[發明專利]一種利用金屬礦石直接制備材料的裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201710823729.2
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107604153B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 王萬林;謝森林;高爾卓;余杰;李歡;李紅超;朱晨陽;張磊;黃道遠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/00
• 分類號: C22B1/00;B22F9/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種利用礦石直接制備材料的裝置的應用方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一

將下面底端帶有開口的高溫石英玻璃管裝上礦石，然后套入金屬管材(4)中，將裝有礦石的位置居于感應加熱線圈(6)正中間位置，并設置好感應爐的加熱功率，同時關閉通道(8)；所述高溫石英玻璃管的半經為1-2cm，下端開口為0.5-3mm，礦石的用量為20-50g，感應線圈長度為5-8cm；

步驟二

打開進氣口(10)、出氣口(2)的閥門，往氣氛保護室(3)通入控制氣氛的氣體，并控制流量的大小；所述控制氣氛的氣體為還原性氣體，選自CO、H₂、CH₄中的至少一種；

步驟三

通氣一段時間后，開啟感應加熱線圈(6)對礦石進行加熱，直到熔化成液相后再保持一段時間，使之與控制氣氛的氣體充分反應；

步驟四

通過控制器(13)，同時控制通道(8)和軟管(11)上閥門的開啟，將礦石熔化后的液相被噴射進入材料成型系統中，隨后立即同時控制通道(8)的閉合和液氮噴口(9)的開啟，礦石熔化后的液相被液氮霧化快速冷卻制成粉末顆粒，然后經過重選就可以分離金屬粉末和爐渣粉末；

所述裝置包括礦石熔滴系統、材料成型系統、氣氛控制系統；

所述礦石熔滴噴射系統包括感應加熱線圈(6)、 功率控制器(5)和金屬管材(4)；所述金屬管材(4)與保護性氣罩(1)相連，保 護性氣罩(1)通過軟管(11)連接控制氣氛提供裝置(12)，所述金屬管材(4)內可通氣體；所述金屬管材(4)位于感應加熱線圈(6)的中心正上方；所述軟管上設有閥門，閥門的開關通過控制器(13)來控制；

所述材料成型系統位于感應加熱線圈(6)的下方，包括帶有閉合開關通道(8)的密封隔板(7)、液氮噴口(9)和液氮(14)，其中通道和液氮噴射的開關由控制器(13)控制；

所述氣氛控制系統由包括進氣口(10)、出氣口(2)、氣氛保護室(3)、氣罩(1)和控制氣氛提供裝置(12)；所述進氣口(10)、出氣口(2)與氣氛保護室(3)相連，呈對稱分布；

所述氣氛保護室(3)頂部為可打開的保護性氣罩(1)，所述保護性氣罩(1)上預留有金屬管材(4)的進口。

2.根據權利要求1所述的一種利用礦石直接制備材料的裝置的應用方法，其特征在于：所述步驟三中，通氣時間不少于10min，熔化保溫時間不少30min。

3.根據權利要求1所述的一種利用礦石直接制備材料的裝置的應用方法，其特征在于：所述步驟四中，液氮流量為0.5-1.0L/min。