CN102180454A - 利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法及其烧结装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法及其烧结装置,属于锂离子电池正极材料技术领域,本发明的工艺路线是配料、湿法球磨、低温真空干燥、烧结、初碎、球磨、筛分和检测包装。采用一步固相碳热还原法和动态烧结相结合,简化了烧结工艺,使原料受热更均匀,使得到的磷酸亚铁锂产物颗粒更小、更均匀、电化学性能更高。本发明还采用专用烧结装置,包括设置于活动支架上的供料装置、双层烧结窑炉、出料阀门和产品排出装置及气氛控制执行装置,烧结窑炉的烧结内膛炉筒做往复升降和旋转运动。本发明工艺和设备简单,能耗低,物料混合充分,均匀性好,批次间性能稳定性高,广泛用于锂离子电池正极材料的制备。

Description

利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法及其烧结装置
技术领域
[0001] 本发明属于电池正极材料技术领域,涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法, 特别涉及一种利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂电池正极材料的方法及其烧结装置。
背景技术
[0002] 磷酸亚铁锂是一种具有橄榄石结构的锂离子电池正极材料,其相对于锂的电极电势为3. 5伏,具有高能量密度,其理论比容量为170mAh/g,不含任何对人体有害的重金属元素,其作为锂离子电池正极材料安全性高,磷酸铁锂晶格稳定性好,锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大,故而具有良好的可逆性,磷酸亚铁锂电池正极材料循环使用寿命长,且无记忆效应,高温性能稳定,大电流充放电性能优异,可以实现快速充电、成本低、对环境无污染以及循环性能好等优点。为了将其应用到电动车和电动工具上,人们在磷酸铁锂材料的表面包覆了主要以碳为主的导电材料,并掺杂其他金属氧化物取代部分狗的晶格位置, 已经使磷酸亚铁锂的导电性大为提高。随着便携式数码产品的普及化和电动工具、设备以及便携式医疗设备的广泛应用,磷酸亚铁锂材料的需求量猛增,磷酸亚铁锂材料在动力电池领域具有很大的优势,应用前景非常广阔。
[0003] 目前制备磷酸亚铁锂的方法有很多,大致可分为液相法和固相法。液相法工艺复杂、控制难度大、设备和投入成本高,难于工业化,所以工业领域实际应用的大多采用固相法。固相法具有工艺简单,控制方便,成本较低,易于实现产业化等特点。目前工业广泛采用的固相法包括高温固相反应法和碳热还原法(CTR)。高温固相反应法现在最常用,也是最成熟的合成方法;碳热还原法(CTR)合成方法简单,易于操作,原材料价格低,也适合大规模生产。但无论是高温固相反应法,还是传统的碳热还原法,通常都具有如下工艺流程:
原料供应一混料一烧结一破碎一冷却一筛分一检测包装
通常情况下,无论是高温固相反应法,还是传统的碳热还原法的固体反应物混合均勻程度均非常有限,这导致固相反应的化学动力学条件较差,产品均勻性差,批次间不稳定, 而且存在工艺过程比较复杂,需要较长的热处理时间和较高的热处理温度而导致能耗较高,产物在组成、结构和粒度分布等方面存在较大差别,材料电化学性能不易控制等缺点, 这些都制约了磷酸亚铁锂产业的发展。
