[实用新型]一种高纯纳米金属超微粉的生产设备

说明书

技术领域

本实用新型属于纳米金属粉体材料制备技术领域，尤其是涉及一种高纯纳米金属超微粉的生产设备。

背景技术

近几年来，随着新材料领域的飞速发展，纳米金属超微粉需求急剧增长，相应对纳米金属超微粉的质量和性能要求也日趋提高。以钼为例，其金属及合金材料具有熔点高、硬度高、强度大、耐磨性和导热导电性好、膨胀系数小、耐蚀性能好等特点，被广泛地应用于电子、化工、冶金、国防及航空航天工业等技术领域，具有代表性的如液晶显示透明导电层、太阳能电池、玻璃绝热涂层、金属和非金属装饰涂层、表面超硬耐磨涂层、耐腐蚀涂层等。

上述超微钼粉的制备方法主要有以下三种：第一、用仲钼酸铵活化还原法，该方法以添加某些氯化铵的仲钼酸铵为原料，在低温下经一次纯氢还原制成超细钼粉。与传统方法相比，其工艺较简单，还原温度低，比传统工艺降低约200～300℃。获得的钼粉，其平均粒度为0.1μm，且粉末具有良好的烧结性能。由于氯化物利用氢进行还原反应，炉内会产生有毒的氯气、氯化氢，所以还存在生产装置的腐蚀、泄漏等高昂设备的问题。第二、采用纳米三氧化钼纤维为原料，在氢气气氛下还原，获得超细金属钼粉。第三、采用纳米级八钼酸按为原料，在封闭环境下进行两次氢气逆向还原反应，通过控制第一次还原、第二次还原的炉温和氢气流量，制备出的纳米级钼粉呈紫色，其粒径在55～92nm，纯度均在99.80％以上。

由于使用纳米材料为原材料，氢作为还原气体，因而现有的上述三种生产方法均是高成本的生产方法。

综上所述，现有生产纳米金属超微粉的方法，都必须使用纳米材料为原料，使用氢作为还原气体，因而不仅原料受到限制，而且生产成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高纯纳米金属超微粉的生产设备，其结构设计合理、适用原料广泛且生产流程短、生产效率高，可实现连续工业化生产。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高纯纳米金属超微粉的生产设备，其特征在于：包括对被处理原料进行输送和预处理的原料输送及预处理装置、设置在原料输送及预处理装置内部且将原料经预处理后得到的金属氧化物雾化成金属氧化物液雾的超音速喷嘴、进料口与原料输送及预处理装置的出料口相接且能将所述金属氧化物液雾高温还原反应成球形纳米金属超微粉的高温液雾燃烧快速还原器、对所述球形纳米金属超微粉进行快速冷凝并能有效防止所生成球形纳米金属超微粉进一步发生氧化的惰性气体快速冷凝装置、与惰性气体快速冷凝装置出料口相接的多级金属超微粉分级装置和多个分别布设在所述多级金属超微粉分级装置下方且与所述多级金属超微粉分级装置下方出料口相接的粉体收集装置，所述惰性气体快速冷凝装置为进料口与高温液雾燃烧快速还原器的出料口相接且内部装有惰性气体的反应容器；所述原料输送及预处理装置、高温液雾燃烧快速还原器、惰性气体快速冷凝装置和所述多级金属超微粉分级装置内部依次连通组成对被处理原料进行处理的生产流通通道，且所述生产流通通道尾部连接有与其内部相通的引风机，原料输送及预处理装置的进料口与氧气瓶相接，超音速喷嘴与空气压缩机相接；所述高温液雾燃烧快速还原器为通过管道与还原气氛气源相接的反应容器，且高温液雾燃烧快速还原器上对应开有还原气氛进口；

所述被处理原料为金属丝和/或金属粉体，所述原料输送及预处理装置相应为对单独输入的金属丝进行输送及预处理的原料输送及预处理装置一、对单独输入的金属粉体进行输送及预处理的原料输送及预处理装置二以及对同时输入的金属丝和金属粉体进行输送及预处理的原料输送及预处理装置三；所述原料输送及预处理装置一为带有金属丝输入装置且能对所输入金属丝进行电弧熔化的电弧设备，高温液雾燃烧快速还原器的进料口与所述电弧设备的出料口相接；所述原料输送及预处理装置二包括送粉装置，高温液雾燃烧快速还原器的进料口与所述送粉装置的出料口相接；所述原料输送及预处理装置三包括带有金属丝输入装置且能对同时输入金属丝和金属粉末进行电弧熔化的电弧设备，所述电弧设备的进料口处设置有送粉装置；所述电弧设备与直流电弧电源相接。

所述高温液雾燃烧快速还原器包括带有前堵头且后端部为敞口的外部壳体，所述前堵头上开有供所述金属氧化物液雾通入的进料开口、多个还原气氛进口和多个二次供氧进口；所述氧气瓶所提供的氧气通过进料开口进入高温液雾燃烧快速还原器；所述外部壳体内部设置有水冷却管道且其侧壁上对应开有与所述水冷却管道相接的冷却水进口和冷却水出口；进料开口与原料输送及预处理装置的出料口相接，外部壳体的后端部敞口与惰性气体快速冷凝装置内部相通。