CN109909510A - 高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置及其制备工艺，它包括电频炉、水雾化反应釜、高压水泵、烘箱和分筛机；所述电频炉下方设有水雾化反应釜，所述水雾化反应釜与高压水泵连接，所述水雾化反应釜一侧设有烘箱，所述烘箱一侧设有分筛机；所述水雾化反应釜内设有一个水雾器。本发明在水雾器的底面倾斜开孔，使得高压水汇集在物料下落路线上的一个聚焦点，在聚焦点处将镍液迅速打散凝固冷却，得到高纯度高均匀性的超细镍粉。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉体制备技术领域，尤其涉及一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置及其制备工艺。
背景技术
超细镍粉以其独特的电磁性、催化性及大的表面效应和体积效应等性能，使其在导电浆料、电池材料、磁性材料、吸波及特种涂层等领域得到了广泛应用。近年来，随着我国工业的发展对超细镍粉的需求量急剧增加，同时对超细镍粉的性能提出更高的要求。
目前，超细镍粉的制备工艺很多，我国用于工业化生产超细镍粉的方法主要是液相还原法和蒸发冷凝法，存在的问题主要表现是：结晶度不高，粒度分布宽、不均匀，分散性差及表面特性差等，不能满足高端领域对超细镍粉的需求。因此，我国在超细镍粉制备方面还需进一步完善，开发新的制备技术。
雾化-热分解法是将前驱体母液经过高速雾化器产生微米级的雾滴并被气流带入高温反应器中发生热分解，得到均匀粒径的超细粉体材料。制备出平均颗粒尺寸为35mm的镍粉。此法是一种生产具有独特性质微粒的重要方法，也是制备超细纳米粉体的一种适合工业纯生产的重要方法。20世纪90年代初， Nagashima等提出在H2／N2气氛中超声雾化-热分解Ni（NO3）・6H2O和NiCl2・6H2O可获得镍粉。主要是利用了超声波的高能分散机制，将目标物前驱体母液经过超声雾化器产生微米级的雾滴，并随着载气体进入高温反应器中发生热分解反应，从而得到粒径均匀的超细粉体材料。Wang等人在采用低压雾化-热解法制备纳米镍粉时，通过对前驱体母液浓度、还原剂类型、气体流速和压力的对比研究，发现气体流速和压力对粉末的粒度、形貌和晶粒影响最大。因此，该方法的技术和设备有待改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置及其制备工艺，节约成本，得到高纯度高均匀性的超细粉体。
本发明的目的是这样实现的：
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，它包括电频炉、水雾化反应釜、高压水泵、烘箱和分筛机；所述电频炉下方设有水雾化反应釜，所述水雾化反应釜与高压水泵连接，所述水雾化反应釜一侧设有烘箱，所述烘箱一侧设有分筛机；
所述水雾化反应釜包括釜体、导液口、进水口、水雾器和出料口；所述釜体顶面上设有一个导液口，所述导液口呈漏斗状；所述釜体侧壁上设有一个进水口，所述釜体内设有一个水雾器，所述水雾器通过水管与进水口连接，所述水雾器设置在导液口正下方，所述釜体上部外壁上设有若干排汽口；所述釜体底部设有一个出料口，所述出料口下方设置有一个集料池。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，所述分筛机包括上下依次设置的分筛层，所述分筛层的外壁均设有出粉口，所述出粉口下方设有集料筒。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，所述水雾器包括主体、进料口、第一出水孔和水冲口；所述主体为一个中空的圆柱筒体，所述主体的中心处设有一个进料口，所述主体的一侧设有一个水冲口， 所述主体的底面上设有一圈第一出水孔，所述第一出水孔倾斜设置，所述第一出水孔的孔壁与进料轴向成一个夹角A，所述一圈第一出水孔中的出水方向汇集于一个聚焦点。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，所述夹角A为25°~35°。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，所述第一出水孔的孔径为0.5mm~0.9mm。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，所述聚焦点距离主体底面9~11公分。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，所述主体的底面上还设有一圈第二出水孔，所述第二出水孔倾斜设置，所述第二出水孔的孔壁与进料轴向成一个夹角B，所述一圈第二出水孔中的出水方向汇集于第一出水孔的聚焦点。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备工艺 ，它包括以下步骤：
