CN107088655B - 一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉及其湿法生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉及其湿法生产工艺，镁粒、铝镁合金粒与抗氧化剂水溶液加入到湿式粉碎设备中进行湿法粉碎，然后对固液混合物进行湿式筛分或水力分级完成固液分离，干燥后即得钝化镁粉或者钝化铝镁合金粉。所得成品镁粉、铝镁合金粉的颗粒表面包覆钝化保护膜。本发明的粉末生产过程全部在抗氧化剂的水溶保护下进行，是一种安全系数高、设备简单、场所环境优良的生产方法。实现了钝化、粉碎、粒度分级一步完成。其成品钝化均匀、致密、稳定、防氧化性能优良。抗氧化剂溶液可以长期循环使用，无废水排放，是一种环境友好型的工艺方法。

Description

一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉及其湿法生产工艺
技术领域
本发明涉及一种钝化金属镁粉、钝化铝镁合金粉及其生产方法，尤其是采用湿法工艺生产的钝化镁粉、钝化铝镁合金粉的产品及其生产方法。
背景技术
铝、镁化学性质活泼，镁粉、铝镁合金粉由于比表面积大，其生产、储存、使用过程很容易缓慢地与空气中的氧气、氮气和水分发生反应，引起有效活性降低，影响使用效果，容易因反应放热而诱发各种安全隐患。
同时，现有干法生产镁粉、铝镁合金粉的工艺具有以下缺陷：1、生产过程需要惰性气体保护，对设备的密闭要求高，否则容易引起粉尘泄漏，甚至引发粉尘燃烧爆炸的安全事故；2、使用廉价的氮气保护效果不理想，而使用其它惰性气体成本高。
发明内容
为了解决上述弊端，本发明所要解决的技术问题是，提供一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉，生产过程安全，钝化均匀完全，有效提高储存和使用性能。本发明还提供了生产上述钝化镁粉、钝化铝镁合金粉的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉，其特征在于，所述镁粉、铝镁合金粉的颗粒表面包覆钝化保护膜。该钝化保护膜能有效地阻止水、氧气等氧化因子与膜内的镁粉、铝镁合金粉发生反应。
一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉的湿法生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、抗氧化剂水溶液配制，按重量将抗氧化剂植酸、硼酸、重铬酸钾、中的一种或多种配制成抗氧化剂总浓度为1％～30％的水溶液。以上抗氧化剂的水溶液具有溶解质均匀分布、抗氧化性能优良的优点，可以根据用户的需求，使用不同种类和比例的溶液生产不同用途的钝化镁粉、钝化铝镁合金粉，并且抗氧化剂的任意搭配均有很好的钝化效果。
步骤二、钝化，选自下述A、B两种方案之一：
A.经过破碎的镁粒、铝镁合金粒中的一种，与步骤一配制的抗氧化剂水溶液混合，加入到湿式粉碎设备中进行湿法粉碎，得固液混合物；对固液混合物进行湿式筛分或水力分级完成粒级分选，固液分离，干燥后即得钝化镁粉或者钝化铝镁合金粉。
B.经过破碎、粉碎的镁粉、铝镁合金粉中的一种，与步骤一配制的抗氧化剂水溶液混合，对固液混合物进行湿式筛分或水力分级完成粒级分选，固液分离，干燥后即得钝化镁粉或者钝化铝镁合金粉。
上述技术方案中，破碎如颚式破碎机或者铣削短切机组；湿法粉碎设备如球磨机、对辊式粉碎机(铝镁合金粒)，涡轮式粉碎机(镁粒)等；筛分设备如高频振动筛；水力分级设备如水力分级箱、水力分级机、水力旋流器等。采用上述设备进行湿法生产应注意采用防腐蚀措施或使用防腐蚀材料。所述固液分离可以采用离心、抽滤、压滤、沉淀等方式。
上述技术方案中，在粉碎、粒度分级的全过程中，利用抗氧化剂水溶液进行保护，成功实现了活泼金属粉末水溶液法生产的安全化。
优选地，所述步骤一中，抗氧化剂水溶液的抗氧化剂总浓度为5％～20％。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的粉末生产过程全部在抗氧化剂的水溶保护下进行，是一种安全系数高、设备简单、场所环境优良的生产方法。相对于传统金属粉末干法生产工艺，是一种重大的技术进步。
2.本发明实现了钝化、粉碎、粒度分级一步完成。
3.本方法生产的钝化镁粉、钝化铝镁合金粉钝化均匀、致密、稳定、防氧化性能优良，在多种行业，特别是在焊条、烟花等行业的生产工艺过程中，使用水介质作为粘结剂溶剂时，显示出其无可替代的抗氧化性能。
4.除了钝化保护膜的作用以外，未参与钝化保护膜形成的余量抗氧化剂干燥后附着于颗粒表面，对水、氧气等氧化因子与铝、镁的反应具有较强的抑制作用。
5.本发明的抗氧化剂溶液可以长期循环使用，无废水排放，是一种环境友好型的工艺方法。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明生产流程图。
具体实施方式
实施例1：钝化铝镁合金粉的湿法生产工艺，包括如下步骤：
步骤一、抗氧化剂水溶液配制，按重量将植酸、硼酸、重铬酸钾配制成抗氧化剂总浓度为5％的水溶液。该水溶液中含有植酸1％、硼酸2％、重铬酸钾2％，其余为水。
