一种复合铜粉催化剂的制备工艺制造技术

一种复合铜粉催化剂的制备工艺，将电解铜板剪切成铜块后再加工成铜屑，将所述铜屑研磨成片状铜粉，经磁选以及气流分级技术获得片状纯铜粉；铜锡锌合金熔炼及雾化制备出所需的铜锡锌合金粉，干燥筛分后进行研磨，获得鳞片状铜锡锌合金粉，磁选以及筛分获得所需的铜锡锌合金粉末；将片状纯铜粉和铜锡锌合金粉末按比例进行合批即获得所需复合铜粉催化剂。本发明专利技术整个过程不引入任何有害环境的元素，产品质量稳定性好，粉末颗粒表面凹凸缺陷多，比表面大；催化特性明显优于普通复合铜粉，使有机硅单体合成金属催化体系效果获得提升，增加有机硅单体合成流化床的时空产率，延长合成反应周期，提高选择性，降低成本，创造好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于合成有机硅单体的催化剂领域，具体为一种复合铜粉催化剂的制备工艺。
技术介绍
有机硅单体即甲基氯硅烷，是由金属硅、氯甲烷在加入催化剂以及加热的条件下于流化床中进行化学反应而获得，其合成反应属于气-固-固多相接触催化放热反应，反应机理复杂，使用的催化剂不同可生产不同的甲基氯硅烷产物，以其中某种产物为主，但多种副产物同时存在。合成反应过程中影响因素包括流化床结构、原料硅粉氯甲烷、催化剂、工艺参数等，尤其是催化剂的种类以及其适应性能对合同反应起着非常重要的作用。 二甲基二氯硅烷化学式为(CH3)2SiCl2，称为二甲或M2是有机硅单体合成反应所希望得到的主产物。众所周知，铜粉是有机硅单体合成反应中最早使用且至今仍在使用的经典催化剂，硅粉转化率、单体的产率活性以及二甲基二氯硅烷选择性不仅与其化学组成、粒径、粒度分布、表面状态以及制备方法等有关，还与硅粉、助催化剂等性能以及它们与铜粉共同形成的触体有关。目前有机硅单体合成使用的催化体系主要有金属铜粉催化体系和三元铜粉催化体系，金属铜粉催化体系主要为复合铜粉(俗称片状铜粉)，即含Zn、Sn及P等助催化剂的铜和铜合金粉，采用高温熔炼-水雾化-球磨-筛分的工艺进行制造。这种方法制备的复合铜粉氧含量偏高，粒度分布不易准确合理调整，使得对不同硅粉粒径以及不同流化床结构的适应性较差，加上颗粒表面不够发达，反应活性较低，二甲基二氯硅烷选择性不高。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种复合铜粉催化剂的制备工艺，以解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现 一种复合铜粉催化剂的制备工艺，所述制备工艺方法如下 (O铜屑制备根据切削机的要求将纯度不低于99. 9%电解铜板剪切成长600mm 1200mm,宽50 200mm,厚3_ 20mm的铜块，再将所述铜块加工成长2mm 20mm,宽Imm IOmm,厚O. Imm 2mm的形状扁平或卷曲的铜屑。所述铜屑采用切削、车、统、刨等机械加工方式获得。优选的，所述纯度不低于99. 9%电解铜板替换为纯度不低于99. 9%铜箔或铜片，所述铜屑由纯度不低于99. 9%、厚度O. Imm 2_的铜箔或铜片经机械加工成长2_ 20mm,宽 Imm 10mnin(2)铜屑研磨将步骤(I)获得的铜屑投入球磨机中在大气或其他保护性气氛下进行研磨，介质为硬度H RC^ 50的钢球(钢棒)，控制钢球(钢棒)的大小配比、钢球(钢棒)与铜屑的质量比、球磨机装填量、表面处理剂的加入量及其添加方式、以及研磨时间，获得所需粒度范围的铜片后进行磁选，以去除铁质，将铜片中的Fe含量降至300ppm以下，获得所需的片状铜，所述片状铜颗粒表面缺陷多，且凹凸不平，有利于催化活性。优选的，所述球磨机为滚动磨机或振动磨机或搅拌磨机；所述表面处理剂为研磨助剂和分散剂，采用一次性添加或分步添加的方式，其总加入量控制在O. 3 I. 2wt%。(3)片状铜分级采用空气或其他惰性气氛气流分级技术对步骤(2)获得的片状铜进行分级，以获得所需平均粒径及粒度分布的片状纯铜粉，其平均粒径及粒度分布按客户要求实现准确的调节。