[发明专利]一种对氧化铜进行还原的新型工艺

说明书

一种对氧化铜进行还原的新型工艺，属于氧化铜还原技术领域。包括以下步骤：将氧化铜粉放入陶瓷舟后，再放入管式炉加热均温区内，关闭两端炉门，开启电源将管式炉升温，通入保护气体如氩气或氮气，在炉温升至100℃后开始添加乙醇，同时打开冷却水，点燃出气嘴，待炉温升至300℃～350℃后保温，保温期间可以打开右侧炉门，将陶瓷舟用工具钩到炉口观察。该工艺优于H2或CO还原氧化铜制备单质铜粉的方法，由于乙醇来源广泛，便于运输和储存，适合于实验室小型实验，也可大规模批量连续生产，且比H2或CO使用安全，无毒性和对人体健康危害。用该工艺可以提高生产效率，降低生产成本。

技术领域

本发明属于粉末制备技术领域，具体一种对氧化铜进行还原的新型工艺。

背景技术

铜粉是粉末冶金的重要原材料，主要应用于铜基摩擦材料、电刷制品、含油轴承、电触头合金、烧结机械零件等方面。超细铜粉具有电导率较低、吸光性较强、在空气中不稳定、易被氧化等特殊性质，其中微米级铜粉被广泛应用于导电复合材料原料、电极材料、导电涂料、导电填料、催化剂等领域，纳米级铜粉在制作高级润滑油导电极、高效催化剂等方面有广阔的应用前景。相对银粉，铜粉以其类似于银粉良好的导电性、低廉的价格而倍受青睐，但它有一个致命弱点，所以在空气中极易氧化，其氧化物是绝缘的，使导电涂料的导电性迅速下降，甚至变为不导电。现阶段有不同还原剂还原Cu2+生成铜粉、用溶胶-凝胶法生成铜粉，电解法生成铜粉等方法，但这些方法生产成本较高，工艺繁琐等问题。本发明的还原装置是采用乙醇作为还原剂，乙醇便于运输、储存、安全可靠性高等特点，本发明工艺操作简单、成本低、安全、实用性强，具有很好的应用前景。

发明内容

一种对氧化铜进行还原的新型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将氧化铜粉放入陶瓷舟后，再放入管式炉加热均温区内，关闭两端炉门，开启电源将管式炉升温，通入保护气体如氩气或氮气，在炉温升至100℃后开始添加乙醇，同时打开冷却水，点燃出气嘴，待炉温升至300℃～350℃后保温，保温期间可以打开右侧炉门，将陶瓷舟用工具钩到炉口观察，是否舟内的粉体变红并板结，如果粉体未变红并板结，将陶瓷舟重新推入加热均温区继续还原，如果粉体变红并板结，将陶瓷舟放入冷却水套区域内冷却，然后关闭炉门，打开左侧炉门，将另一装有待还原氧化铜粉料的陶瓷舟放入炉管内，并推入到加热均温区，关闭左侧炉门，待冷却水套中的陶瓷舟冷却后，再打开右侧炉门将冷却水套中的陶瓷舟取出收集还原好的粉料；然后将加热均温区的陶瓷舟用工具钩到后部分炉口观察，是否舟内的粉体变红并板结，重复上述步骤，可实现连续还原粉料的目的，在整个还原期间，在两炉门同时处于关闭状态下时，如果出气嘴火焰熄灭，要重新点燃出气嘴排出的尾气，以免尾气弥漫到空气中；最后一舟粉料冷却出炉后还原结束，关闭乙醇流量控制调节器和氩气或氮气的阀门并停止加热，打开两侧炉门等炉温降至室温后，关闭冷却水。

本发明所述的氧化铜粉选自纯的氧化铜粉末、铜包覆的粉体(熔点高于350℃)，经氧化后由氧化铜包覆的粉体，如氧化铜包覆铝粉等，尤其采用本发明的方法还原氧化铜包覆的粉体后得到的则是铜包覆的基体未发生变化粉体。

本发明滴加量为乙醇蒸汽与保护气体如氩气或氮气体积比优选为1:3。

本发明的方法除还原氧化铜粉外，还可用于各种铜粉或铜包覆粉体的去氧还原处理，大多数铜包覆粉体都是化学镀得到的，经过镀液及反复冲洗，粉体表面新生成的金属铜极易氧化而影响复合粉体的性能，通过在本发明装置中还原去氧，可以使镀铜粉体的性能增加，尤其是导电性显著增加，制备出高质量的金属包覆粉。

本发明技术方案为：(1)氧化铜还原的化学方程式为:

2CH3CH2OH+CuO→2CH3CHO+2H2O+2Cu

(2)如果高温不能持续长久或乙醇蒸汽不足时，CuO部分还原成Cu2O，氧化亚铜的还原反应方程式为:

CH3CH2OH+2CuO→CH3CHO+Cu2O+H2O；