CN107162038B - 一种氧化亚铜粉末及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧化亚铜粉末及其制备方法。所述氧化亚铜粉末的制备方法包括：将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气和氮气混合气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生氧化反应，获得氧化亚铜粉末。本发明提供的氧化亚铜粉末的制备方法在利用雾化法制取氧化亚铜粉末时，通入氧气与氮气混合气体，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化亚铜粉末，同时又因为氧气不足，氧化亚铜不能继续与氧气反应得到氧化铜。本发明的制备步骤高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化亚铜粉末的生产方法；并且由本发明的制备方法所获氧化亚铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，物理性能优异，便于后期利用。

Description

一种氧化亚铜粉末及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化亚铜粉末的制备方法，尤其涉及一种氧化亚铜粉末及其制备方法，属于金属粉末技术领域。
背景技术
气雾化法是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较为广泛，生产规模仅次于还原法，可以制取铅、锡、铝、锌、铜、铁、镍等金属粉末，也可制取预合金粉末。
氧化亚铜是一种重要的无机化工原料，在涂料、玻璃、陶瓷、塑料、农业以及工业催化等领域有广泛用途。在我国，氧化亚铜的用量逐年增长，近年来对氧化亚铜的研究比较活跃。目前制备氧化亚铜的方法有很多，但是很少能够得到粒径均匀、性能稳定的氧化亚铜粉末。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氧化亚铜粉末及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种氧化亚铜粉末的制备方法，其包括：
将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气和氮气混合气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生氧化反应，获得氧化亚铜粉末。
作为优选方案之一，所述氧气和氮气混合气氛中氧气和氮气的体积比为45:55～50:50。
优选的，所述熔炼的温度为1100～1200℃，并保温20～30min。
作为优选方案之一，进行雾化处理时，所述氧气和氮气的压强为1～2.5MPa。
本发明实施例还提供了由前述方法制备的氧化亚铜粉末。
作为优选方案之一，所述氧化亚铜粉末为规则形状或不规则形状。
优选的，所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
优选的，所述氧化亚铜粉末的粒径小于60μm，优选为20～60μm。
其中优选的，所述氧化亚铜粉末中粒径在2～15μm的占比在10～15wt％，粒径在20～30μm的占比在15～20wt％，粒径在30～45μm的占比在25～30wt％。
与现有技术相比，本发明的优点至少在于：
本发明提供的氧化亚铜粉末的制备方法在利用雾化法制取氧化亚铜粉末时，通入氧气与氮气混合气体，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化亚铜粉末，同时又因为氧气不足，氧化亚铜不能继续与氧气反应得到氧化铜。本发明的制备步骤生产高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化亚铜粉末的生产方法，更具有竞争性；并且由本发明的制备方法所获氧化亚铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，物理性能优异，便于后期利用。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案之中的氧化亚铜粉末的扫描电镜图；
图2是本发明另一典型实施方案之中的氧化亚铜粉末的扫描电镜图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，主要是利用雾化法直接用液态铜充纯氧得到氧化亚铜粉末。
如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种氧化亚铜粉末的制备方法，其包括：
将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气和氮气混合气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生氧化反应，获得氧化亚铜粉末。
作为优选方案之一，所述氧气和氮气混合气氛中氧气和氮气的体积比为45:55～50:50，尤其优选为50:50。若在生产过程中，混合气体中的氮气比例过低会导致有一部分的氧化亚铜粉末会继续与多余的氧气反应生成氧化铜粉末，导致得到的氧化亚铜粉末不纯。若在生产过程中，混合气体中的氮气比例过高会导致有部分铜水不能和氧气反应，生成的粉末中会有一部分的铜粉。
作为优选方案之一，所述熔炼的温度为1100～1200℃，并保温20～30min。
作为优选方案之一，进行雾化处理时，所述氧气的压强为1～2.5MPa。
作为优选方案之一，所述雾化处理采用的雾滴粒径为15～53μm。
优选的，所述氧化亚铜粉末为规则形状或不规则形状。
进一步的，所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
优选的，所述氧化亚铜粉末的粒径小于45μm，优选为2～30μm。
其中优选的，所述氧化亚铜粉末中粒径在2～15μm的占比在10～15wt％，粒径在20～30μm的占比在15～20wt％，粒径在30～45μm的占比在25～30wt％。
其中，在一些更为典型的实施例中，所述制备方法具体包括：
(1)将纯铜置于气雾化制粉设备中，升温至1100～1200℃使铜熔炼至熔融状态，并保温20～30min；