[0004] 其中烧结工艺过程对磷酸亚铁锂产品质量的影响最为关键,目前工业广泛应用的烧结装置包括机架,包括设置于机架之上的供料装置、布料装置、烧结炉、出料阀门和产品排出装置,还包括抽真空装置,烧结炉通常为双层结构壳体,内层为密封的烧结内炉筒,外层为加热层,烧结内炉筒内部设有输料装置,烧结内炉筒的一侧设有原料输入口,并与供料装置的出料口密封连接,烧结内炉筒的另一端设有产品输出口,并通过出料阀门与产品排出装置的进料口密封连接,抽真空装置通过管道与烧结内炉筒的腔室连通,产品排出装置外壁上设有尾气出口。
[0005] 目前工业采用的烧结装置中,采用传统平板炉、井式炉等静态炉经常出现过烧、生烧造成的原料不均勻,批次间不稳定的问题。而经过布料工序将烧结原料均布于烧结传送带、烧结台车或烧结机的烧结作业面上,烧结原料颗粒之间没有充分接触,加之混料的均勻度有限,烧结的动力学条件较差,客观上也导致了磷酸亚铁锂产品均勻性差,批次间不稳定,影响了磷酸亚铁锂产品质量。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法,通过一步固相碳热还原法制备磷酸亚铁锂来简化烧结工艺过程,并在烧结时采用动态连续烧结,使原料受热更均勻,气体产物更容易排出,从而使得到的磷酸亚铁锂产物颗粒小、均勻、电化学性能提高;为此,本发明还要提供一种专门用于制备磷酸亚铁锂烧结装置, 解决烧结原料颗粒之间接触不充分,混料不均勻的缺陷,可以显著改善烧结原料固相反应的动力学条件,提高磷酸亚铁锂的质量。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案:
本发明利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法,其特征在于操作步骤如下:
①将反应物锂源材料、铁源材料、磷源材料和掺杂元素M离子源材料按照摩尔比Li : !^e :P :M为(0. 95〜1. 05):(0. 9〜1) :1: (0〜0. 1)的比例进行主反应物初始配料,向初始配料的主反应物中加入湿法球磨介质形成待磨混合料,湿法球磨介质为待磨固体介质总自然堆积体积0. 1〜5倍的分散剂,将待磨混合料放入湿法球磨机中球磨2〜4小时,然后向湿法球磨机中加入还原剂,还原剂为碳源材料,碳源材料的加入量为其碳含量为依反应物质量计算的生成物磷酸亚铁锂质量的2〜10%,再次球磨0. 5〜1小时,得到反应物均勻混合浆料;
②将步骤①得到的反应物均勻混合浆料放入水热式低温真空干燥机中以50〜80°C低温干燥2〜4小时,得到反应物预烧料;
③将步骤②得到的反应物预烧料进行动态连续烧结,采用一步固相碳热还原法制备磷酸亚铁锂,一步固相碳热还原法是通过一次烧结即可得到碳包覆的磷酸亚铁锂颗粒,是将反应物预烧料置于保护气氛中,在600〜750°C温度区间内持续高温烧结8〜16小时,制备磷酸亚铁锂烧结颗粒,动态连续烧结是在一步固相碳热还原法烧结过程中对反应物预烧料进行连续动态混合,对预烧料进行均勻搅拌;
④将步骤③得到的磷酸亚铁锂烧结颗粒进行冷却;
⑤将冷却后的磷酸亚铁锂烧结颗粒用颚式破碎机进行破碎,而后进行球磨,而后进行振动筛分后,检测包装。
[0008] 本发明的碳源材料的加入量为依反应物质量计算的生成物磷酸亚铁锂质量的 2〜10%,是保证过量10%碳源配料,保证整个反应的还原气氛,同时尽量节省还原剂的用量,降低原材料成本。采用“一步固相碳热还原法”制备磷酸亚铁锂,通过采用廉价的三价铁为铁源可以大幅降低原料的成本,将“一步碳热还原法”和动态烧结相结合,使原料受热更均勻,气体产物更容易排出,从而使得到的磷酸亚铁锂产物颗粒小、均勻、电化学性能高, 同时简化工艺过程,提高产物均勻性和稳定性。
