[发明专利]锌颗粒的制备方法及反应炉装置

说明书

本发明提供了一种锌颗粒的制备方法及反应炉装置，其中，锌颗粒的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：将含锌物料和碳混合并压制成混合块，将混合块放入反应炉内的反应平台上，将反应平台推送至反应炉的加热区；步骤S2：将反应炉内的压力降低至在0至10^‑2Pa的范围内，将加热区内的温度加热至500℃‑900℃，并在500℃‑900℃中的选取第一预设温度，混合块在第一预设温度下加热预设时间；步骤S3：将混合块经化学反应生成锌蒸汽，使锌蒸汽流入至反应炉内的收集区内，使收集区保持在低于第一预设温度的第二预设温度，以使锌蒸汽在收集区内的收集装置上形成锌颗粒。本申请的技术方案有效解决了相关技术中的利用废旧锌锰电池制备纳米锌粉的方式较单一的问题。

技术领域

本发明涉及环境保护与资源循环综合利用领域，具体而言，涉及一种锌颗粒的制备方法及反应炉装置。

背景技术

纳米锌颗粒比表面积大，具备了纳米效应从而有极佳的化学活性及更好的抗紫外线性能、抗静电性能、抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能；其活性高，分散性优良，能加速硫化，还可生产透明度较高的橡胶制品。

相关技术中的锌粉生产加工是利用废旧锌锰电池制备纳米锌粉。具体如下，将废旧锌锰干电池经过简单拆解后将锌外表皮放入真空炉内，采用真空蒸发与惰性气体冷凝法，通过控制加热温度、氮气压强以及冷凝温度以获得纳米锌颗粒。

但是，利用废旧锌锰电池制备纳米锌粉过程中，仅能够使用锌外表皮一种物料，使得利用废旧锌锰电池制备纳米锌粉的方式较单一的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锌颗粒的制备方法及反应炉装置，以解决相关技术中的利用废旧锌锰电池制备纳米锌粉的方式较单一的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种锌颗粒的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：将含锌物料和碳混合并压制成混合块，将混合块放入反应炉内的反应平台上，将反应平台推送至反应炉的加热区，其中，含锌物料为氧化锌矿或者含锌渣或者钢厂烟灰；步骤S2：将反应炉内的压力降低至在0至10^-2Pa的范围内，将加热区内的温度加热至500℃-900℃，并在500℃-900℃中的选取第一预设温度，混合块在第一预设温度下加热预设时间；步骤S3：将混合块经化学反应生成锌蒸汽，使锌蒸汽流入至反应炉内的收集区内，使收集区保持在低于第一预设温度的第二预设温度，以使锌蒸汽在收集区内的收集装置上形成锌颗粒。

进一步地，锌颗粒的制备方法还包括以下步骤：步骤S4：将带有锌颗粒的收集装置从反应炉内取出，通过对收集装置吹扫惰性气体，以将收集装置上的锌颗粒取下。

进一步地，预设时间在0.5小时至4小时的范围内。

进一步地，在步骤S1中，含锌物料和碳的摩尔比在1:1至1.2的范围内，并在300Mpa条件下保压5分钟压制成混合块。

进一步地，在步骤S2中，将反应炉内的压力通过真空泵降低至在0至10^-2Pa的范围内，在步骤S3中，在真空泵的作用下将锌蒸汽送入至反应炉内的收集区。

进一步地，在步骤S3中，收集装置包括主体及设置在主体上的多个分支。

根据本发明的另一方面，提供了一种反应炉装置，采用上述的锌颗粒的制备方法制备锌颗粒，反应炉装置包括：炉体，包括加热区和收集区；反应平台，可移除地设置在炉体内，反应平台用于放置含锌物料和碳混合并压制成的混合块；加热装置，设置在炉体外，并围设在加热区的外侧，加热装置对混合块进行加热以形成锌蒸汽；冷却装置，设置在炉体的外，并围设在收集区的外侧；收集装置，可移除地设置在炉体的内，并位于收集区内，锌蒸汽保持在低于第一预设温度的第二预设温度下，以使锌蒸汽在收集装置上形成锌颗粒。

进一步地，反应炉装置还包括真空泵，真空泵与炉体可拆卸地连接。