CN107311220B - 一种氧化铜粉末及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧化铜粉末及其制备方法。所述氧化铜粉末的制备方法包括：将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生充分氧化反应，获得氧化铜粉末。本发明提供的氧化铜粉末的制备方法在利用雾化法制取氧化铜粉末时，通入纯氧气，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化铜粉末，节约了生产步骤，拓宽了氧化铜粉末的生产方法；并且所获氧化铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，性能优异。

Description

一种氧化铜粉末及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化铜粉末的制备方法，尤其涉及一种氧化铜粉末及其制备方法，属于金属粉末技术领域。
背景技术
气雾化法是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较为广泛，生产规模仅次于还原法，可以制取铅、锡、铝、锌、铜、铁、镍等金属粉末，也可制取预合金粉末。
由气雾化法制取的金属粉末性能优异，粒度分布均匀，粉末外形近球形，组织细小，成分均匀。
氧化铜有着广泛的用途，除作为制铜盐的原料外，还广泛应用于其他领域，尤其是在电子信息产品，如手机、计算机相关产品等集成电路方面的需求旺盛；而作为搪瓷、陶瓷着色剂方面的消费也有较好的市场表现，需求平稳。因此，我国对于氧化铜的需求规模正逐年扩大。
目前氧化铜主要是由干法和湿法来进行生产，这些方法污染严重，过程较为复杂，制取氧化铜所需要的材料较多，且氧化铜的均匀性和粉末形状不能得到保证，会影响到氧化铜粉末后续的使用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氧化铜粉末及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种氧化铜粉末的制备方法，其包括：
将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生充分氧化反应，获得氧化铜粉末。
作为优选方案之一，所述熔炼的温度为1400～1500℃，并保温20～30min。
作为优选方案之一，进行雾化处理时，所述氧气的压强为1.5～2.5MPa。
本发明实施例还提供了由前述方法制备的氧化铜粉末。
作为优选方案之一，所述氧化铜粉末为规则形状或不规则形状。
优选的，所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
优选的，所述氧化铜粉末的粒径小于60μm，优选为15～45μm。
其中优选的，所述氧化铜粉末中粒径在2～15μm的占比在10～15wt％，粒径在20～35μm的占比在20～25wt％，粒径在45～60μm的占比在20～25wt％。
与现有技术相比，本发明的优点至少在于：本发明提供的氧化铜粉末的制备方法在利用雾化法制取氧化铜粉末时，通入纯氧气，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化铜粉末。本发明生产高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化铜粉末的生产方法，更具有竞争性；并且由本发明的制备方法所获氧化铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，物理性能优异。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案之中的氧化铜粉末的扫描电镜图；
图2是本发明另一典型实施方案之中的氧化铜粉末的扫描电镜图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，主要是利用雾化法直接用液态铜充纯氧得到氧化铜粉末。
如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种氧化铜粉末的制备方法，其包括：
将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生充分氧化反应，获得氧化铜粉末。
作为优选方案之一，所述熔炼的温度为1400～1500℃，并保温20～30min。
作为优选方案之一，进行雾化处理时，所述氧气的压强为1.5～2.5MPa。在一定范围内，压强越大，可以使粉末粉碎更彻底，得到更细小的粉末。当生产过程中使用的氧气压强过低，一方面可能会导致氧化铜粉末氧化不彻底，还有可能会导致喷嘴负压区吸力过小，增大堵炉的风险。当生产过程中使用的氧气压强过大时，可能会导致雾化的一瞬间，炉体内的压强瞬间变为正压，引风机来不及将炉体内气体排出时，会引起安全事故。除了安全以外，当压强过大时，高速氧气流对喷嘴的温度影响很大，可能会导致喷嘴温度降低，达不到雾化温度，导致铜水在导流管中凝固，导致堵炉。
作为优选方案之一，所述雾化处理采用的雾滴粒径为15～53μm。
优选的，所述氧化铜粉末为规则形状或不规则形状。
进一步的，所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
优选的，所述氧化铜粉末的粒径小于60μm，优选为15～45μm。
其中优选的，所述氧化铜粉末中粒径在2～15μm的占比在10～15wt％，粒径在20～35μm的占比在20～25wt％，粒径在45～60μm的占比在20～25wt％。
其中，在一些更为典型的实施例中，所述制备方法具体包括：
(1)将纯铜置于气雾化制粉设备中，升温至1400～1500℃使铜熔炼至熔融状态，并保温20～30min；
