[发明专利]一种制备金属粉末的方法及制备金属粉末的节能型推舟式氢气还原炉

说明书

本发明公开一种制备金属粉末的方法及制备金属粉末的节能型推舟式氢气还原炉，本发明中的金属氧化粉末依次经过第一加热区段和第二加热区段，金属氧化粉末在第一加热区段与高温还原反应剩余的氢气发生预还原反应，让金属氧化粉末形成亚金属状态；进行预还原反应的金属氧化粉末再在第二加热区段继续进行高温还原反应，高温还原反应结束后得到金属粉末。本发明一方面提高了氢气的利用率，采用所述的节能型推舟式氢气还原炉制备金属粉末氢气消耗量是传统氢气还原炉的2/3；另一方面，通过先对金属氧化粉末进行预还原让金属氧化粉末形成亚金属状态，降低了金属粉末高温还原反应的发生的难度。

技术领域

本发明属于金属粉末制备，具体涉及一种制备金属粉末的方法及制备金属粉末的节能型推舟式氢气还原炉。

背景技术

由于绝大部分金属的氧化物相对于单质金属来说更为稳定，因此，在自然界中金属多以氧化物的形式存在，随着现代工业的发展需求，尤其是现代粉末冶金技术的高速发展，自上个世纪30年代化的高纯金属粉末被发现后，由于其特殊的性能，高纯金属粉末被应用到各个领域中，增大了市场对化的高纯金属粉末的需求。然而，如何大批量的制取高纯又的金属粉末成为生产企业的一个难题。

针对上述问题，基于如图6所示的现有的传统氢气还原炉用氢气在高温状态还原金属氧化粉末来制备金属粉末存在以下问题：

(1)采用如图6所示传统氢气还原炉用金属氧化粉末制备金属粉末时，传统的制备方法是直接将金属氧化粉末与氢气在高温下进行还原获得金属粉末。但是，整个高温还原过程中并非所有的氢气与金属氧化粉末发生了高温还原，从而导致部分未参与反应的氢气被排出，造成了能源的浪费，同时还增加了金属粉末的制备成本。

(2)若制备的金属粉末为微米级时，高温态金属粉末在在冷却过程以及冷却后发生自燃现象，一方面造成了一定的安全隐患，另一方面难以获得微米级金属粉末、尤其是要制备25微米以下的金属粉末时，在冷却过程中极度容易发生自燃，几乎没有获得25微米以下金属粉末的可能性。

发明内容

基于上述存在的问题，本发明的目的之一是提供一种低制备成本的粒径为1-25μm金属粉末的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备金属粉末的方法，金属氧化粉末首先依次与还原气体发生预还原和高温还原后获得高温态金属粉末，然后将高温态金属粉末冷却后获得包含平均粒径为1-25μm的金属粉末；其中，所述高温态金属粉末在冷却初始时与钝化气体发生钝化使高温态金属粉末的表面生成一层保护层；高温还原剩余的还原气体与金属氧化粉末发生预还原。

优选地，所述还原气体为H₂；所述预还原的温度为450-800℃；所述高温还原的温度为500-850℃；所述金属氧化粉末预还原和高温还原的时间共计8-18h。

本发明的另一目的是提供一种用于制备金属粉末的节能型推舟式氢气还原炉，该节能型推舟式氢气还原炉包括上层炉管、下层炉管、转运机构、加热元件；

所述上层炉管包括第一加热区段，其中，所述上层炉管用于进料并在加热元件的配合下用于金属氧化粉末在第一加热区段进行预还原；

所述下层炉管包括第二加热区段和冷却区段，其中，所述下层炉管用于冷却后金属粉末出料以及高温态金属粉末在冷却区段进行钝化和冷却；还与所述加热元件配合让金属氧化粉末在第二加热区段进行高温还原；其中，加热元件直接对下层炉管的第二加热区段进行加热；

所述转运机构用于将预还原后的金属氧化粉末移至下层炉管中；

其中，所述第二加热区段的温度比第一加热区段的温度高10-50℃。