[发明专利]超细粉体分级装置及其对超细粉体进行分级的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细粉体的分级装置及其对超细粉体进行分级的方法。

背景技术

超细粉体是指尺度介于分子，原子与块状材料之间，微米和纳米级的微小固体颗粒，包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种材料颗粒。近年来，超细粉体逐渐发展起来，日趋成为各国研究的重点。比如超细银粉除具有普通银粉在电、热、磁等方面的优良性能外，还具有一般超细粉体的性质，即粉体粒径小、比表面积大、表面剩余电荷多、表面张力大、单位比表能高等。在电子、催化、光学等领域有很大的潜在应用价值。比如超细铜粉因尺寸小、比表面积大、良好的导电和导热性能以及相对低廉的价格，在电子、陶瓷、导电浆料、微电子工业中具有广泛的应用，被认为是替代白银等贵金属材料的可选金属之一。

微米和纳米级超细粉体的制备方法很多。各种方法所得的超细粉体获得工业规模生产和应用的前提是必须有适当的方法对所得粉体进行分级。目前，超细粉体的分级方法已有报道，根据分级物料的状态可分为干法分级、湿法分级和超临界分级。根据分级力场的不同，又可分为重力场分级、离心力场分级、惯性力场分级、电场力分级、磁场力分级、热梯度力场分级以及色谱分级等。根据超细粉体的不同特性，利用各种合适的力场对超细粉体进行有效的分级，以便获得不同粒径的原料。

其中，通过化学还原法合成的超细粉体，一直未找到经济可行的工业规模的分级方法。中国专利文献CN1817524A公布了一种液相还原法制备纳米银粉时涉及的固液分离方法，其用传统的重力沉降或真空过滤法来分离得到纳米银粉。中国专利文献CN101185972A采用旋风分离的方法对超细银粉进行分级。采用这两种方法对超细粉体进行分级之前，通过化学还原法合成的超细粉体都需要经过干燥等后续加工处理，极易发生团聚现象，不利于分级。

发明人于2009年4月发表在《稀有金属材料与工程》上的《铜超细粉体的液压法分级研究》一文中讲述了液压法分级超细粉体的原理，但未公开如何增加压力的具体方法。若将其图1所示的U型管3处的部位作为柔性的管状物，要调节液面差，必须手动升高或降低U型管1处部位或2处的部位的高低来实现，因而无法实现连续化作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种效果明显的对超细粉体进行分级的装置及其对超细粉体进行分级的方法。

实现本发明目的的技术方案是一种超细粉体分级装置包括分级主装置、容器、滤网、泵和储液槽；分级主装置包括依次相连的进料管路、水平管路和出料管路；

进料管路包括进料竖管和第一流量阀；进料竖管的上端敞开，第一流量阀设置在进料竖管上，且位于进料竖管的上部；

水平管路包括水平管和第二流量阀；水平管的右端与进料竖管的下端密闭连接；第二流量阀设置在水平管上，且位于水平管的左部；

出料管路包括出料竖管和出料弯管；出料竖管的上端敞开，出料竖管的下端与水平管的左端密闭连接；出料弯管的右端头与出料竖管的上部密闭相连，出料弯管的左端头向下弯折，管口朝下，且该管口为出液口；

容器位于出料管路的出料弯管的出液口的下方；滤网水平架设在容器的内部；泵的进液口通过管道与容器的出液口相连，泵的出液口通过输液管与储液槽相连通，且输液管的出液口位于储液槽的上方；储液槽的出液口通过管道与进料管路的进料竖管的上端相连通。

上述水平管路还包括第二进料口；第二进料口位于水平管的右部且开口向上，第二进料口上设有活塞。

上述水平管路还包括第二出料口；第二出料口位于水平管的左端且开口向下，在第二出料口处设有阀门。

上述储液槽的底部出液口处设有阀门开关。

一种超细粉体分级装置对超细粉体进行分级的方法，具有如下步骤：

①将通过还原保护法制备而成的超细粉体从水平管路的第二进料口加入水平管中，塞上活塞使得第二进料口密闭；

②使得储液槽中的流体流入进料管路的进料竖管中，通过调节第一流量阀和第二流量阀的流量控制部件，使得进料管路和出料管路中的液面高度差在0.1m至0.3m之间；从而在流体的压力作用下，一部分粒径较小的粉体悬浮，随流体上升，粒径较大的粉体慢慢沉入底部，悬浮的粉体中粒径越小的粉体上升速度越快，粉体和流体一同从出料管路的出料弯管中排出；

③由容器接收出料弯管中排出的粉体和流体的混合物，混合物经过容器中的滤网时，其中的超细粉体和流体进行固液分离，超细粉体留在滤网上，流体通过滤网，流经管道由泵加压，输送到储液槽中；