(2)向气雾化制粉设备中通入体积比为45:55～50:50的氧气和氮气，在压强为1～2.5MPa的氧气和氮气混合气氛中对熔融状态的铜进行雾化处理，使铜与氧气发生氧化反应，获得氧化亚铜粉末，从集粉罐收集粉末即可。
本发明实施例的另一个方面提供的由前述方法制备的氧化亚铜粉末。
优选的，所述氧化亚铜粉末为规则形状或不规则形状。
进一步的，所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
优选的，所述氧化亚铜粉末的粒径小于45μm，优选为2～30μm。
其中优选的，所述氧化亚铜粉末中粒径在2～15μm的占比在10～15wt％，粒径在20～30μm的占比在15～20wt％，粒径在30～45μm的占比在25～30wt％。
综上所述，藉由本发明的上述技术方案，本发明提供的氧化亚铜粉末的制备方法在利用雾化法制取氧化亚铜粉末时，通入氧气与氮气混合气体，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化亚铜粉末，同时又因为氧气不足，氧化亚铜不能继续与氧气反应得到氧化铜。本发明的制备方法生产高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化亚铜粉末的生产方法，更具有竞争性；并且由本发明的制备方法所获氧化亚铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，物理性能优异，便于后期利用。
以下通过若干实施例进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
本实施例的制备氧化亚铜粉末的方法包括以下步骤：
A.将纯铜原料放入气雾化制粉设备中，首先将纯铜加热保温，然后于1100℃熔炼至熔融态，雾化制粉设备是可通过市购等途径获取，此处不做过多详细说明。
B.对熔融态的纯铜材料进行雾化，通入氧气与氮气混合气体，氧气与氮气的体积比为45:55，气体压强为1MPa，制得氧化亚铜粉末，其扫描电镜图可参阅图2，其粒径为35～45微米。
实施例2
本实施例的制备氧化亚铜粉末的方法包括以下步骤：
A.将纯铜原料放入气雾化制粉设备中，首先将纯铜加热保温，然后于1200℃熔炼至熔融态，雾化制粉设备是可通过市购等途径获取，此处不做过多详细说明。
B.对熔融态的纯铜材料进行雾化，通入氧气与氮气混合气体，氧气与氮气的体积比为48:52，气体压强为1.5MPa，制得氧化亚铜粉末，其扫描电镜图可参阅图2，其粒径为20～30微米。
实施例3
本实施例的制备氧化亚铜粉末的方法包括以下步骤：
A.将纯铜原料放入气雾化制粉设备中，首先将纯铜加热保温，然后于1150℃熔炼至熔融态，雾化制粉设备是可通过市购等途径获取，此处不做过多详细说明。
B.对熔融态的纯铜材料进行雾化，通入氧气与氮气混合气体，氧气与氮气的体积比为50:50，气体压强为2.5MPa，制得氧化亚铜粉末，其扫描电镜图可参阅图1，其粒径为2～15微米。
对照例1
本对照例采用干法来制备氧化亚铜粉末，具体步骤为：铜粉经过去除杂质后与氧化铜混合，加热煅烧成氧化亚铜粉末，取出去除杂质后，粉碎得到粉末。此法所得氧化亚铜粉末制取相对繁琐。
对照例2
本对照例采用葡萄糖还原法来制备氧化亚铜粉末，具体步骤为：将硫酸铜溶液与葡萄糖混合加入氢氧化钠反应，得到氧化亚铜，过滤烘干后粉碎得到氧化亚铜粉末。此法所得粉末颗粒不均匀，制取较复杂，对环境有一定影响。
对照例3
本对照例采用电解法来制备氧化亚铜粉末，具体步骤为：在电解槽中，用铜做阳极，在含正二价铜离子的溶液中电解，得到氧化亚铜，粉碎后得到氧化亚铜粉末，此法操作简单，但是颗粒不均匀，影响后续使用，制取繁琐。
对照例4
本对照例在生产过程中，混合气体中的氮气比例过低，导致有一部分的氧化亚铜粉末继续与多余的氧气反应生成氧化铜粉末，导致得到的氧化亚铜粉末不纯。
对照例5
本对照例在生产过程中，混合气体中的氮气比例过高，导致有部分铜水不能和氧气反应，生成的粉末中有一部分的铜粉。
通过实施例1-3，可以发现，藉由本发明的上述技术方案，在利用雾化法制取氧化亚铜粉末时，通入氧气与氮气混合气体，使纯铜与氧气在雾化过程中高温氧化，制得氧化亚铜粉末，同时又因为氧气不足，氧化亚铜不能继续与氧气反应得到氧化铜。本发明的制备步骤高效方便快捷，节约了生产步骤，拓宽了氧化亚铜粉末的生产方法；并且由本发明的制备方法所获氧化亚铜粉末粒径相对比较集中，分布均匀，物理性能优异，便于后期利用。
此外，本案发明人还参照实施例1-实施例3的方式，以本说明书中列出的其它条件进行了试验，并同样制得了粒径分布均匀、性能优异的氧化亚铜粉末。
应当理解，以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种氧化亚铜粉末的制备方法，其特征在于包括：
将纯铜熔炼至熔融状态，并在氧气和氮气混合气氛中对熔融状态的铜直接进行雾化处理，使铜与氧气发生氧化反应，获得氧化亚铜粉末，所述氧化亚铜粉末的粒径小于45µm；
其中，所述氧气和氮气混合气氛中氧气和氮气的体积比为45:55～50:50，所述熔炼的温度为1100~1200℃，并保温20～30min，进行雾化处理时，所述氧气和氮气的压强为1~2.5MPa，所述雾化处理采用的雾滴粒径为15~53µm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧化亚铜粉末为规则形状或不规则形状。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述规则形状包括圆形和/或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧化亚铜粉末的粒径为2~30µm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧化亚铜粉末中粒径在2~15µm的占比在10~15wt%，粒径在20~30µm的占比在15~20wt%，粒径在30~45µm的占比在25~30wt%。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于具体包括：
（1）将纯铜置于气雾化制粉设备中，升温至1100~1200℃使铜熔炼至熔融状态，并保温20～30min；
（2）向气雾化制粉设备中通入体积比为45:55～50:50的氧气和氮气，在压强为1~2.5MPa的氧气和氮气混合气氛中对熔融状态的铜进行雾化处理，使铜与氧气发生氧化反应，获得氧化亚铜粉末。
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