一种真空蒸发冷凝法生产铝粉的方法技术

本发明专利技术涉及一种真空蒸发冷凝法生产超细铝粉的方法，采用纯铝（含铝≥９９．０％）为原料，经过真空蒸馏，可以得到铝粉乃至超细铝粉。控制工艺条件为：蒸发温度１３００～１７００℃，真空度１０～１００Ｐａ，控制冷凝区温度梯度约１０～３０Ｋ／ｍｍ，保温时间１０～９０ｍｉｎ，得到粒径为０．０５μｍ～３０μｍ左右的铝粉。制备过程具有流程短、温度低、真空度要求低、无需任何添加剂、节能环保等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火法冶炼
，具体是一种真空蒸发冷凝法生产铝粉的方法。
技术介绍
铝粉作为一种重要的金属粉末，由于其化学活性好、原料丰富及成本较为低廉，在化工催化剂、农药、加气混凝土发气剂、(轿车)金属闪光涂料、导电涂料、防腐涂层、日用装饰、炼钢脱氧剂、耐火材料、铝热法合金、热喷涂复合粉末、火药、固体火箭推进剂等诸多领域有着十分广泛的用途。制备铝粉的方法有机械法与雾化法等。机械法按照加机械的不同，又可细分为捣冲法、振动磨法和球磨法等三种方法。由鄂俊强等申请的公开号为CN101693296A的专利，公开了一种铝屑加工铝粉的工艺，其主要技术方案是先将铝屑通过磁选后，进行清洗、除轻质杂、脱水脱残油，进而进行粉碎、分级，抛光并干燥后得到铝粉；由孙伟明等申请的公开号为CN1072362A的专利，公开了一种用废易拉罐制取铝粉的方法，其主要技术方案是利用废易拉罐为原料经焙烧和机械破碎，风选等工序，制得粒度在0.5～1.5mm的铝粉；由吴庆林等申请的公开号为CN1410206A的专利，公开了一种金属铝粉加工工艺，包括从加料，进行物料粉碎，采用惰性气体保护，粉碎后的粉的分离筛选等工艺过程，可使金属铝粉粒度达到300目以上；由付志明等申请的公开号为CN1058160A的专利，公开了一种用于油漆等方面的铝粉及其生产方法，采用废旧铝薄片及其边角料为原料，通过破碎、分离、磨碎、包装等工序，将获得合格的铝粉；由黄庆军等申请的公开号为CN1116145A的专利，公开了一种生产铝银粉的方法，其主要技术方案是将铝块(或铝板)通过粉碎机粉碎成铝末，再进入球磨机进行球磨，最终得到铝粉；由李龙年等申请的公开号为CN1071351A的专利，公开了一种细目铝粉铰磨加工方法及设备，其主要技术方案是利用铰磨粉碎机铰磨粉碎和高速撞击方法进行加工、用分离器和翻板调节阀通过调节风量来调节粉的细度，使之达到要求的目数；由吕新宇等申请的公开号为CN101041183A的专利，公开了一种非浮性铝粉的加工方法，它克服了湿磨工艺生产的铝粉膏含挥发性有机物成分并且产品的分散与分级难度大，产品的粒度和均匀性难以保证的缺陷。其方法是先选取毛料铝粉，把毛料铝粉在球磨机中研磨，采用氮气作气体保护，球磨机内添加油脂块作为添加剂，用鼓风机把球磨机内经过研磨的毛料铝粉吹入旋风分离器的入口，相对粒度小的毛料铝粉从旋风分离器的上出口输送到旋风收集器中，相对粒度大的毛料铝粉输送回球磨机继续研磨；毛料铝粉在旋风收集器内经过精选，成品铝粉从下出口排出，其余的铝粉输送回球磨机中继续研磨。吴垠采用棒磨机作为研磨设备，制备出形貌规整、表面光洁的闪光铝粉颜料；赵凤颖研究了采用球磨法生产烟花铝粉的工艺；付义平等利用球磨法制备了闪光铝粉颜料；张绍波等在氮气惰性气氛下，通过干法球磨法，利用废弃铝边角料生产出了片状铝粉；舒波等采用湿法球磨工艺制备了纳米片状铝粉；宋晓辉等采用干式球磨法生产了加气混凝土用铝粉。然而机械法虽然具有工艺简单、成本低、产量大以及制备的粉体活性高等优点，但其同时也具有产品纯度、细度和形貌难控制、产品粒度分布范围较宽、合格产品含量低、制粉效率低以及能耗高等诸多缺点。-->雾化法包括空气雾化法、惰性气体雾化法和水雾化法三种。空气雾化法与惰性气体雾化法统称为气体雾化法，所制得粉末的形状有粒状和准球形，粒径一般在1～1000μm。由于气雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低以及生产成本低等优点，适应多种金属及合金粉末生产。空气雾化法是使熔融铝和空气一起喷射，在粉尘室中得到铝粉。由S·特鲁默等申请的公开号为CN 101568604A的专利，公开了一种用于具有窄的厚度分布相对宽度的薄片状效应颜料铝粉的制备方法，其主要技术方案是利用铝熔融后采用雾化法生产铝粉。