[0009] 上述步骤①中的反应物锂源材料为碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、硫酸锂、草酸锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或其任意比例的混合物,铁源材料为氧化铁、碳酸铁、氢氧化铁、氯化铁、硫酸铁、草酸铁、醋酸铁和硝酸铁中的一种或其任意比例的混合物,磷源材料为磷酸铵、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或其任意比例的混合物,掺杂元素M离子源材料为含有金属镁离子Mg2+、铝离子Al3+、铬离子Cr3+、锆离子&4+、铌离子Nb5+、钨离子W6+的材料中的一种或其任意比例的混合物,碳源材料为聚丙烯、聚丙烯酰胺、葡萄糖粉末、蔗糖粉末、淀粉、石墨粉和炭黑的一种或其任意比例的混合物,步骤①中的分散剂为乙醇、丙醇、去离子水和蒸馏水的一种或其任意比例的混合物,步骤③中的保护气氛为氮气。
[0010] 为了简化原料配料工艺和减少原料成本,上述步骤①中的主反应物中不包括掺杂元素M离子源材料。
[0011] 为了保证磷酸亚铁锂的有效筛选与分级,保障磷酸亚铁锂成品的质量,需要完成上述步骤⑤中的球磨过程,磷酸亚铁锂颗粒尺寸应达到200目以上。
[0012] 为了实现上述动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法,本发明还提供了一种专门用于制备磷酸亚铁锂烧结装置,包括固定机架,包括设置于固定机架之上的供料装置、烧结窑炉、出料阀门和产品排出装置,还包括反应气氛控制执行装置,烧结窑炉为双层结构壳体, 内层为屏蔽式烧结内膛炉筒,外层为加热层,烧结内膛炉筒内设有输料装置,烧结内膛炉筒的一侧设有原料输入口,并与供料装置的出料口密封连接,烧结内膛炉筒的另一端设有产品输出口,并通过出料阀门与产品排出装置的进料口密封连接,反应气氛控制执行装置通过管道与烧结内膛炉筒的腔室连通,产品排出装置外壁上设有尾气出口,该烧结装置的固定机架之上还设有活动支架,供料装置、加热层、出料阀门和产品排出装置均固定于活动支架上,活动支架带动烧结内膛炉筒相对固定机架做往复升降运动;烧结内膛炉筒的两端分别与活动支架12固定连接的两个重载支撑座15的上端活动枢接,烧结内膛炉筒通过电机 13驱动做旋转运动。该烧结装置节省了布料过程,在烧结过程中对原料进行动态连续烧结,对反应物预烧料进行连续动态混合,对预烧料进行均勻搅拌,使反应物预烧料颗粒之间接触更加充分,即保证即使物料混合均勻,又不使烧结反应过于剧烈。上述烧结窑炉克服了传统平板炉、井式炉等静态炉出现的过烧、生烧造成的原料不均勻,批次间不稳定的技术问题。而动态烧结内膛炉筒相较于连续式回转炉,烧结环境更稳定,参数控制更方便,实用性更强。
[0013] 上述供料装置包括给料器和储料器,给料器的出料口与烧结内膛炉筒的原料输入口动密封连接,储料器位于给料器的上方,储料器的下方的出料口与给料器上方的进料口密封固定连接。给料器向烧结内膛炉筒内传送预烧料,储料器储存低温真空干燥过的预烧料,给料器和储料器方便供料,并可以有效保障烧结内膛炉筒内气氛稳定。
[0014] 上述产品排出装置包括真空收料器和出料仓,真空收料器的进料口通过出料阀门与烧结内膛炉筒的产品输出口动密封连接,出料仓位于真空收料器的下方,出料仓的上方的进料口与真空收料器下方的出料口密封固定连接。出料仓用于收集制备好的磷酸亚铁锂,上述真空收料器和出料仓方便出料也可有效保障烧结内膛炉筒内气氛稳定,同时还具有对完成烧结过程的磷酸亚铁锂的冷却作用。
