CN104310473B - 纳米级三氧化二锑制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纳米级三氧化二锑制备装置,包括锑白炉和反应器,其特征在于:所述的锑白炉内膛设有连通的前膛、中膛和后膛,所述前膛顶部位置设有旋转鼓风机;中膛处设有底部吹风管和顶部吹风管,所述底部的吹风管伸入锑液中;所述后膛顶部连接有反应器,所述反应器顶部设有结晶器,所述结晶器为双层结晶器。
Description
技术领域
本发明涉及三氧化二锑的设备方法,特别是涉及一种纳米级三氧化二锑制备装置。
背景技术
纳米级三氧化二锑制备是化工生产中的重要原料,其作为化学反映时的阻燃剂,要求该三氧化二锑不仅要有较高的纯度,而且不含有高价的四氧化锑,并且还要求具有较高的阻燃效果。
现有的三氧化二锑设备中,披露了一些制备三氧化二锑的装置,
近年来一些公开文献报道了制备三氧化二锑的方法,例如:
1、中国专利,申请号:CN201210097320.4,申请日:2012.04.05名称:催化剂级三氧化二锑制备装置,摘要:该发明公开一种催化剂级三氧化二锑制备装置,包括锑白炉和反应器,其特征在于:所述的锑白炉内膛设有连通的前膛和后膛,前膛和后膛分别设有吹风管,所述吹风管一端穿过锑白炉壁伸入膛内,另一端设置在锑白炉外部;所述后膛顶部连接有反应器,所述反应器顶部设有结晶器。本发明结构简单,制作成本低,使用本发明制备三氧化二锑只需要压缩空气即可,不需采用纯氧,该发明虽然公开了一种催化剂级三氧化二锑制备装置,但是随着科技进步,其生产出的三氧化二锑纯度还是达不到市场进步的需求。
2、中国专利,申请号:CN200910114079申请日:2009.05.19名称:一种生产催化剂级氧化锑的方法及其专用锑白炉,专用锑白炉的炉膛前后两侧通过炉体斜向固定安装有多根鼓风管;在炉体左侧旁的炉顶上固定设置有反应器;该发明需要外加昂贵的热源或纯氧,生产的成本高,产能低,设备复杂,生产过程容易损耗,设备维护周期短。
这就需要一种制作成本低,不需要外接热源和纯氧的三氧化二锑设备,并且能够生产出纯度更高的三氧化二锑设备,以解决上述的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米级三氧化二锑制备装置,达到提升产品纯度,增加产品阻燃效果的目的。
本发明的方案是通过这样实现的:一种纳米级三氧化二锑制备装置,包括锑白炉和反应器,所述的锑白炉内膛设有连通的前膛、中膛和后膛,所述前膛顶部位置设有旋转鼓风机;中膛处设有底部吹风管和顶部吹风管,所述底部的吹风管伸入锑液中;所述后膛顶部连接有反应器,所述反应器顶部设有结晶器,所述结晶器为双层结晶器。
本发明的工作原理如下:通过设置前膛、中膛和后膛三个反应区域,使得前膛在接受旋转鼓风机鼓风时,表面产生略微的涟漪,随后经过中膛的底部吹风管将风吹入锑液中,使得金属锑内部翻滚,与氧气得到充分反应,而顶部吹风管可以时的锑液表面得到最大化的挥发。最后在反应器顶部设有结晶器进行结晶即可。
以上所述旋转鼓风机通过旋转件安装在前膛顶部,旋转鼓风机外表面为圆柱状,鼓风孔依据旋转线分布在旋转鼓风机外表面上。该旋转鼓风机可以通过旋转的方式旋转,而鼓风孔随着旋转鼓风机转动,使得前膛中的锑液表面产生涟漪和波动,从而增加了氧化过程。