(2)向气雾化制粉设备中通入氧气，在压强为1.5～2.5MPa的氧气气氛中对熔融状态的铜进行雾化处理，使铜与氧气发生充分氧化反应，获得氧化铜粉末，从集粉罐收集粉末即可。
本发明实施例的另一个方面提供的由前述方法制备的氧化铜粉末。
优选的，所述氧化铜粉末为规则形状或不规则形状。
进一步的，所述规则形状包括圆形和/或椭圆形，但不限于此。
优选的，所述氧化铜粉末的粒径小于60μm，优选为15～45μm。
其中优选的，所述氧化铜粉末中粒径在2～15μm的占比在10～15wt％，粒径在20～35μm的占比在20～25wt％，粒径在45～60μm的占比在20～25wt％。
综上所述，藉由本发明的上述技术方案，本发明提供的氧化铜粉末的制备方法在利用雾化法制取氧化铜粉末时，通入纯氧气，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化铜粉末。本发明生产高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化铜粉末的生产方法，更具有竞争性；并且由本发明的制备方法所获氧化铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，物理性能优异。
以下通过若干实施例进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
本实施例的制备氧化铜粉末的方法包括以下步骤：
A.将纯铜原料放入气雾化制粉设备中，首先将纯铜加热保温，然后于1400℃熔炼至熔融态，雾化制粉设备是可通过市购等途径获取，此处不做过多详细说明。
B.对熔融态的纯铜材料进行雾化，通入纯氧气体，气体压强为1.5MPa，制得氧化铜粉末，其扫描电镜图可参阅图2，其粒径为45～60微米。
实施例2
本实施例的制备氧化铜粉末的方法包括以下步骤：
A.将纯铜原料放入气雾化制粉设备中，首先将纯铜加热保温，然后于1500℃熔炼至熔融态，雾化制粉设备是可通过市购等途径获取，此处不做过多详细说明。
B.对熔融态的纯铜材料进行雾化，通入纯氧气体，气体压强为2MPa，制得氧化铜粉末，其扫描电镜图可参阅图2，其粒径为20～35微米。
实施例3
本实施例的制备氧化铜粉末的方法包括以下步骤：
A.将纯铜原料放入气雾化制粉设备中，首先将纯铜加热保温，然后于1450℃熔炼至熔融态，雾化制粉设备是可通过市购等途径获取，此处不做过多详细说明。
B.对熔融态的纯铜材料进行雾化，通入纯氧气体，气体压强为2.5MPa，制得氧化铜粉末，其扫描电镜图可参阅图1，其粒径为2～15微米。
对照例1
本对照例采用化学沉淀法来制备氧化铜粉末，具体步骤为：将铜与碱类溶液混合，生成氢氧化铜，一定温度下转化成氧化铜，机械破酥以后得到氧化铜粉末，此法获得的粉末对环境有一定危害且制取繁琐。
对照例2
本对照例采用电化学法来制备氧化铜粉末，具体步骤为：将铜片作为阳极，放入氢氧化钾溶液液中，生成前驱物，热解得到氧化铜，破碎后得到氧化铜粉末，此法所得粉末对操作要求较高，步骤较为繁琐。
对照例3
本对照例采用水热法来制备氧化铜粉末，具体步骤为：在阳离子表面活性剂存在条件下,以六次甲基四胺为沉淀剂,利用水热合成法可制备多刺状星形氧化铜。此法所得粉末制取不易，不适合大批量生产。
对照例4
本对照例在生产过程中使用的氧气压强过低，一方面会导致氧化铜粉末氧化不彻底，还有会导致喷嘴负压区吸力过小，增大堵炉的风险。
对照例5
本对照例在生产过程中使用的氧气压强过大，会导致雾化的一瞬间，炉体内的压强瞬间变为正压，引风机来不及将炉体内气体排出时，会引起安全事故。除了安全以外，当压强过大时，高速氧气流对喷嘴的温度影响很大，可能会导致喷嘴温度降低，达不到雾化温度，导致铜水在导流管中凝固，导致堵炉。
通过实施例1-3，可以发现，藉由本发明的上述技术方案，在利用雾化法制取氧化铜粉末时，通入纯氧气，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化铜粉末，生产高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化铜粉末的生产方法；并且由本发明的制备方法所获氧化铜粉末粒径分布均匀，物理性能优异。
此外，本案发明人还参照实施例1-实施例3的方式，以本说明书中列出的其它条件进行了试验，并同样制得了粒径相对比较集中、分布均匀、性能优异的氧化铜粉末。
应当理解，以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种氧化铜粉末的制备方法，其特征在于包括：
将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生充分氧化反应，获得氧化铜粉末，所述氧化铜粉末的粒径小于60µm，其中粒径在2~15µm的占比在10~15wt%，粒径在20~35µm的占比在20~25wt%，粒径在45~60µm的占比在20~25wt%；
所述熔炼的温度为1400~1500℃，并保温20～30min，进行雾化处理时，所述氧气的压强为1.5~2.5Mpa，所述雾化处理采用的雾滴粒径为15~53µm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧化铜粉末为规则形状或不规则形状。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于具体包括：
（1）将纯铜置于气雾化制粉设备中，升温至1400~1500℃使铜熔炼至熔融状态，并保温20～30min；
（2）向气雾化制粉设备中通入氧气，在压强为1.5~2.5MPa的氧气气氛中对熔融状态的铜进行雾化处理，使铜与氧气发生充分氧化反应，获得氧化铜粉末。
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