[实用新型]一种热水解生产纳米氧化锆粉体的反应装置

说明书

本实用新型属于纳米氧化锆粉体的生产设备技术领域，公开一种热水解生产纳米氧化锆粉体的反应装置，包括反应罐、原料罐，反应罐外侧设有夹套，反应罐上设有搅拌装置，反应罐内插设有在线pH计，反应罐顶部设有第一加料口、第二加料口和排气口，第一加料口下方连接有预混室，第二加料口下方连接有导料管，反应罐底部设有出料口，原料罐包括氯氧化锆罐、氯化钇罐和氨水罐，氯氧化锆罐、氯化钇罐分别通过第一加料单元与第一加料口相连，氨水罐通过第二加料单元与第二加料口相连。该装置可对物料反应体系的pH和温度进行控制，将物料混合的更加均匀，提高纳米氧化锆粉体的生产质量和效率。

技术领域

本实用新型属于纳米氧化锆粉体的生产设备技术领域，具体涉及一种热水解生产纳米氧化锆粉体的反应装置。

背景技术

氧化锆粉体是现代工业和技术领域中一种重要的新型材料，该材料具有非常优异的物理和化学性能，比如高沸点、高熔点、导热系数小、热膨胀系数大、耐磨性好、抗腐蚀性能优良等；在结构陶瓷、功能陶瓷、宝石业、电子业、生物医用材料等方面有着广泛的用途，因此制备高性能纳米氧化锆粉体已经成为一个非常重要的研究方向。

热水解法是目前被广泛地认为低成本制备高级粉体的一种极具发展潜力的方法，该方法是以氯氧化锆、氯化钇为原始原料，利用化学共沉淀所得的无定型前驱物，经热水解反应后制备出结晶完好的晶粒，烘干煅烧制得氧化锆纳米粉体。由热水解法可以直接得到结晶完好、无团聚或少团聚的粉体，与其他化学方法比较，热水解法制备粉体的优点主要有：粉体结晶良好，分散性好，无需作高温烧结处理，从而避免在烧结过程中可能形成的粉体硬团聚；工艺相对简单，经济实用，过程污染小；晶粒线度可适度调节，当前驱物、反应温度、反应时间变化时，可改变晶粒尺寸；纯度较高，由于热水解法可抛弃前驱物中的杂质，因而大大提高了纯度；颗粒均一，分布单一。

为了更好的适用上述工艺方法，有必要设计一套特定的装置，提高氧化锆粉体的生产效率，保证产品质量。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种热水解生产纳米氧化锆粉体的反应装置，通过合理的结构设置，可对物料的加入量进行控制，达到反应所需pH，同时将物料混合的更加均匀，该装置可供物料依次进行沉淀反应和热水解反应，在同一反应装置中完成纳米氧化锆粉体的制备，有利于提高纳米氧化锆粉体的生产质量和效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种热水解生产纳米氧化锆粉体的反应装置，包括反应罐、原料罐，所述反应罐外侧设有夹套，所述夹套上设有介质进口和介质出口，所述反应罐上设有搅拌装置，所述搅拌装置包括电机、减速机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌轴竖直设置，其顶端通过减速机与电机相连，所述搅拌桨包括第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨，所述第一搅拌桨为锚式搅拌桨，其设于搅拌轴的最下端，且与反应罐的底部相匹配，所述第二搅拌桨为横向搅拌桨，所述第三搅拌桨包括倒V形搅拌桨，且倒V形搅拌桨上设有搅拌叶，第二搅拌桨和第三搅拌桨沿搅拌轴间隔设置，所述反应罐内插设有在线pH计，所述反应罐顶部设有第一加料口、第二加料口和排气口，所述第一加料口下方连接有预混室，所述第二加料口下方连接有导料管，所述反应罐底部设有出料口，所述原料罐包括氯氧化锆罐、氯化钇罐和氨水罐，所述氯氧化锆罐、氯化钇罐分别通过第一加料单元与第一加料口相连，所述氨水罐通过第二加料单元与第二加料口相连。

本实用新型中，所述介质为加热介质或冷却介质，加热介质为水蒸气，冷却介质为水。反应过程中选用加热介质对反应罐进行加热，反应完全后可改变介质，对反应后物料进行冷却。

优选地，所述第一搅拌桨、第二搅拌桨和第三搅拌桨与搅拌轴同轴设置。

优选地，所述倒V形搅拌桨的顶部夹角为110-150度，所述搅拌叶设有多个，多个搅拌叶分布于倒V形搅拌桨上。更优选地，多个搅拌叶与倒V形搅拌桨呈90度夹角设置。