一、将镍网废料倒入电频炉加热；
二、待废料熔化为镍水后，将电频炉翻转倾倒，使镍水进入水雾化反应釜，打开高压水泵，镍水通过导液口垂直进入水雾器，在高压水冲下，液料在聚焦点处迅速被打散，然后凝固冷却成粉末，镍粉收集至集料池内；
三、将集料池内的镍粉倒入烘箱加热烘干；
四、将烘干后的镍粉倒入分筛机进行分级筛分，得到高纯度高均匀性的超细镍粉。
一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备方法，所述电频炉的加热温度大于1500℃；所述高压水泵的压力设置为9~11MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用1500℃高温将废料熔化成镍水，通过漏斗状进料口进入反应釜，在釜体内设置有特殊的水雾器，在水雾器的底面开孔，孔口倾斜设置，使得高压水汇集在物料下落路线上的一个聚焦点，该聚焦点位于雾化器底面10公分左右，利用镍液的凝固点，在聚焦点处将镍液迅速打散凝固冷却成粉末，收集后进入烘箱加热烘干，最后进入分筛机分级筛分，得到高纯度高均匀性的超细镍粉。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的水雾化反应釜的结构示意图。
图3为本发明的水雾器的结构示意图。
图4为本发明的水雾器的剖面示意图。
其中：
电频炉1、水雾化反应釜2、釜体2.1、导液口2.2、进水口2.3、水雾器2.4、主体2.4.1、进料口2.4.2、第一出水孔2.4.3、第二出水孔2.4.4、水冲口2.4.5、排汽口2.5、出料口2.6、集料池2.7、支撑架2.8、高压水泵3、烘箱4、分筛机5。
具体实施方式
本发明涉及的一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，它包括电频炉1、水雾化反应釜2、高压水泵3、烘箱4和分筛机5；所述电频炉1顶面设有入料口，入料口连接有长条槽，便于熔化后将电频炉1翻转出料，所述电频炉1下方设有水雾化反应釜2，所述水雾化反应釜2与高压水泵3连接，所述水雾化反应釜2一侧设有烘箱4，所述烘箱4底部设有加热管，用于加热烘干，所述烘箱4一侧设有分筛机5，所述分筛机5包括上下依次设置的分筛层，所述分筛层的外壁均设有出粉口，所述出粉口下方设有集料筒。
所述水雾化反应釜2包括釜体2.1、导液口2.2、进水口2.3、水雾器2.4和出料口2.6。
所述釜体2.1顶面上设有一个导液口2.2，所述导液口2.2呈漏斗状；所述釜体2.1侧壁上设有一个进水口2.3，所述釜体2.1内设有一个水雾器2.4，所述水雾器2.4通过水管与进水口2.3连接，所述水雾器2.4设置在导液口2.2正下方，所述釜体2.1上部外壁上设有若干排汽口2.5，用于排蒸汽；所述釜体2.1底部设有一个出料口2.6，所述出料口2.6下方设置有一个集料池2.7，所述釜体2.1下部外侧设置有支撑架2.8支撑。
所述水雾器2.4包括主体2.4.1、进料口2.4.2、第一出水孔2.4.3和水冲口2.4.5。
所述主体2.4.1为一个中空的圆柱筒体，所述主体2.4.1的中心处设有一个进料口2.4.2，所述进料口2.4.2呈漏斗状；所述主体2.4.1的一侧设有一个水冲口2.4.5，所述水冲口2.4.5通过水管与高压水泵连接。
所述主体2.4.1的底面上设有一圈第一出水孔2.4.3，所述第一出水孔2.4.3规律排布，所述第一出水孔2.4.3倾斜设置，所述第一出水孔2.4.3的孔壁与进料轴向成一个夹角A，所述夹角A为25°~35°，所述第一出水孔2.4.3的孔径为0.5mm~0.9mm，所述一圈第一出水孔2.4.3中的出水方向汇集于一个聚焦点，所述聚焦点距离主体底面9~11公分。
所述主体2.4.1的底面上还设有一圈第二出水孔2.4.4，所述第二出水孔2.4.4规律排布，所述第二出水孔2.4.4倾斜设置，所述第二出水孔2.4.4的孔壁与进料轴向成一个夹角B，所述夹角B为25°~35°，所述第二出水孔2.4.4的孔径为0.5mm~0.9mm，所述一圈第二出水孔2.4.4中的出水方向汇集于第一出水孔2.4.3的聚焦点。
