一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法及装置，方法的步骤是(1)配制还原剂和金属盐溶液；(2)使还原剂以水幕形式流动，将金属盐溶液喷出与水幕接触反应得到混合液；(3)在金属盐溶液完全喷出后，继续使混合液循环流动；(4)停止混合液流动，分离得到金属粉末。装置包括机架、储液箱、水幕箱、空压机和喷雾组件，储液箱内设置还原剂储液腔、氧化剂储液腔和循环反应腔，水幕箱与循环反应腔连通，喷雾组件处于水幕箱的腔体顶部，还原剂储液腔与水幕箱连通，氧化剂储液腔与喷雾组件连通。本发明专利技术制得的金属粉末形貌均一，粒径可控，有效控制反应时间，实现对湿法还原过程的精准控制，有利于制备出形貌、粒径可控的金属微纳米粉体。粉体。粉体。

【技术实现步骤摘要】
一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法及装置


[0001]本专利技术属于金属粉末制备
，具体涉及一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法及装置。

技术介绍

[0002]金属粉体是工业生产中重要的原材料，被广泛应用于机械、冶金、化工、航天航空和消费电子领域。金属粉体的颗粒大小、表面形貌等性质都会对其性能产生极大的影响，因此通过合适的工业制备方法来获取不同形态的金属粉体一直是业界的重要研究方向。
[0003]金属粉体的制备方法多达数十种，根据制备过程是否发生化学反应可以分为物理机械法和化学法。物理机械法包括球磨法、研磨法和雾化法等，化学法包括还原法、电解法和化学置换法等。其中，还原法是目前被业界广泛采用的方法，使还原剂在一定条件下将金属氧化物或金属盐类还原，获得金属粉体。该方法操作简单，工艺参数易于调控，生产效率高，生产成本较低，适用于大规模的工业化生产。其中，还原法中比较常用的是液相还原方法，在液体环境下，容易控制反应条件，粉体分散均匀，反应更为充分，但是现有的制备方式在形貌控制和粒径调控方面仍有不足之处，对于金属粉末的更高效率的生产和更精确的调控一直是业内的研究重点。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法及装置，制得的金属粉末形貌均一，粒径可控，有效地控制反应时间，实现了对湿法还原过程的精准控制，有利于制备出形貌、粒径可控的金属微纳米粉体。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法，步骤如下：
[0007](1)配制还原剂和金属盐溶液，在还原剂中加入分散剂；
[0008](2)使还原剂以水幕形式流动，将金属盐溶液喷出与还原剂水幕接触反应，得到混合液；
[0009](3)在金属盐溶液完全喷出后，继续使混合液循环流动，使金属盐溶液与还原剂充分反应；
[0010](4)停止混合液流动，离心过滤干燥后分离得到金属粉末。
[0011]优选的，在还原剂与金属盐溶液的氧化还原反应中，还原剂过量；
[0012]在步骤(2)中，还原剂形成的水幕的时间超过金属盐溶液喷洒的时间，在金属盐溶液喷洒过程中，还原剂水幕始终保持流动，与金属盐溶液接触。
[0013]优选的，在步骤(3)中，保持混合液循环的时间为1～10min。
[0014]在本专利技术中，还原剂是能够将金属离子还原为金属单质的还原性物质，比如葡萄糖、水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾、甲醛、抗坏血酸、福尔马林的一种或多种；金属盐溶液是由
含有金属离子的可溶性化合物或可与水或酸反应的金属氧化物制得。
[0015]在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种利用喷雾方式制备金属粉末的装置，适用于上述的利用喷雾方式制备金属粉末的方法，装置包括机架及设置于机架上的储液箱、水幕箱、空压机和喷雾组件，所述储液箱内设置还原剂储液腔、氧化剂储液腔和循环反应腔，所述水幕箱的腔体与循环反应腔连通，所述喷雾组件处于水幕箱的腔体顶部，所述还原剂储液腔通过送料水泵及第一管道与水幕箱的腔体连通，所述氧化剂储液腔为密闭腔体，所述空压机与氧化剂储液腔的顶部连通，所述氧化剂储液腔通过第二管道与喷雾组件连通，所述循环反应腔设置循环水泵和循环管道，循环管道连通循环反应腔的底端和顶端，所述第一管道、所述第二管道和所述循环管道均设置阀门。
[0016]优选的，所述循环反应腔通过第三管道与第一管道连通，所述第三管道设置阀门，所述第一管道的阀门处于第三管道与还原剂储液腔之间。
