CN103831433A - 一种用高速旋转气流处理超细镍粉的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用高速旋转气流处理超细镍粉的装置及其方法，空气压缩机与储气罐的一端相连通，储气罐的另一端分别与气流粉碎机和反吹收集釜连接，送料机与气流粉碎机连接，气流粉碎机与反吹收集釜连接，反吹收集釜与引风机连接，引风机与尾气处理装置相连；处理方法的步骤为：（1）将空气通入空气压缩机，压缩为高压气流通入储气罐中备用；（2）将超细镍粉经送料机通入气流粉碎机，同时将高压气流通入气流粉碎机中，将粉体团聚体进行粉碎；（3）粉碎后的粉体进入反吹收集釜；（4）与粉体颗粒碰撞摩擦后的高压气流通过引风机排入尾气处理装置。有益效果是能够有效解决粉体的硬团聚问题，使超细镍粉具有良好的表面清洁度和分散性。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理超细镍粉的装置及其方法，具体是一种用高速旋转气流处理超细镍粉的装置及其方法，属于超细金属粉体处理技术领域。
背景技术
粉体材料是材料领域的一个重要分支，为了提高材料的各种性能，将组成材料的基本单元细微化一直是人们追求的目标。超细粉体及其致密化是材料领域的研究热点之一，与常规材料相比，超细粉体具有一系列优异的物理、化学及表面与界面性质。超细镍粉作为超细金属粉体的一种，具有尺寸小、表面能高、比表面积大等特点，此外还具有良好的导电性和磁性，故在许多方面都表现出比其它常规尺寸材料更好的优良特性，这些性质使其在冶金、电子、化工、航天及国防研究等领域表现出极广的应用前景，可用于导电浆料、二次电池、化学催化剂、磁记录材料、硬质合金和粉末冶金等诸多领域。但由于超细粉体颗粒的比表面积大，表面能高，制备和加工处理过程中极易产生团聚现象，导致超细粉体优越性不能充分发挥，因此，如何解决超细粉体的团聚问题成为研究的热点。
团聚体的种类按作用力的性质可分为软团聚和硬团聚。软团聚一般认为是由于粉体表面的原子、分子之间的静电力和库仑力所致，该种团聚可以通过一些化学的作用或施加机械能的方式来消除；硬团聚除了上述原因外，还包括液体桥力、固体桥力、化学键作用力以及氢键作用力等，因此硬团聚体在粉末的加工成型过程中其结构不易被破坏。目前常见的团聚体控制方法大多是控制和消除粉体的软团聚，但并不能有效地解决粉体硬团聚的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种处理超细镍粉的装置及其方法，能够有效解决粉体的硬团聚问题，使超细镍粉具有良好的表面清洁度和分散性。
为了实现上述目的，本发明提供一种处理超细镍粉的装置，包括空气压缩机、储气罐、送料机、气流粉碎机、反吹收集釜和引风机，空气压缩机与储气罐的一端相连通，储气罐的另一端分别与气流粉碎机和反吹收集釜连接，送料机与气流粉碎机连接，气流粉碎机与反吹收集釜连接，反吹收集釜与引风机连接，引风机与尾气处理装置相连。
进一步的，所述的空气压缩机为螺杆式空气压缩机，具有可靠性高、振动小、噪声低、操作方便、易损件少、运行效率高的优点。
一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，包括如下步骤：
（1）将空气通入空气压缩机，压缩为高压气流，然后通入储气罐中备用；
（2）将超细镍粉经送料机通入气流粉碎机，同时将储气罐中的高压气流通入气流粉碎机中，将粉体团聚体进行粉碎；
（3）粉碎后的粉体通过气流粉碎机的中心出口管进入反吹收集釜中；
（4）与粉体颗粒碰撞摩擦后的高压气流通过引风机排入尾气处理装置。
进一步的，所述的高压气流通入气流粉碎机的压力控制在0.5MPa-1.0MPa。
进一步的，所述的高压气流的相对湿度在15%以下。
进一步的，所述的超细镍粉为物理气相沉积法制备的超细镍粉，使用该方法制备的超细镍粉经高速旋转气流处理后的粉体的分散性好。
进一步的，所述的超细镍粉为经过干燥或热处理的干粉状态，保证分散更加均匀，避免粉体团聚。
本发明的有益效果是：用高速旋转气流处理超细金属镍粉，在气流粉碎机中高压气流与粉体颗粒之间相互冲击、碰撞、摩擦，经过反复的循环粉碎过程，能够将粉体进行充分分散，有效解决了粉体的硬团聚问题，使超细镍粉具有良好的表面清洁度和分散性。
附图说明
图1是本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
一种处理超细镍粉的装置，包括空气压缩机、储气罐、送料机、气流粉碎机、反吹收集釜和引风机，空气压缩机与储气罐的一端相连通，储气罐的另一端分别与气流粉碎机和反吹收集釜连接，送料机与气流粉碎机连接，气流粉碎机与反吹收集釜连接，反吹收集釜与引风机连接，引风机与尾气处理装置相连。
进一步的，空气压缩机为螺杆式空气压缩机，具有可靠性高、振动小、噪声低、操作方便、易损件少、运行效率高的优点。
如图1所示，一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，包括如下步骤：
（1）将空气通入空气压缩机，压缩为高压气流，然后通入储气罐中备用；