本发明涉及的一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备工艺，包括以下步骤：
一、将镍网废料倒入电频炉加热，加热温度为1500℃；
二、待废料熔化为镍水后，将电频炉翻转倾倒，使镍水进入水雾化反应釜， 打开高压水泵，设置压力为10MPa，镍水通过导液口垂直进入水雾器，在10MPa的高压水冲下，液料在聚焦点处迅速被打散，然后凝固冷却成粉末，镍粉收集至集料池内；
三、将集料池内的镍粉倒入烘箱加热烘干；
四、将烘干后的镍粉倒入分筛机进行分级筛分，得到高纯度高均匀性的超细镍粉。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：它包括电频炉（1）、水雾化反应釜（2）、高压水泵（3）、烘箱（4）和分筛机（5）；所述电频炉（1）下方设有水雾化反应釜（2），所述水雾化反应釜（2）与高压水泵（3）连接，所述水雾化反应釜（2）一侧设有烘箱（4），所述烘箱（4）一侧设有分筛机（5）；
所述水雾化反应釜（2包括釜体（2.1）、导液口（2.2）、进水口（2.3）、水雾器（2.4）和出料口（2.6）；所述釜体（2.1）顶面上设有一个导液口（2.2），所述导液口（2.2）呈漏斗状；所述釜体（2.1）侧壁上设有一个进水口（2.3），所述釜体（2.1）内设有一个水雾器（2.4），所述水雾器（2.4）通过水管与进水口（2.3）连接，所述水雾器（2.4）设置在导液口（2.2）正下方；所述釜体（2.1）底部设有一个出料口（2.6）。
2.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述分筛机（5）包括上下依次设置的分筛层，所述分筛层的外壁均设有出粉口，所述出粉口下方设有集料筒。
3.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述釜体（2.1）上部外壁上设有若干排汽口（2.5），所述出料口（2.6）下方设置有一个集料池（2.7）。
4.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述水雾器2.4包括主体（2.4.1）、进料口（2.4.2）、第一出水孔（2.4.3）和水冲口（2.4.5）；所述主体（2.4.1）为一个中空的圆柱筒体，所述主体（2.4.1）的中心处设有一个进料口（2.4.2），所述主体（2.4.1）的一侧设有一个水冲口（2.4.5），所述主体（2.4.1）的底面上设有一圈第一出水孔（2.4.3），所述第一出水孔（2.4.3）倾斜设置，所述第一出水孔（2.4.3）的孔壁与进料轴向成一个夹角（A），所述一圈第一出水孔（2.4.3）中的出水方向汇集于一个聚焦点。
5.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述夹角A为25°~35°。
6.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述第一出水孔（2.4.3）的孔径为0.5mm~0.9mm。
7.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述聚焦点距离主体底面9~11公分。
8.根据权利要求1所述的高纯度高均匀性的超细镍粉的制备装置，其特征在于：所述主体（2.4.1）的底面上还设有一圈第二出水孔（2.4.4），所述第二出水孔（2.4.4）倾斜设置，所述第二出水孔（2.4.4）的孔壁与进料轴向成一个夹角B，所述一圈第二出水孔（2.4.4）中的出水方向汇集于第一出水孔（2.4.3）的聚焦点。
9.一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
一、将镍网废料倒入电频炉加热；
二、待废料熔化为镍水后，将电频炉翻转倾倒，使镍水进入水雾化反应釜，打开高压水泵，镍水通过导液口垂直进入水雾器，在高压水冲下，液料在聚焦点处迅速被打散，然后凝固冷却成粉末，镍粉收集至集料池内；
三、将集料池内的镍粉倒入烘箱加热烘干；
四、将烘干后的镍粉倒入分筛机进行分级筛分，得到高纯度高均匀性的超细镍粉。
10.根据权利要求9所述的一种高纯度高均匀性的超细镍粉的制备方法，其特征在于：所述电频炉的加热温度大于1500℃；所述高压水泵的压力设置为9~11MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190621 |