所述片状纯铜粉的粒度采用激光粒度仪检测D5Q 5 60 μ m，D90 35 220 μ m，粒度分布宽窄得到有效调节，粒度范围按客户要求确定；形貌采用扫描电镜检测，为片状，片厚O. I I. Oym;所述片状纯铜粉氧含量彡O. 4%，除Fe夕卜，其他各金属杂质含量分别(50ppm，除氧及表面处理剂外，其他各非金属杂质分别< 20ppm。 (4)铜锡锌合金熔炼将步骤(I)采用的电解铜板根据熔炼炉炉膛大小剪切成长600mm 1200mm,宽50 200mm,厚3mm 20mm的铜块,再将84 90wt%的铜块加入到溶炼炉中进行熔化并保持温度在1200°C 1250°C，形成熔化的铜液，采用加入磷铜的方法脱氧，控制磷铜加入量使得熔化的铜液既脱氧完全，又没有磷的残留，脱氧完成后，立即以经过磁选后的木炭层覆盖铜液，以防铜液氧化；将纯度不低于99. 9%锡和纯度不低于99. 9%锌分别破碎和熔化成锡块和锌块，将2. 7 7. 3wt%的锡块加入到熔化的铜液中进行熔炼，调节熔化的铜液温度至1150°C 1220°C进行熔炼并保温，形成熔化的铜锡混合液，将7. 9 9.lwt%的锌块加入到熔化的铜锡混合液中进行熔炼，采用加入磷铜的方法脱氧，逐步调节温度至1150°C，同时维持木炭层厚度为2 3cm，温度视铜锡锌合金熔化程度适时调整，至熔体具有较好的流动性。(5)雾化采用经过净化的、不含机械杂质、电阻率在5ΜΩ以上的高压水以及水雾化喷头，压力根据水雾化喷头情况控制在60 300Kg/cm2 ;或者采用空气或氮气的高压气以及气雾化喷头，压力根据气雾化喷头情况控制在30 50Kg/cm2 ;对步骤(4)中的铜锡锌合金液进行雾化，水雾化获得铜锡锌合金粉和水的混合物，气雾化获得铜锡锌合金粉末。优选的，所述水雾化喷头的喷头出水面积能调整、喷嘴耐磨且聚焦性良好；所述气雾化喷头的喷头气体面积特定、喷嘴耐磨且聚焦性良好。(6)甩干、干燥及筛分对步骤(5)中的水雾化获得铜锡锌合金粉和水的混合物进行离心甩干，低温120 150°C下进行大气常压普通干燥后再进行振动筛分；或对步骤(5)中的气雾化时获得的铜锡锌合金粉直接进行振动筛分，以获得-80/+200目和-200目两种规格的铜锡锌合金粉，或者仅控制80目，获得-80目的铜锡锌合金粉。优选的，所述离心甩干替换为真空抽滤方式进行固液分离；所述低温120 150°C下进行大气常压普通干燥替换为真空负压60 80°C干燥。(7)研磨获得鳞片状铜锡锌合金粉步骤(6)中筛分后获得的铜锡锌合金粉(-80目，或-80/+200目，-200目)投入球磨机中在大气或其他保护性气氛下进行研磨，介质为硬度H R C > 50钢球(钢棒)，根据铜锡锌合金粉的粒度调整好钢球(钢棒)的大小配比、钢球(钢棒)与铜锡锌合金粉的质量比、球磨机装填量、表面处理剂的加入量以及添加方式、以及研磨时间，获得所需粒度范围的片状铜锡锌合金粉后再进行磁选，将片状铜锡锌合金粉中的Fe含量降至500ppm以下，获得所需的鳞片状铜锡锌合金粉。所述鳞片状铜锡锌合金粉表面缺陷多，且凹凸不平，微观比表面大，这样有利于催化活性。优选的，所述球磨机为滚动磨机或振动磨机或搅拌磨机，所述表面处理剂为助研磨剂和分散剂，采用一次性添加或分步添加的方式，加入量控制在O. I I. 0wt% ;所述研磨的时间根据片状铜锡锌合金粉的粒度控制在5 30小时。优选的，根据产品磷含量、在研磨过程中向铜锡锌鳞片中添加6 20被％磷铜粒，所述磷铜粒尺寸为O. 5mm IOmm,纯度高，Fe、Pb、Ni、Ti及氧杂质含量低；研磨获得所需粒度范围的鳞片状铜锡锌磷合金粉后再进行磁选，以去除铁质，将鳞片状铜锡锌磷合金粉中的Fe含量降至300ppm以下，获得所需的鳞片状铜锡锌磷合金粉。