（2）将超细镍粉投入送料机中，经文丘里喷嘴引射入气流粉碎机的粉碎室，同时将储气罐中的高压气流通入气流粉碎机的气流分配室，气流分配室与粉碎室相通，气流在自身压力下通过粉碎喷嘴时产生高速气流，被粉碎的粉体在粉碎喷嘴喷射出高速的旋流带动下做循环运动，通过相互间及与机体间的相互冲击、碰撞、摩擦而粉碎；团聚体在离心力作用下甩向粉碎室周壁做循环粉碎；
（3）粉碎后的粉体通过气流粉碎机的中心出口管进入反吹收集釜中；
（4）与粉体颗粒碰撞摩擦后的高压气流通过引风机排入尾气处理装置。
进一步的，高压气流通入气流粉碎机的压力控制在0.5MPa-1.0MPa。
进一步的，高压气流的相对湿度在15%以下。
进一步的，超细镍粉为物理气相沉积法制备的超细镍粉，使用该方法制备的超细镍粉经高速旋转气流处理后的粉体的分散性好。
进一步的，超细镍粉为经过干燥或热处理的干粉状态，保证分散更加均匀，避免粉体团聚。
用物理气相沉积法（PVD）制备超细镍粉，然后用本发明的方法处理该超细镍粉，选取三个取样点分别取样测激光粒度分布，再与超细镍粉的实际粒径进行比较，具体数据如表1和表2所示。
表1 PVD法制备的超细镍粉的激光粒度分布
从表1中得出该粉体的激光粒度分布为：D10：0.137-0.155um，D50：0.328-0.358um，D90：0.663-0.712um，D99.9：1.927-2.126um；
超细镍粉实际粒径的数据比较难确定，可以通过实验得到比较接近的数值。具体步骤为：取50g用物理气相沉积法（PVD）制备的超细镍粉，加入1000ml无水乙醇，放于烧杯中，用超声波分散20分钟后，测激光粒度分布，所得数据如表2所示。
表2 超细镍粉实际粒径的激光粒度分布
将表1和表2的数据进行比较，发现用物理气相沉积法（PVD）制备的超细镍粉经高速旋转气流处理后测得的粒度分布与实际粒径分布较为接近，说明用物理气相沉积法（PVD）制备的超细镍粉经高速旋转气流处理后的粉体的分散性好，团聚较少，所以本发明优选处理PVD法制备的超细镍粉，但其他方法制备的超细镍粉同样适用于本方法，只是处理后的粉体的团聚较多。
将同一批次（500kg）干燥后的超细镍粉（300nm），按每份100kg取四份，分别用三种常规方法和高速旋转气流法进行处理；其中所述的三种常规方法分别为：
常规方法一：以去离子水作溶剂的喷雾干燥法，原理是将乳浊液利用喷雾器喷入干燥塔内进行雾化，进入塔内的雾滴与塔内热空气会合而进行干燥，雾滴中的水分受热空气的干燥作用在塔内蒸发从而形成干粉。
常规方法二：溶剂置换法，原理是利用表面张力小的有机溶剂置换颗粒表面吸附的水分，以降低颗粒聚结所产生的毛细管力。
常规方法三：以无水乙醇作溶剂的喷雾干燥法。
对各种方法处理后的粉体及未作任何处理的粉体分别取样测激光粒度分布，具体数据如表3所示。
表3 粉体的激光粒度分布
从表3中可以看出，未经处理的粉体的激光粒度分布数值大于三种常规方法和高速旋转气流法所得的数值，说明未经处理的粉体中所含的团聚体相对较多；高速旋转气流法处理后的粉体的激光粒度分布值最小，并且最接近于粉体的实际粒径，从而说明用该方法处理后粉体的团聚体更少，分散性更好。
Claims (7)
1.一种用高速旋转气流处理超细镍粉的装置，其特征在于，包括空气压缩机、储气罐、送料机、气流粉碎机、反吹收集釜和引风机，空气压缩机与储气罐的一端相连通，储气罐的另一端分别与气流粉碎机和反吹收集釜连接，送料机与气流粉碎机连接，气流粉碎机与反吹收集釜连接，反吹收集釜与引风机连接，引风机与尾气处理装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种用高速旋转气流处理超细镍粉的装置，其特征在于，所述的空气压缩机为螺杆式空气压缩机。
3.一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将空气通入空气压缩机，压缩为高压气流，然后通入储气罐中备用；
（2）将超细镍粉经送料机通入气流粉碎机，同时将储气罐中的高压气流通入气流粉碎机中，将粉体团聚体进行粉碎；
（3）粉碎后的粉体通过气流粉碎机的中心出口管进入反吹收集釜中；
（4）与粉体颗粒碰撞摩擦后的高压气流通过引风机排入尾气处理装置。
4.根据权利要求3所述的一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，其特征在于，所述的高压气流通入气流粉碎机的压力控制在0.5MPa-1.0MPa。
5.根据权利要求3所述的一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，其特征在于，所述的高压气流的相对湿度在15%以下。
6.根据权利要求3所述的一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，其特征在于，所述的超细镍粉为物理气相沉积法制备的超细镍粉。
7.根据权利要求3所述的一种用高速旋转气流处理超细镍粉的方法，其特征在于，所述的超细镍粉为经过干燥或热处理的干粉状态。
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