步骤二、经过破碎，活性总量为99.5％的铝镁合金颗粒任意等分为两份，一份作为实验组按本发明湿法工艺加工；另外一份作为对照组按传统干法工艺加工；
实验组：铝镁合金粒加入步骤一配制的总浓度为5％的抗氧化剂水溶液，进行湿法粉碎，得固液混合物；固液混合物进行筛分，分为100～200目(作为样品①)和200目以下(作为样品②)两组，抽滤(抽滤后样品①滤饼含液量为10％，样品②滤饼含液量为13％)，晾干即得成品，并分别检测其铝镁活性含量作为初始数据。
对照组：铝镁合金粒在氮气保护下进行研磨粉碎，筛分，同样分为100～200目(作为样品③)和200目以下(作为样品④)两组，并分别检测其铝镁活性含量(检测方法依照GB/T 4374镁粉和铝镁合金粉化学分析方法)。
将样品①和样品②、样品③、样品④在同一环境下(温度、湿度等一致)，裸露在空气中放置24小时、48小时和168小时后，分别检测其总活性含量。
检测结构见下表(1)。
分析：实验组成品与对照组比较：1.初始数据两者活性总量相当，但实验组成品本身的抗氧化剂含量分别为0.5％(样品①)和0.65％(样品②)，故而与对照组同粒径规格的样品相比较，实验组生产过程有效活性损失小；
2.后期使用存储过程中，实验组成品具有明显的优势。
实施例2：钝化镁粉的湿法生产工艺，包括如下步骤：
步骤一、抗氧化剂水溶液配制，按重量将硼酸、重铬酸钾配制成抗氧化剂总浓度为10％的水溶液。该水溶液中含有硼酸3％、重铬酸钾7％，其余为水。
步骤二、经过铣削短切法破碎，活性总量为99.7％的片状金属镁粒任意等分为两份，一份作为实验组按本发明湿法工艺加工；另外一份作为对照组按传统干法工艺加工；
实验组：片状金属镁粒加入步骤一配制的总浓度为10％的抗氧化剂水溶液，进行湿法粉碎至60目筛全通过，得固液混合物；固液混合物采用水力旋流器和水力分级箱进行分级，分为60～120目(作为样品①)和120目以下(作为样品②)两组，离心脱水过滤(滤后样品①滤饼含液量为8％，样品②含液量为11％)，晒干即得成品，并分别检测其镁活性含量作为初始数据。
对照组：片状金属镁粒进行干法研磨，粉碎，筛分，同样分为60～120目(作为样品③)和120目以下(作为样品④)两组，并分别检测其铝镁活性含量。
将样品①和样品②、样品③、样品④在同一环境下(温度、湿度等一致)，裸露在空气中放置24小时、48小时和168小时后，分别检测其总活性含量。
检测结构见下表(2)。
分析：实验组成品与对照组比较：1.实验组成品初始活性总量偏低，但实验组成品本身的抗氧化剂含量分别为0.8％(样品①)和1.1％(样品②)，故而与对照组同粒径规格的样品相比较，两者生产过程有效活性损失相差不大；
2.后期使用存储过程中，实验组成品具有明显的优势。
另外，镁粉使用在烟火药混合物中，由于镁粉容易与作为造粒溶剂的水反应，引起烟火药混合物温度升高，导致危险。为了验证该项指标，进行了下述实验。
按照下述重量比配制烟火药混合物：高氯酸钾70克、镁粉30克、水12克。其中镁粉分别采用上述样品①和样品②、样品③、样品④，其它组份无区别。相同环境条件下测试混合后烟火药混合物的温升，检测结构见下表(3)
分析：由上表(3)可以看出，本发明采用湿法工艺生产的钝化镁粉(样品①和样品②)用于烟火药中时，烟火药物遇水温升不大，能够在烟火药中安全使用；传统干法生产的镁粉(样品③、样品④)用于烟火药中时，烟火药物遇水温升很大，具有很大的危险性，不能在烟火药中使用。
实施例3～8，与实施例1或2的不同之处在于，在步骤一抗氧化剂水溶液配制中，所选择的抗氧化剂的种类、数量、配比以及抗氧化剂水溶液中抗氧化剂总含量不同，详见下表(4)。
上表各配方中，其余均为水。需要说明的是，本发明的抗氧化剂水溶液的配方并不局限于各实施例列举的内容。可以根据具体的需求(比如钝化程度、速度和活性含量的不同要求)，使用不同种类和比例的抗氧化剂水溶液，结合不同钝化温度和钝化时间，生产不同用途的钝化镁粉、钝化铝镁合金粉，并且各抗氧化剂的单独使用或任意搭配均有很好的钝化效果。
上述的实现方式仅是为了清楚的说明本发明的技术方案，而不能理解为对本发明做出任何限制。本发明在本技术领域具有公知的多种替代或者变形，在不脱离本发明实质意义的前提下，均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种钝化镁粉、钝化铝镁合金粉的湿法生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、抗氧化剂水溶液配制，按重量将抗氧化剂硼酸、重铬酸钾中的一种或两种配制成抗氧化剂总浓度为1％～30％的水溶液；
步骤二、钝化，选自下述A、B两种方案之一：
A.经过破碎的镁粒、铝镁合金粒中的一种，与步骤一配制的抗氧化剂水溶液混合，加入到湿式粉碎设备中进行湿法粉碎，得固液混合物；对固液混合物进行湿式筛分或水力分级完成粒级分选，固液分离，干燥后即得钝化镁粉或者钝化铝镁合金粉；
B.经过破碎、粉碎的镁粉、铝镁合金粉中的一种，与步骤一配制的抗氧化剂水溶液混合，对固液混合物进行湿式筛分或水力分级完成粒级分选，固液分离，干燥后即得钝化镁粉或者钝化铝镁合金粉。
2.如权利要求1所述的湿法生产工艺，其特征在于，所述步骤一中，抗氧化剂水溶液的抗氧化剂总浓度为5％～20％。
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