[實用新型]一種制備納米級羥基氧化鈷的裝置

有效

• 申請號: 201420018909.5
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN203668025U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 郭學益;辛云濤;王恒利;田慶華;李棟
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01G51/04
• 分類號: C01G51/04;B82Y30/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本實用新型涉及一種鈷化合物的制備反應裝置，更具體的，涉及一種從含鈷溶液中分離鈷離子并制備羥基氧化鈷的裝置。

背景技術

鈷是一種重要的元素，鈷氧化物是具有特殊性能的材料，廣泛應用于催化劑、壓敏陶瓷、超級電容器、硬質合金等領域。鈷化合物的生產方法主要包括：在一定溫度、pH值條件下，向溶液中添加沉淀劑(草酸鹽、碳酸鹽、醋酸鈉等)，使鈷從溶液中以易分解鹽類沉淀分離出來，就得到相應鈷化合物，得到的鈷化合物進行后續處理即可得到相應鈷氧化物；而對于含鈷多金屬離子，常常采用萃取和離子交換法來處理。這些方法存在流程長，操作復雜，成本高等缺點。羥基氧化鈷是常見的鈷氧化物前驅體，其生產方式主要是通過向溶液中添加強氧化劑，使鈷離子氧化并從溶液中以羥基氧化鈷的形式分離出來；這種方法會向溶液中引入雜質元素，同時產生的羥基氧化鈷為無定型態晶體。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種簡單高效且產品質量高的生產羥基氧化鈷的制備納米級羥基氧化鈷的裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供的制備納米級羥基氧化鈷的裝置，包括一個高壓反應釜，所述的高壓反應釜的內底部設有曝氣裝置，串聯的空氣壓縮機和臭氧發生裝置與所述的曝氣裝置連接，所述的高壓反應釜內設有溫度調節裝置和攪拌裝置，所述的高壓反應釜上設有進液口、排液口和出氣口，所述的出氣口內設有減壓閥。

所述的空氣壓縮機的進口連接有氣體干燥器。

所述的出氣口內設有臭氧消除器。

所述的曝氣裝置由設在所述的高壓反應釜的內底部具有一定傾斜角度的斜板以及設在所述的斜板上面的至少一個曝氣頭組成。

所述的溫度調節裝置包括設在所述的高壓反應釜內的加熱板和與所述的加熱板相互反饋協作的溫度傳感器。

所述的攪拌裝置由電機以及與所述的電機傳動連接的主軸和設在所述的主軸上的攪拌槳組成。

所述的進液口位于所述的高壓反應釜的頂部，所述的排液口位于所述的高壓反應釜的底部。

采用上述技術方案的制備納米級羥基氧化鈷的裝置，進液口位于高壓反應釜的頂部，排液口位于高壓反應釜的底部，含鈷溶液上進下出，配合頂部的電機帶動高壓釜內部的攪拌槳，可以使溶液攪拌均勻，同時強化氣液反應過程。空氣壓縮機位于高壓反應釜一側，其提供動力使空氣進入本反應體系，空氣經過氣體干燥器后進入臭氧發生裝置，產生臭氧，含臭氧氣體進入高壓反應釜底部，通過斜板上的曝氣頭進入溶液，參與反應。加熱板位于高壓反應釜上，與溶液中的溫度傳感器形成反饋系統，調節反應體系溫度，而高壓反應釜為反應體系提供高壓，這樣就可以形成高溫高壓條件的反應體系。排氣口位于高壓反應釜的頂部，設有減壓閥和臭氧消除器，高壓反應釜的壓力達到一定程度，氣體會通過減壓閥排出體系，氣體中的殘余臭氧經過臭氧消除器被消除，然后排出反應體系。

本實用新型的有益效果是：

采用臭氧作為氧化劑，不會向體系引入雜質元素，不會污染體系。高壓反應釜和溫度調節系統保證了反應體系的高溫高壓，進而可以得到晶型良好的羥基氧化鈷產品。氣體的下進上出，曝氣裝置與攪拌裝置都可以使體系更加均勻穩定高效。

本實用新型在制備反應過程中，采用臭氧作為氧化劑，清潔無污染，反應條件易于控制，壓力穩定，溫度可調，反應體系均勻，生產效率和產品質量得到較大的提高。適用于多種情況下羥基氧化鈷的生產。

綜上所述，本實用新型是一種簡單高效且產品質量高的生產羥基氧化鈷的制備納米級羥基氧化鈷的裝置。

附圖說明

圖1為本實用新型的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

參見圖1，高壓反應釜0的內底部設有曝氣裝置，曝氣裝置由設在高壓反應釜0的內底部具有一定傾斜角度的斜板6以及設在斜板6上面的多個曝氣頭61組成，空氣壓縮機11的進口連接有氣體干燥器12，串聯的空氣壓縮機11和臭氧發生裝置1與曝氣裝置連接，高壓反應釜(0)內設有溫度調節裝置和攪拌裝置，溫度調節裝置包括設在高壓反應釜0內的加熱板2和與加熱板2相互反饋協作的溫度傳感器21，攪拌裝置由電機3以及與電機3傳動連接的主軸32和設在主軸32上的攪拌槳31組成，高壓反應釜0的頂部上設有進液口4、和出氣口14，出氣口14內設有減壓閥5和臭氧消除器51，高壓反應釜0的底部設有排液口41。