[0015] 上述反应气氛控制执行装置包括抽真空系统和氮气瓶,抽真空系统通过其吸入口与给料器的腔室连通,氮气瓶通过管道与给料器的腔室连通。抽真空系统将烧结内膛炉筒抽成真空,可以去除氧化气氛,而氮气瓶用来提供烧结过程的保护气氛可以保证烧结内膛炉筒内气氛的稳定,保障固相碳热还原反应顺利进行。
[0016] 烧结温度、时间、转速及阀门开合等可以通过控制系统进行控制。[0017] 作为本发明的改进,活动支架通过倾角调节器驱动,并由一个支点轴转动支撑而围绕该支点轴往复摆动。这种机构结构简单,可以实现烧结内膛炉筒往复升降运动,配合烧结内膛炉筒的回转运动,输出较为复杂的周期性运动规律,使反应物预烧料颗粒之间接触更加充分,保证物料有较高的均勻混合度,使烧结过程平稳正常的进行。
[0018] 作为又一进一步改进,出料阀门和真空收料器之间还设有一个水冷器,水冷器的空腔形成输料通道,输料通道的前端与出料阀门相连通,输料通道的末端与收料器相连通。 增加的水冷器可以显著强化对完成烧结过程的磷酸亚铁锂的初步冷却作用,有效配合真空收料器用于进一步冷却制备好的磷酸亚铁锂,可疑显著缩短冷却时间,为下一道流程做好准备,加快磷酸亚铁锂的制备流程,节省时间成本,同时也提高了磷酸亚铁锂产品的质量。
[0019] 上述烧结内膛炉筒壁的内表面上设有突起物,突起物按照烧结内膛炉筒轴向延伸方向均勻有序分布。突起物可以是尖状、短凸肋状、长肋状,也可以是螺旋肋或者其他形状。 烧结内膛炉筒壁内表面设有沿其轴向分布的多列所述突起物,多列突起物将烧结内膛炉筒的内表面均分为多个区域,物料可在各区域内沿烧结内膛炉筒轴向滑动。突起物可以增加对物料的阻挡,增加物料与烧结内膛炉筒的内表面的摩擦力,保证物料在烧结炉的转动过程中会产生旋转运动。
[0020] 上述烧结内膛炉筒的炉壁材料为耐热合金。可采用耐热不锈钢或其它的耐热合金,保证烧结内膛炉筒的使用寿命。
[0021] 本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1. 一步固相碳热还原法简化了两段式焙烧法制备磷酸亚铁锂的工艺流程,提高了整个工艺流程的可控性,同时降低了热量消耗,降低了成本,一步碳热还原法和动态烧结相结合,改善了反应热力学和动力学的条件,使原料受热更均勻,气体产物排出更容易,从而使得到的磷酸亚铁锂产物颗粒小、均勻、电化学性能高,提高产物均勻性、稳定性和质量水平。
[0022] 2.烧结窑炉的烧结内膛炉筒在烧结过程中是封闭的且由倾角调节器驱动活动支架进行升降往复摆动,烧结内膛炉筒通过电机驱动进行旋转,物料一边旋转一边沿轴向来回小幅运动,方便烧结环境的控制和使材料受热更均勻,有利于原料的均勻反应以及气体产物的排出。
[0023] 3.通过调节器驱动活动支架可以形成较大倾角,结合较大的烧结内膛炉筒转速, 方便实现进料和出料操作,可通过控制系统实现自动化控制。
[0024] 4.烧结环境相对较稳定,对烧结环境的控制更方便。
[0025] 5.有利于得到颗粒细小、均勻的磷酸亚铁锂材料,烧结环境的稳定有利于产品批次间的稳定,有利于提高产品质量。
[0026] 6.简化了烧结过程,节省了布料作业,通过烧结内膛炉筒的周期性运动实现布料与混料的结合,简化了设备结构,提高了生产效率。
附图说明
[0027] 图1是本发明烧结装置的第一实施例的系统结构图。
[0028] 图2是本发明烧结装置的第二实施例的系统结构图。
具体实施方式[0029] 本发明的优选实施结合附图详述如下: 实施例一:
参见图1,本发明利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法采用“一步碳热还原法”和动态烧结相结合的方法,本发明烧结装置是关键设备。本发明烧结装置包括固定机架4,包括设置于固定机架4之上的供料装置、烧结窑炉5、出料阀门6和产品排出装置,还包括反应气氛控制执行装置,烧结窑炉5为双层结构壳体,内层为屏蔽式烧结内膛炉筒,外层为加热层,烧结内膛炉筒内设有输料装置,烧结内膛炉筒的一侧设有原料输入口,并与供料装置的出料口密封连接,烧结内膛炉筒的另一端设有产品输出口,并通过出料阀门6与产品排出装置的进料口密封连接,反应气氛控制执行装置通过管道与烧结内膛炉筒的腔室连通,产品排出装置外壁上设有尾气出口 9,固定机架4之上还设有活动支架12,供料装置、加热层、 出料阀门6和产品排出装置均固定于活动支架12上,活动支架12带动烧结内膛炉筒相对固定机架4做往复升降运动;烧结内膛炉筒的两端分别与活动支架12固定连接的两个重载支撑座15的上端活动枢接,烧结内膛炉筒通过电机13驱动做旋转运动。
[0030] 上述供料装置包括给料器1和储料器2,给料器1的出料口与烧结内膛炉筒的原料输入口动密封连接,储料器2位于给料器1的上方,储料器2的下方的出料口与给料器1上方的进料口密封固定连接;产品排出装置包括真空收料器8和出料仓10,真空收料器8的进料口通过出料阀门6与烧结内膛炉筒的产品输出口动密封连接,出料仓10位于真空收料器8的下方,出料仓10的上方的进料口与真空收料器8下方的出料口密封固定连接;反应气氛控制执行装置包括抽真空系统3和氮气瓶11,抽真空系统3通过其吸入口与给料器1 的腔室连通,氮气瓶11通过管道与给料器1的腔室连通。
[0031] 上述活动支架12通过倾角调节器14驱动,并由一个支点轴转动支撑而围绕该支点轴往复摆动。
[0032] 本发明将锂源、铁源、磷源及掺杂离子源材料按照LixFeyMzPO4(X=C). 95〜1. 05, y=0. 9〜1,z=l-y)和依反应物质量计算的生成物磷酸亚铁锂质量的2〜10%的碳源配料, 保证过量10%碳源配料,保证整个反应的还原气氛。先将除碳源外的材料放入湿法球磨机中以乙醇为介质球磨2〜4小时,加入碳源材料再球磨0. 5〜1小时,将球磨好的原料放入水热式低温真空干燥其中以50〜80°C干燥2〜4小时,干燥好的原料加入上述烧结装置的储料器2中,对储料器2、烧结内膛炉筒和给料器1抽真空,并开始加热,当真空度达到 3X10_2Pa〜7X10_2Pa时,关闭真空阀和真空泵,开始向烧结内膛炉筒内通氮气,当温度达到600〜750°C时,升高活动支架12的倾角至10〜20°,烧结内膛炉筒转速调至15〜30 转/min,保持出料阀门6关闭状态,开动给料器1往烧结内膛炉筒内给料,给料完毕后降低活动支架12的倾角到5°以下,烧结炉转速保持在5〜10转/min,烧结8〜16小时,烧结过程中使活动支架12倾角在-5°〜5°间摆动,频率2〜4次/小时;烧结完成后打开出料阀6,烧结完成的产品进入真空收料器8进行冷却后进入出料仓10,从出料仓10中出料, 再经过初碎,球磨,振动筛后检测包装。
[0033] 具体工艺如下:配料一湿法球磨一低温真空干燥一烧结一初碎一球磨一振动筛分 —检测包装。
[0034] 实施例二 :
本实施例与实施例一基本相同,特别之处如下:参见图2,出料阀门6和真空收料器8之间还设有一个水冷器7,水冷器7的空腔形成输料通道,输料通道的前端与出料阀门6相连通,输料通道的末端与收料器8相连通。