以上所述所述的锑白炉底部设有连接锑白炉前膛和后膛通风管道,通风管作为辅助设备,当锑液量较大时,二款开启该通风设备增加氧化量,而封闭循环的通风管可以避免液体外泄。
以上所述后膛侧部还设有鼓风腔管。
所述的双层结晶器包括下层的环状通风罐,以及上层的旋转结晶罐,旋转结晶罐外部呈现中间凹陷的圆柱形;所述旋转结晶罐中部位置设有环状冷却管道,环状冷却管道两端设有吹风口;在旋转结晶罐内部还设有结晶挡片;下层的环状通风罐可以对锑蒸汽进行预降温,锑蒸汽经过结晶罐中部位置的环状冷却管道时,温度骤降,并在结晶挡片中结晶,消除结晶死角,并完全骤冷结晶成高纯、纳米级用三氧化二锑。
以上所述旋转鼓风机鼓风量为50~210m3/h。
以上所述底部的吹风管的吹风量为压力0.3~0.5MPa,流量为90~260m3/h。
本发明具有如下有益效果:
1.采用本发明收集到的纳米级三氧化二锑纯度高,颗粒细度高,、主成分Sb2O3>99.83%、As2O3/%≤0.04、EG透过率>99%、Se/%≤0.003、b值低于0.97,PbO/%≤0.04;超出了目前市场上纳米级三氧化二锑的平均水平。
2.本发明结构简单,采用三腔体的方式,实现三氧化二锑生产,结构简单方便使用。
3.本发明可以采用空气或氧气进行鼓风。
4.本发明中,采用双层的结晶器,收集率高,收集效果好。
附图说明
图1是本发明纳米级三氧化二锑制备装置的结构示意图;
图2是本发明中,环状冷却管道13的结构示意图;
图中零部件名称及序号:
锑白炉1、前膛2、中膛3、后膛4、旋转鼓风机5、顶部吹风管6、底部吹风管7、通风管道8、鼓风腔管9、反应器10、结晶器11、环状通风罐12、环状冷却管道13、结晶挡片14、旋转结晶罐15、金属锑液a。
具体实施方式
以下结实施例描述本发纳米级三氧化二锑制备装置:
实施例1:
如图1-2所示,该发明纳米级三氧化二锑制备装置,包括锑白炉1和结晶器11,锑白炉1内设有连通的前膛2、中膛3和后膛4,前膛2顶部位置,金属锑液a上部位置设有旋转鼓风机5,旋转鼓风机5通过旋转件,例如旋转杆等,安装在前膛2顶部,旋转鼓风机5外表面为圆柱状,鼓风孔依据旋转线分布在旋转鼓风机外表面上,其风源和动力来自抽风机(图中未标出)。
中膛3处设有底部吹风管7和顶部吹风管6,底部的吹风管6伸入金属锑液a,顶部吹风管6穿过锑白炉1伸入到金属锑液a表面,
所述后膛4顶部连接有反应器10,反应器10顶部设有结晶器11。后膛4侧部还设有鼓风腔管9,鼓风腔管9作用在于当金属锑液a低于鼓风腔管9安装位置时,可以开启鼓风腔管9加快金属锑液a的挥发。
锑白炉1底部设有连接锑白炉1前膛2和后膛4通风管道8,当金属锑液a液位高于整体液位50%已上时,可以开启该通风管道8。本实施例中,结晶器11所述结晶器为双层结晶器,双层结晶器包括下层的环状通风罐12,以及上层的旋转结晶罐15,旋转结晶罐15外部呈现中间凹陷的圆柱形;旋转结晶罐15中部位置设有环状冷却管道13,环状冷却管道13两端设有吹风口;在旋转结晶罐内部还设有结晶挡片14,另外要说明的是,呈现中间凹陷的圆柱形的旋转结晶罐15,可以使得锑气结晶时,更为的聚拢,便于收集。
本实施例中,旋转鼓风机鼓风量5为503/h,底部的吹风管7的吹风量0.3MPa,流量为90m3/h。
实施例2:
本实施例中,旋转鼓风机鼓风量5为2103/h,底部的吹风管7的吹风量0.5MPa,流量为260m3/h,其余工作原理与实施例1相同。