由田景明等申请的公开号为CN1911569A的专利，公开了一种双喷嘴雾化法生产铝粉的工艺，其主要技术方案是铝锭融化后，采用双喷嘴雾化室将融化的铝液进行雾化处理并且同时将氮气吹入雾化室进行冷却，使铝液快速凝固成铝粉；由戴自梁等申请的公开号为CN1116975A的专利，公开了一种超细均质铝粉的制备方法，其主要技术方案是铝熔融后，铝液在封闭容器内的高速旋转的盘式雾化器进行雾化制粉，同时用惰性气体保护和输送物料，经过分离器的固气分离，得到油浸润的可以通过-325目的超细铝粉；新乡市金鸡化工有限公司采用氮气保护下干法生产铝粉取得成功，是铝粉生产工艺的一次重大改进，该工艺的研磨、分级等生产全过程均在氮气环境中进行，不接触任何液态介质，因而无需脱油和烘干，缩短了工艺流程，降低了能耗和物耗，提高了产品质量。然而，气体雾化法生产铝粉一直也存在着一些不足，例如：空气雾化生产铝粉的过程极不安全，生产铝粉具有粒径大使得无法生产微细球形铝粉；氮气雾化法生产铝粉的成本相对较高，且高温时氮气易与铝发生反应生成氮化铝。并且，上述的空气雾化法以及惰性气体雾化法都存在生产工艺较复杂，能耗较高，细粉率低，在生产小粒度铝粉方面远远不能满足市场需求的不足。由孙岩等申请的公开号为CN1962132A的专利，公开了一种高压水喷吹铝粉加工工艺，方案是将铝锭高温熔融后，通过高压水喷吹入收集水池，冷却后用皮带运输机输送到烘干机烘干，得到铝粉。水雾化法制备铝粉与传统的气体雾化法相比，虽然很好的排除了爆炸的危害，但产品活性低，所以该方法未能得到广泛的应用。为此，一直有学者研究制备铝粉的新方法。由范荫恒等申请的公开号为CN101053907A的专利，公开了一种纳米尺寸铝粉末的制备方法，其主要技术方案是在0～50℃和常压条件下，有机溶剂中，在催化剂作用下铝粉与有机物反应生成有机中间体后，中间体通过真空热解得到颗粒尺寸在5～40nm范围内的纳米铝粉；由刘宝权等申请的公开号CN1116570A的专利，公开了一种亲水性发气铝粉及其制造方法，其主要技术方案是以合成蜡为添加剂，经球磨制成可直接入水使用并且亲水性能良好得发气铝粉；陈加娜等以蒸馏水替代有机溶剂制备环保型铝粉颜料；由陈振兴等申请的公开号为CN1876288A的专利，公开了一种薄膜过渡法制备高亮度纳米级片状铝粉的方法，包括三步：在真空下加热铝棒形成纳米级铝膜、溶解薄膜基底、得到纳米级片状铝粉。以上所涉及的一些方法，不仅需要添加剂，而且工艺流程较长。蒸发冷凝法又称惰性气体冷凝(或蒸发)法，是在高真空下和低压惰性气体中，通过蒸发源的加热作用，使待制备的金属、合金或化合物气化或形成等离子体，与惰性气体原子碰撞而失去能量，然后骤冷使之凝结成粉体粒子。董颖等成功利用该方法制备了超细铝粉。蒸发冷凝法的优点是所制备的纳米粒子表面清洁，纳米粒子的粒径可以通过调节加热温度、压力和气氛等参数进行调控，缺点是影响粉体粒径的工艺参数多，并且粉体的产率低。-->而对于真空蒸发冷凝法制备超细铝粉，其优点是产品纯度高，表面清洁、分散性好、粒径分布较窄且粒度易控制等。王平等申请的公开号为CN1724194A的专利，公开了一种制备超细铝粉及纳米铝粉的方法，该生产方法采用铝丝为原料，先将其去油清洗，用输送器导入至真空度为10-1～10-3Pa的蒸发室内，加热温度至2400℃以上，使其成为铝蒸气，通过冷凝室冷凝，形成铝粉。利用该方法制备铝粉时，对真空炉的要求高、反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯铝真空蒸法冷凝制备铝粉的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：（１）将纯铝去杂清洗、真空干燥；（２）用细砂纸除去纯铝表面的氧化层等杂质，然后用无水乙醇和蒸馏水清洗、真空烘干备用；（３）将上述处理过的纯铝放入真空炉中的蒸发器内，将冷凝器放置于蒸发器之上；（４）当真空炉内的压力达到１０～１００Ｐａ后，经６０ｍｉｎ～１２０ｍｉｎ的升温，使真空炉中蒸发器内的温度达到１３００～１７００℃后，保温蒸馏１０～９０ｍｉｎ；（５）控制蒸发器上方的冷凝器内温度梯度为１０～３０Ｋ／ｍｍ，使铝蒸气迅速降温、冷却，得到粒径为０．０５μｍ～３０μｍ的铝粉。

【技术特征摘要】
1.一种纯铝真空蒸法冷凝制备铝粉的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：(1)将纯铝去杂清洗、真空干燥；(2)用细砂纸除去纯铝表面的氧化层等杂质，然后用无水乙醇和蒸馏水清洗、真空烘干备用；(3)将上述处理过的纯铝放入真空炉中的蒸发器内，将冷凝器放置于蒸发器之上；(4)当真空炉内的压力达到10～100Pa后，经60mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁青春，杨斌，朱富龙，戴永年，刘大春，徐宝强，秦博，邓勇，曲涛，蒋文龙，杨骏，于文站，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]