[發明專利]一種制備金屬粉末的方法及制備金屬粉末的節能型推舟式氫氣還原爐

有效

• 申請號: 202010989640.5
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112077333B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 趙景學;畢琨
• 申請（專利權）人: 成都新世佳材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

1.一種制備金屬粉末的方法，其特征在于，采用節能型推舟式氫氣還原爐，金屬氧化粉末首先依次在上層爐管的第一加熱區段內與還原氣體發生預還原和在下層爐管的第二加熱區段內與還原氣體高溫還原后獲得高溫態金屬粉末，然后在下層爐管的冷卻區段內將高溫態金屬粉末進行鈍化和冷卻后獲得包含平均粒徑為1-25μm的金屬粉末；其中，所述高溫態金屬粉末在冷卻初始時與鈍化氣體發生鈍化使高溫態金屬粉末的表面生成一層保護層；上層爐管和下層爐管一端通過轉運機構連通，高溫還原剩余的還原氣體進入上層爐管的第一加熱區段與金屬氧化粉末發生預還原；加熱元件直接對下層爐管的第二加熱區段進行加熱，使所述高溫還原的溫度為500-850℃，第二加熱區段通過熱傳遞方式為上層爐管的第一加熱區段進行加熱，使第二加熱區段的溫度比第一加熱區段的溫度高10-50℃，并使所述預還原的溫度為450-800℃。

2.根據權利要求1所述的一種制備金屬粉末的方法，其特征在于，所述還原氣體為H₂；所述金屬氧化粉末預還原和高溫還原的時間共計8-18h。

3.一種用于制備權利要求1或2所述金屬粉末的節能型推舟式氫氣還原爐，其特征在于，包括上層爐管（4）、下層爐管（14）、轉運機構、加熱元件（6）；

所述上層爐管（4）包括第一加熱區段，其中，所述上層爐管（4）用于進料并在加熱元件（6）的配合下用于金屬氧化粉末在第一加熱區段進行預還原；

所述下層爐管（14）包括第二加熱區段和冷卻區段，其中，所述下層爐管（14）用于冷卻后金屬粉末出料以及高溫態金屬粉末在冷卻區段進行鈍化和冷卻；還與所述加熱元件（6）配合讓金屬氧化粉末在第二加熱區段進行高溫還原；其中，加熱元件（6）直接對下層爐管（14）的第二加熱區段進行加熱，第二加熱區段通過熱傳遞方式為第一加熱區段進行加熱，從而在上層爐管和下層爐管上形成兩個不同溫度范圍供金屬氧化粉末進行還原反應的場所；

所述轉運機構將上層爐管和下層爐管連通，用于將預還原后的金屬氧化粉末移至下層爐管（14）中，并使第二加熱區段內高溫還原剩余的還原氣體進入到上層爐管內與放置在第一加熱區段內的金屬氧化粉末發生預還原；

其中，所述第二加熱區段的溫度比第一加熱區段的溫度高10-50℃，在第二加熱區段進行高溫還原的溫度為500-850℃，在第一加熱區段進行預還原的溫度為450-800℃；

制備金屬粉末時，金屬氧化粉末首先依次與還原氣體發生預還原和高溫還原后獲得高溫態金屬粉末，然后將高溫態金屬粉末冷卻后獲得包含平均粒徑為1-25μm的金屬粉末。

4.根據權利要求3所述的一種制備金屬粉末的節能型推舟式氫氣還原爐，其特征在于，還包括用于放置所述上層爐管（4）和下層爐管（14）管體的爐體（5），用于盛放金屬氧化粉末并在上層爐管（4）和下層爐管（14）管內可移動的料舟（10），為預還原和高溫還原提供H₂并與所述下層爐管（14）連接的進氣管（7），用于排出高溫還原和預還原過程中產生的氣體和未反應的H₂并與所述上層爐管（4）連接的排氣管（3），以及設置在所述下層爐管（14）上的冷卻裝置；其中，轉運機構將盛放金屬氧化粉末的料舟（10）從上層爐管（4）轉移至下層爐管（14）。

5.根據權利要求4所述的一種制備金屬粉末的節能型推舟式氫氣還原爐，其特征在于，當所述冷卻裝置位于爐體（5）外時，用于金屬氧化粉末進行預還原的第一加熱區段和用于金屬氧化粉末進行高溫還原的第二加熱區段位于爐體（5）中，進氣管（7）和排氣管（3）位于爐體（5）外。

6.根據權利要求5所述的一種制備金屬粉末的節能型推舟式氫氣還原爐，其特征在于，所述冷卻裝置為設置在所述下層爐管（14）的冷卻區段上的水冷卻 裝置（8）。

7.根據權利要求5所述的一種制備金屬粉末的節能型推舟式氫氣還原爐，其特征在于，所述冷卻裝置包括沿料舟（10）在下層爐管（14）的管內移動方向依次設置并用于對移動至冷卻區段的高溫態金屬粉末進行冷卻的風冷卻裝置（21）和水冷卻裝置（8）；其中，水冷卻裝置（8）設置在下層爐管（14）的冷卻區段上。