[0035] 以碳 酸锂(Li2CO3)、氧化铁(Fe2O3)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为主要原料,不用掺杂离子,以聚丙烯粉末为碳源,配料,碳源按生成每摩尔磷酸亚铁锂加31. 6g的量配料。将主要原料加入湿法球磨机中以乙醇为介质球磨2小时,加入聚丙烯粉末再磨半小时,取出备用。将磨好的原料放入水热式低温真空干燥器中以50°C干燥3小时,取出放入料斗备用。 将准备好的原料加入本发明烧结装置的储料器2中,对系统抽真空并开始加热,当真空达至lj6X10_2pa,温度达到650°C时,关闭真空阀和真空系统同时向炉内通入高纯氮气,然后开始往烧结内膛炉筒内加料,加料完毕关闭加料口,以5周/每分的转速转动烧结内膛炉筒, 保温12小时。升高活动支架12倾角、打开出料口阀门6、加快烧结内膛炉筒的转速,经水冷却器7冷却后,烧结完成的磷酸亚铁锂在真空收料器8中冷却后落入出料仓10中进一步冷却。出料完成后关闭出料阀门6,打开出料仓10出料。在用鄂式破碎机初破后球磨至200 目后,经振动筛分,测试包装。
[0036] 上述烧结内膛炉筒壁的内表面上设有突起物,突起物按照烧结内膛炉筒轴向延伸方向均勻有序分布。
[0037] 上述烧结内膛炉筒的炉壁材料为耐热合金,可采用耐热不锈钢或其它的耐热合
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Claims (10)

1. 一种利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:①将反应物锂源材料、铁源材料、磷源材料和掺杂元素M离子源材料按照摩尔比Li : Fe =P :M为(0. 95〜1. 05) :(0. 9〜1) :1: (0〜0. 1)的比例进行主反应物初始配料,向所述初始配料的主反应物中加入湿法球磨介质形成待磨混合料,所述湿法球磨介质为待磨固体介质总自然堆积体积0. 1〜5倍的分散剂,将所述待磨混合料放入湿法球磨机中球磨 2〜4小时,然后向湿法球磨机中加入还原剂,所述还原剂为碳源材料,所述碳源材料的加入量为其碳含量为依反应物质量计算的生成物磷酸亚铁锂质量的2〜10%,再次球磨0. 5〜 1小时,得到反应物均勻混合浆料;②将步骤①得到的反应物均勻混合浆料放入水热式低温真空干燥机中以50〜80°C低温干燥2〜4小时,得到反应物预烧料;③将步骤②得到的反应物预烧料进行动态连续烧结,采用一步固相碳热还原法制备磷酸亚铁锂,所述一步固相碳热还原法是通过一次烧结即可得到碳包覆的磷酸亚铁锂颗粒, 是将所述反应物预烧料置于保护气氛中,在600〜750°C温度区间内持续高温烧结8〜16 小时,制备磷酸亚铁锂烧结颗粒,所述动态连续烧结是在一步固相碳热还原法烧结过程中对所述反应物预烧料进行连续动态混合,对预烧料进行均勻搅拌;④将步骤③得到的磷酸亚铁锂烧结颗粒进行冷却;⑤将冷却后的所述磷酸亚铁锂烧结颗粒用颚式破碎机进行破碎,而后进行球磨,而后进行振动筛分后,检测包装。
2.根据权利要求1所述的利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法,其特征在于,所述步骤①中的所述反应物锂源材料为碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、硫酸锂、草酸锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或其任意比例的混合物,所述铁源材料为氧化铁、碳酸铁、氢氧化铁、氯化铁、 硫酸铁、草酸铁、醋酸铁和硝酸铁中的一种或其任意比例的混合物,所述磷源材料为磷酸铵、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或其任意比例的混合物,所述掺杂元素M离子源材料为含有金属镁离子Mg2+、铜离子Cu2+、锌离子加2+、钛离子Ti4+、铝离子Al3+、铬离子Cr3+、 锆离子&4+、铌离子Nb5+、钨离子W6+材料中的一种或其任意比例的混合物,所述碳源材料为聚丙烯、聚丙烯酰胺、葡萄糖粉末、蔗糖粉末、淀粉、石墨粉和炭黑的一种或其任意比例的混合物,步骤①中的所述分散剂为乙醇、丙醇、去离子水和蒸馏水的一种或其任意比例的混合物,步骤③中的所述保护气氛为氮气。