应用例1:
以400g金属锑为原料,其化学成分为:Sb99.44%、AS0.02%、Pb0.21%、Fe0.011%,其他元素0.00021%。将锑白炉1炉温升至1100℃,向锑白炉1的前膛2内投入金属锑,使之融化,启动前膛2的旋转鼓风机5,使得旋转鼓风机5开始鼓风,再分别向顶部吹风管6和底部吹风管7鼓入空气,使锑氧化挥发,形成三氧化二锑炉气;随后将炉温升高至1300℃后,再将三氧化二锑炉气导入反应器10,当液面低于鼓风腔管9高度时,开启鼓风腔管9进行吹气。最后将高温氧化锑炉气导入结晶器11,通过环状通风罐12进行自然冷却,随后经过环状冷却管道13使得其锑蒸汽结晶在结晶挡片14中,最后收集得到的三氧化二锑质量为470克。
检测得到化学成分:主成分Sb2O3>99.83%、As2O3/%≤0.04、EG透过率>99%、Se/%≤0.003、b值低于0.97,PbO/%≤0.04
应用例2:
以30公斤金属锑为原料,其化学成分为:Sb99.71%、AS0.067%、Pb0.13%、Fe0.010%,将锑白炉1炉温升至1100℃,向锑白炉1的前膛2内投入金属锑,使之融化,启动前膛2的旋转鼓风机5,使得旋转鼓风机5开始鼓风,再分别向顶部吹风管6和底部吹风管7鼓入空气,使锑氧化挥发,形成三氧化二锑炉气;随后将炉温升高至1300℃后,再将三氧化二锑炉气导入反应器10,当液面低于鼓风腔管9高度时,开启鼓风腔管9进行吹气。最后将高温氧化锑炉气导入结晶器11,后将高温氧化锑炉气导入结晶器11,通过环状通风罐12进行自然冷却,随后经过环状冷却管道13使得其锑蒸汽结晶在结晶挡片14中,最后收集得到的三氧化二锑质量为36.8公斤。
其检测结果如下:
主成分Sb2O3>99.73%、As2O3/%≤0.05、EG透过率>98.1%、Se/%≤0.002、b值低于0.96,PbO/%≤0.03。
Claims (6)
1.一种纳米级三氧化二锑制备装置,包括锑白炉和反应器,其特征在于:所述的锑白炉内膛设有连通的前膛、中膛和后膛,所述前膛顶部位置设有旋转鼓风机;
中膛处设有底部吹风管和顶部吹风管,所述底部的吹风管伸入锑液中;所述后膛顶部连接有反应器,所述反应器顶部设有结晶器,所述结晶器为双层结晶器。
所述旋转鼓风机通过旋转件安装在前膛顶部,旋转鼓风机外表面为圆柱状,鼓风孔依据旋转线分布在旋转鼓风机外表面上。
2.根据权利要求1所述的纳米级三氧化二锑制备装置,其特征在于:所述的锑白炉底部设有连接锑白炉前膛和后膛通风管道。
3.根据权利要求1所述的聚酯三氧化二锑制备装置,其特征在于:所述后膛侧部还设有鼓风腔管。
4.根据权利要求1所述的纳米级三氧化二锑制备装置,其特征在于:所述的双层结晶器包括下层的环状通风罐,以及上层的旋转结晶罐,旋转结晶罐外部呈现中间凹陷的圆柱形;所述旋转结晶罐中部位置设有环状冷却管道,环状冷却管道两端设有吹风口;在旋转结晶罐内部还设有结晶挡片。
5.根据权利要求1所述的纳米级三氧化二锑制备装置,其特征在于:所述旋转鼓风机鼓风量为50~210m3/h。
6.根据权利要求1所述的纳米级三氧化二锑制备装置,其特征在于:所述底部的吹风管的吹风量为压力0.3~0.5MPa,流量为90~260m3/h。
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