[0017]优选的，所述水幕箱内的顶部设置水幕生成板，所述水幕生成板水平设置，且所述水幕生成板的边缘与水幕箱内侧壁形成空隙，所述水幕生成板与水幕箱内顶部之间形成暂存空间，所述第一管道与暂存空间连通。
[0018]优选的，所述喷雾组件包括喷雾管，所述喷雾管的顶端与第二管道连通，所述喷雾管的底端侧面均匀设置多个朝向水幕箱内侧壁的喷口。
[0019]优选的，空压机提供的空气压力范围是0.1～1.0MPa，更优选的，空气压力范围是0.1～0.4MPa。
[0020]优选的，喷雾管的流速范围是0.5～5L/min，更优选的，喷雾管的流速范围是0.5～3L/min。
[0021]优选的，储液箱还设置多个带阀门的排液管，多个排液管分别设置于还原剂储液腔、氧化剂储液腔和循环反应腔的底部。
[0022]有益效果：
[0023]本专利技术对现有的液相还原法制备金属粉末的工艺改进，将金属盐溶液以雾滴形式喷出与还原剂水幕接触，保持金属盐溶液始终与过量的还原剂反应，提高生产效率，由于雾滴状的金属盐溶液与还原剂水幕的接触面积增大，使两种原料更充分地混合，省去了常规制备工艺的搅拌步骤，当金属盐溶液喷洒结束时，制备金属离子的反应也就完成，本专利技术可以精确地控制反应时间，实现了对湿法还原过程的精准控制，有利于制备出形貌、粒径可控的金属微纳米粉体。
附图说明
[0024]图1所示为本专利技术的装置的整体示意图；
[0025]图2所示为本专利技术的储液箱的示意图；
[0026]图3所示为实施例1制得银粉的SEM图；
[0027]图4所示为实施例2制得银粉的SEM图；
[0028]图5所示为实施例3制得银粉的SEM图；
[0029]图6所示为实施例4制得铜粉的SEM图。
[0030]附图标记：1
‑
机架，2
‑
储液箱，3
‑
水幕箱，4
‑
第一管道，5
‑
第二管道，6
‑
循环管道，7
‑
排液管，8
‑
还原剂储液腔，9
‑
氧化剂储液腔，10
‑
循环反应腔。
具体实施方式
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0032]本专利技术提供一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法，与常规液相还原法的机理相同，利用还原剂与金属盐溶液接触反应生成金属粉末，本专利技术创新地将还原剂与金属盐溶液的接触方式改进为喷雾接触，使雾化的金属盐溶液与还原剂接触，从而生成微米级甚至纳米级的金属粉末，通过控制金属盐溶液的雾化液滴的大小来调控金属粉末的液滴。
[0033]本专利技术的具体步骤如下：
[0034](1)配制还原剂和金属盐溶液，在还原剂中加入分散剂；
[0035](2)使还原剂以水幕形式流动，将金属盐溶液喷出与还原剂水幕接触反应，得到混合液；
[0036](3)在金属盐溶液完全喷出后，继续使混合液循环流动，使金属盐溶液与还原剂充分反应；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用喷雾方式制备金属粉体的方法，其特征在于，步骤如下：(1)配制还原剂和金属盐溶液，在还原剂中加入分散剂；(2)使还原剂以水幕形式流动，将金属盐溶液喷出与还原剂水幕接触反应，得到混合液；(3)在金属盐溶液完全喷出后，继续使混合液循环流动，使金属盐溶液与还原剂充分反应；(4)停止混合液流动，离心过滤干燥后分离得到金属粉末。2.根据权利要求1所述的利用喷雾方式制备金属粉体的方法，其特征在于，在步骤(2)中，还原剂形成的水幕的时间超过金属盐溶液喷洒的时间，在金属盐溶液喷洒过程中，还原剂水幕始终保持流动，与金属盐溶液接触。3.根据权利要求1所述的利用喷雾方式制备金属粉体的方法，其特征在于，在步骤(3)中，保持混合液循环的时间为1～10min。4.一种利用喷雾方式制备金属粉末的装置，其特征在于，适用于如权利要求1
‑
3任一项所述的利用喷雾方式制备金属粉末的方法，包括机架(1)及设置于机架(1)上的储液箱(2)、水幕箱(3)、空压机和喷雾组件，所述储液箱(2)内设置还原剂储液腔(8)、氧化剂储液腔(9)和循环反应腔(10)，所述水幕箱(3)的腔体与循环反应腔(10)连通，所述喷雾组件处于水幕箱(3)的腔体顶部，所述还原剂储液腔(8)通过送料水泵及第一管道(4)与水幕箱(3)的腔体连通，所述氧化剂储液腔(9)为密闭腔体，所述空压机与氧化剂储液腔(9)的顶部连通，所述氧化剂储液腔(9)通过第二管道(5)与喷雾组件连通，所述循环反应腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维巍，李康，
申请(专利权)人：深圳市哈深智材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：