3.根据权利要求1或2所述的利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法,其特征在于,步骤①中的所述主反应物中不包括掺杂元素M离子源材料。
4. 一种实现权利要求1所述的利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法的烧结装置, 包括固定机架(4),包括设置于所述固定机架(4)之上的供料装置、烧结窑炉(5)、出料阀门 (6)和产品排出装置,还包括反应气氛控制执行装置,其特征在于,所述烧结窑炉(5)为双层结构壳体,内层为屏蔽式烧结内膛炉筒,外层为加热层,所述烧结内膛炉筒内设有输料装置,所述烧结内膛炉筒的一侧设有原料输入口,并与所述供料装置的出料口密封连接,所述烧结内膛炉筒的另一端设有产品输出口,并通过出料阀门(6)与产品排出装置的进料口密封连接,所述反应气氛控制执行装置通过管道与烧结内膛炉筒的腔室连通,所述产品排出装置外壁上设有尾气出口(9),其特征在于:所述固定机架(4)之上设有活动支架(12),所述供料装置、加热层、出料阀门(6)和产品排出装置均固定于所述活动支架(12)上,所述活动支架(12)带动所述烧结内膛炉筒相对所述固定机架(4)做往复升降运动;所述烧结内膛炉筒的两端分别与所述活动支架(12)固定连接的两个重载支撑座(15)的上端活动枢接, 所述烧结内膛炉筒通过电机(13)驱动做旋转运动。
5.根据权利要求4所述的烧结装置,其特征在于,所述供料装置包括给料器(1)和储料器(2),所述给料器(1)的出料口与所述烧结内膛炉筒的原料输入口动密封连接,所述储料器(2 )位于所述给料器(1)的上方,所述储料器(2 )的下方的出料口与所述给料器(1)上方的进料口密封固定连接;所述产品排出装置包括真空收料器(8)和出料仓(10),所述真空收料器(8)的进料口通过所述出料阀门(6)与所述烧结内膛炉筒的产品输出口动密封连接,所述出料仓(10)位于所述真空收料器(8)的下方,所述出料仓(10)的上方的进料口与所述真空收料器(8)下方的出料口密封固定连接;所述反应气氛控制执行装置包括抽真空系统(3)和氮气瓶(11),所述抽真空系统(3)通过其吸入口与所述给料器(1)的腔室连通, 所述氮气瓶(11)通过管道与所述给料器(1)的腔室连通。
6.根据权利要求4或5所述的烧结装置,其特征在于,所述活动支架(12)通过倾角调节器(14)驱动,并由一个支点轴转动支撑而围绕该支点轴往复摆动。
7.根据权利要求4或5所述的烧结装置,其特征在于,所述出料阀门(6)和所述真空收料器(8)之间还设有一个水冷器(7),所述水冷器(7)的空腔形成输料通道,所述输料通道的前端与所述出料阀门(6)相连通,所述输料通道的末端与所述收料器(8)相连通。
8.根据权利要求4或5所述的烧结装置,其特征在于,所述烧结内膛炉筒壁的内表面上设有突起物,所述突起物按照所述烧结内膛炉筒轴向延伸方向均勻有序分布。
9.根据权利要求8所述的烧结装置,其特征在于,在所述烧结内膛炉筒壁内表面设有沿其轴向分布的多列所述突起物,所述多列突起物将烧结内膛炉筒的内表面均分为多个区域,物料可在各区域内沿烧结内膛炉筒轴向滑动。
10.根据权利要求4或5所述的烧结装置,其特征在于,所述烧结内膛炉筒的炉壁材料为耐热合金。
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