[發(fā)明專利]一種粒徑可控的二氧化錫超細(xì)粉末的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811491360.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109485091B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋鵬;何玄;陸建生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G19/02
• 分類號(hào): C01G19/02;B82Y40/00
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本發(fā)明公開(kāi)了一種粒徑可控的二氧化錫超細(xì)粉末的制備方法，屬于粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將錫粉送入高溫等離子焰流中快速熔化且蒸發(fā)形成錫蒸氣，錫蒸氣在氧化處理裝置內(nèi)與氧原子或氧分子發(fā)生反應(yīng)，在等離子體射流的低溫區(qū)經(jīng)成核長(zhǎng)大后形成二氧化錫，冷卻后沉降收集得到二氧化錫超細(xì)粉末。本發(fā)明采用等離子噴涂法，槍體前端加裝氧化處理裝置，通過(guò)移動(dòng)氧化處理裝置內(nèi)環(huán)形氧氣管道的位置來(lái)改變微喇結(jié)構(gòu)氧化處理內(nèi)壁和微喇結(jié)構(gòu)氧化處理外壁的開(kāi)合度，改變裝置內(nèi)的錫蒸汽濃度以改變錫蒸汽與煙氣分子或氧原子的反應(yīng)速率以及二氧化錫凝聚速率，調(diào)控二氧化錫超細(xì)粉末的粒徑。本發(fā)明可解決二氧化錫超細(xì)粉末生產(chǎn)中工藝復(fù)雜，產(chǎn)量低，粒徑不可控等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粒徑可控的二氧化錫超細(xì)粉末的制備方法，屬于紅土鎳礦資源利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

二氧化錫(SnO2)是一種具有直接帶隙的寬禁帶n型半導(dǎo)體材料，屬于四方晶系金紅石結(jié)構(gòu)，由于其含有間隙原子和有氧空位，使其具有獨(dú)特的氣敏特性和光電性能，因此廣泛應(yīng)用于氣敏元件、光電器件、光催化劑、太陽(yáng)能電池的透明導(dǎo)電電極、氣體傳感器、鋰離子電池的電極材料和玻璃涂層中，在制作電極材料、導(dǎo)電氧化薄膜、玻璃工業(yè)、電子行業(yè)、陶瓷工業(yè)中應(yīng)用廣泛。

目前二氧化錫的生產(chǎn)主要有濕法和火法兩種，濕法以硝酸法為主，但該法硝酸消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、錫消耗高、產(chǎn)品純度低。此外還有溶膠-凝膠法、凝膠-燃燒法、化學(xué)沉淀法等生產(chǎn)鈉米級(jí)二氧化錫。火法主要是氣化法，又稱電弧氣化合成法，是當(dāng)今生產(chǎn)二氧化錫粉末的主要方法。使用氣化法制備的二氧化錫粉末雖有白度好、粒度細(xì)的特點(diǎn)，但其技術(shù)要求高，且各生產(chǎn)廠家對(duì)氣化法的技術(shù)細(xì)節(jié)極為保密。由于氣化法采用了電爐，每噸二氧化錫耗電量達(dá)2000kWh以上，設(shè)備投資高，相對(duì)成本也高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中二氧化錫粉末的方法都需要復(fù)雜的工藝流程，成本高，生產(chǎn)效率低，部分還存在污染物排放問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中二氧化錫超細(xì)粉末的制備問(wèn)題，本發(fā)明提供一種粒徑可控的二氧化錫超細(xì)粉末的制備方法，本發(fā)明將錫粉送入高溫等離子焰流中快速熔化且蒸發(fā)形成錫蒸氣，錫蒸氣在氧化處理裝置內(nèi)與氧原子或氧分子發(fā)生反應(yīng)，在等離子體射流的低溫區(qū)經(jīng)成核長(zhǎng)大后形成二氧化錫，冷卻后沉降收集得到二氧化錫超細(xì)粉末。本發(fā)明采用等離子噴涂法，槍體前端加裝氧化處理裝置，通過(guò)移動(dòng)氧化處理裝置內(nèi)環(huán)形氧氣管道的位置來(lái)改變微喇結(jié)構(gòu)氧化處理內(nèi)壁和微喇結(jié)構(gòu)氧化處理外壁的開(kāi)合度，改變裝置內(nèi)的錫蒸汽濃度以改變錫蒸汽與煙氣分子或氧原子的反應(yīng)速率以及二氧化錫凝聚速率，調(diào)控二氧化錫超細(xì)粉末的粒徑。本發(fā)明可解決二氧化錫超細(xì)粉末生產(chǎn)中工藝復(fù)雜，產(chǎn)量低，粒徑不可控等問(wèn)題。

一種粒徑可控的二氧化錫超細(xì)粉末的制備方法，具體步驟如下：

（1）將錫粉進(jìn)行過(guò)篩和烘干預(yù)處理；

（2）將步驟（1）預(yù)處理的錫粉置于等離子噴涂的送粉器中，設(shè)置送粉工藝參數(shù)；

（3）將氧化處理裝置安裝在等離子噴涂噴槍的末端，調(diào)整環(huán)形氧氣管道的位置，將氧氣通過(guò)環(huán)形氧氣管道通入到氧化處理裝置中；

（4）設(shè)置等離子噴涂工藝參數(shù)：噴涂電壓65V~75V，噴涂電流550A~600A，N₂流量為2000~2400L/h，Ar流量2000~2200L/h；

（5）待等離子焰流穩(wěn)定后，通過(guò)等離子噴涂的送粉器將錫粉送至等離子焰流中，錫粉隨等離子焰流進(jìn)入氧化處理裝置，錫粉熔化蒸發(fā)成錫蒸氣，錫蒸氣在氧化處理裝置的富氧環(huán)境中氧化生成二氧化錫，二氧化錫在等離子焰流低溫區(qū)經(jīng)形核長(zhǎng)大并隨氣流流動(dòng)到氧化處理裝置的后段冷卻、逸散、沉降即得二氧化錫超細(xì)粉末。

所述步驟（1）錫粉過(guò)篩后的粒徑為45μm~75μm，錫粉純度為99.9%以上。

所述送粉電流為3~4A，送粉電壓為6~8V。