(8)鳞片状铜锡锌合金粉的筛分采用振动筛分，筛网目数依据步骤(3)中片状纯铜粉粒度而确定，对步骤(7)获得的鳞片状铜锡锌合金粉进行筛分，以获得所需粉末粒径及粒度分布的鳞片状铜锡锌合金粉末，所述鳞片状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合铜粉催化剂的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺方法如下：（1）铜屑制备：根据切削机的要求将纯度不低于99.9%电解铜板剪切成长600mm～1200mm,?宽50～200mm,?厚3mm～20mm的铜块，再将所述铜块加工成长2mm～20mm,?宽1mm～10mm,?厚?0.1mm～2mm的形状扁平或卷曲的铜屑；（2）铜屑研磨：将步骤（1）获得的铜屑投入球磨机中在大气或其他保护性气氛下进行研磨，介质为硬度ＨＲＣ≥50的钢球，控制钢球的大小配比、钢球与铜屑的质量比、球磨机装填量、表面处理剂的加入量及其添加方式、以及研磨时间，获得所需粒度范围的铜片后进行磁选，以去除铁质，将铜片中的Fe含量降至300ppm以下，获得所需的片状铜；（3）片状铜分级：采用空气或其他惰性气氛气流分级技术对步骤（2）获得的片状铜进行分级，以获得所需平均粒径及粒度分布的片状纯铜粉；（4）铜锡锌合金熔炼：将步骤（1）采用的电解铜板根据熔炼炉炉膛大小剪切成长600mm～1200mm,?宽50～200mm,?厚3mm～20mm的铜块，再将84～90wt%的铜块加入到熔炼炉中进行熔化并保持温度在1200℃～1250℃，形成熔化的铜液，采用加入磷铜的方法脱氧，控制磷铜加入量使得熔化的铜液既脱氧完全，又没有磷的残留，脱氧完成后，立即以经过磁选后的木炭层覆盖铜液，以防铜液氧化；将纯度不低于99.9%锡和纯度不低于99.9%锌分别破碎和熔化成锡块和锌块，将2.7～7.3wt%的锡块加入到熔化的铜液中进行熔炼，调节熔化的铜液温度至1150℃～1220℃进行熔炼并保温，形成熔化的铜锡混合液，将7.9～9.1wt%的锌块加入到熔化的铜锡混合液中进行熔炼，采用加入磷铜的方法脱氧，逐步调节温度至1150℃，同时维持木炭层厚度为2～3cm，温度视铜锡锌合金熔化程度适时调整，至熔体具有较好的流动性；（5）雾化：采用经过净化的、不含机械杂质、电阻率在5MΩ以上的高压水以及水雾化喷头，压力根据水雾化喷头情况控制在60～300Kg/cm2；或者采用空气或氮气的高压气以及气雾化喷头，压力根据气雾化喷头情况控制在30～50Kg/cm2；对步骤（4）中的铜锡锌合金液进行雾化，水雾化获得铜锡锌合金粉和水的混合物，气雾化获得铜锡锌合金粉末；（6）甩干、干燥及筛分：对步骤（5）中的水雾化获得铜锡锌合金粉和水的混合物进行离心甩干，低温120～150℃下进行大气常压普通干燥后再进行振动筛分；或对步骤（5）中的气雾化时获得的铜锡锌合金粉直接进行振动筛分，以获得所需规格的铜锡锌合金粉；（7）研磨获得鳞片状铜锡锌合金粉：步骤（6）中筛分后获得的铜锡锌合金粉投入球磨机中在大气或其他保护性气氛下进行研磨，介质为硬度ＨＲＣ≥50钢球，根据铜锡锌合金粉的粒度调整好钢球的大小配比、钢球与铜锡锌合金粉的质量比、球磨机装填量、表面处理剂的加入量以及添加方式、以及研磨时间，获得所需粒度范围的片状铜锡锌合金粉后再进行磁选，将片状铜锡锌合金粉中的Fe含量降至500ppm以下，获得所需的鳞片状铜锡锌合金粉；（8）鳞片状铜锡锌合金粉的筛分：采用振动筛分，筛网目数依据步骤（3）中片状纯铜粉粒度而确定，对步骤（7）获得的鳞片状铜锡锌合金粉进行筛分，以获得所需粉末粒径及粒度分布的鳞片状铜锡锌合金粉末；（9）合批：将步骤（3）得到的片状纯铜粉和步骤（8）得到的鳞片状铜锡锌合金粉末按1:0.6～1:1.2混匀，即获得所述复合铜粉催化剂。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张拥军，李钢，鲁建伟，鲁金刚，杨从红，
申请(专利权)人：湖南省天心博力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：