密度、高比強、高耐磨、抗拉伸、耐腐蝕和抗疲勞性能好等特點，在航空航天、汽車和發動機等領域有著廣泛用途。金屬鋁粉末是粉末冶金鋁合金的基礎性材料,目前生產的方法主要有兩種，即球磨制粉法和霧化制粉法。球磨制粉法用球磨機在惰性氣體保護下生產鱗片狀鋁粉,也被稱之為“干法生產”，該法生產效率低,生產過程粉塵多，質量不易控制。霧化制粉法是利用具有一定速度的霧化介質直接擊碎液態鋁技術或合金而制得粉末的方法,應用較為廣泛。其中霧化指由霧化器噴嘴射出的高壓、高速氣體,與熔融液態金屬或合金相互作用,將液態金屬或合金擊碎成小液滴,小液滴在飛行過程中冷卻凝固,從而獲得粉末的方法。霧化包括空氣霧化法(冷卻速率為10²～10³K/s)和水霧化法(冷卻速率為10²～10⁴K/s),產品既有球形也有非規則形狀，也被稱為“濕法生產”。

Al液的活性很高,在快速凝固制粉時不可避免地會形成一層氧化膜,導致致密化過程中合金元素的相互擴散受到阻礙,難以形成冶金粘結。

因此生產中需要采用一些特殊的致密化工藝來克服這些困難,如熱擠壓法、高速壓制等。

上述兩種傳統金屬鋁粉末制取方法，普遍存在著制取工藝路線長、成本高、純度和生產質量不好控制等不足。

隨著科學技術的發展，激光光譜技術已可用到粉末生產過程的制取設備之中，可在線監測系統中化學反應組分的變化趨勢，定量分析原料消耗和主元素鋁金屬的沉積結晶效果，在線監測中間產物、雜質的生成和除雜效果，為粉末制取設備的自動控制系統提供科學決策的支撐數據，建立實驗室和工業放大的生產模型和方法，以縮短研發和工業生產的周期。本發明為高純鋁粉末生產提供一種新型設備和方法，使生產過程更潔凈安全、沒有污染、自動化程度更高、技術路線短且生產成本更低廉，可有效提高鋁粉末生產的效率和質量。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術中的不足而完成的，本發明的目的是提供可以直接提取高純鋁粉末，成本低、制取過程中可實時檢測循環液和工作液組分變化，部分工作液可循環使用，節省能源，減少或不消耗沉積陽極材料，綠色環保，沒有環境污染，出產率高的高純鋁粉制取設備。

本發明的高純鋁粉制取設備，包括加料系統、工作釜體系統、惰性氣體輸入系統、加熱保溫系統、攪拌系統、供電系統、沉積電路、在線檢測系統、控制系統、產品排出系統和廢液排放系統，所述工作釜體系統分別與加料系統、惰性氣體輸入系統、供電系統、沉積電路、在線檢測系統、控制系統、產品排出系統和廢液排放系統連接，所述攪拌系統下半部分設置在所述工作釜體系統內，所述加熱保溫系統設置在所述工作釜體系統外部，所述控制系統分別與加料系統、工作釜體系統、惰性氣體輸入系統、探測系統、加熱保溫系統、攪拌系統、供電系統、沉積電路、在線檢測系統、產品排出系統和廢液排放系統連接，所述工作釜體系統包括工作釜體、沉積工作電極和沉積陽極，所述沉積工作電極和沉積陽極均與所述沉積電路電連接，所述工作釜體內有工作液和循環液，所述供電系統通過電源網線給與之連接的加料系統、工作釜體系統、惰性氣體輸入系統、探測系統、加熱保溫系統、攪拌系統、沉積電路、在線檢測系統、控制系統、產品排出系統和廢液排放系統供電，所述加料裝置包括至少兩個加料倉，所述加料倉通過加料泵與所述工作釜體連通，所述加料倉內分別裝有有機代鹵鹽、氯化鋁原料和甲苯，所述在線檢測系統包括光譜探測頭、液位傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，所述探測系統均設置在所述工作釜體內，所述工作釜體內設置有離子發生器，所述產品排出系統包括超聲振動頭和設置在所述工作釜體底部的產品排出口，所述廢液排放系統為包括放液泵和設置在所述工作釜體底部的底放液管，所述工作釜體至少包含一個反應釜體。

本發明的高純鋁粉制取設備還可以是：