CN109663928A - 一种用于超细银粉生产的反应器 - Google Patents

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孙征
樊林海
朱俊杰
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    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
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Abstract

本发明公开了一种用于超细银粉生产的反应器，用于银粉湿法制备设备技术领域，包括反应器本体，所述反应器本体包括壳体和设置在壳体内的反应腔，所述反应腔一端设置有多个进料口，所述反应腔远离进料口的一端设置有1个出料口；所述进料口的数量与反应原料的种类数量一致；所述反应腔为从进料口到出料口曲线延伸的线性空间。本发明公开的一种用于超细银粉生产的反应器设置有多个便于反应原料分别进料的进料口，且通过曲线延伸的线性的反应腔完成反应原料的混合、反应，再通过出料口将反应产物排出。该反应器使反应原料在从进料口向出料口流动的过程中完成反应原料的混合和反应，无需搅拌，且反应原料混合均匀，得到的银粉粒径均匀。

Description

一种用于超细银粉生产的反应器
技术领域
本发明涉及银粉生产设备技术领域，具体涉及一种用于超细银粉生产的反应器。
背景技术
纳米银粉就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银粒径大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。用纳米银和精梳棉纤维制成的棉袜，具备很好的抗菌防臭的效果。
湿法还原生产银粉的过程中，要加入还原剂、保护剂及酸碱等多种反应原料。银粉的湿法还原过程，一般情况下都是在反应釜内进行反应，把还原剂添加到硝酸银溶液或者把硝酸银溶液添加到还原剂溶液中，无论是哪一种情况，随着另外一种溶液的添加，反应釜内各物料的浓度时刻在发生着变化，无法保证溶液浓度的恒定，也就无法保证整个还原过程的一致性，且在反应过程中，反应完成的银粉颗粒和反应产物均在反应釜内一起搅拌混合，导致银粉颗粒变化较大，粒径范围变宽。
发明内容
本发明针对现有技术，提供了一种用于超细银粉生产的反应器，设置有多个便于反应原料分别进料的进料口，且通过曲线延伸的线性的反应腔完成反应原料的混合、反应，再通过出料口将反应产物排出。该反应器使反应原料在从进料口向出料口流动的过程中完成反应原料的混合和反应，无需搅拌，且反应原料混合均匀，得到的银粉粒径均匀。
本发明通过下述技术方案实现：一种用于超细银粉生产的反应器，包括反应器本体，所述反应器本体包括壳体和设置在壳体内的反应腔，所述反应腔一端设置有多个进料口，所述反应腔远离进料口的一端设置有1个出料口；所述进料口的数量与反应原料的种类数量一致；所述反应腔为从进料口到出料口曲线延伸的线性空间。
所述进料口设置在反应腔的上方，所述出料口设置在反应腔的下方，进料口高于出料口，使反应腔中的反应原料在重力的作用下从进料口自发流向出料口。由于反应腔为曲线延伸的线性空间，在流动过程中，各反应原料不断的混合、反应，并生成超细银粉，生成的超细银粉也随之一起向出料口流动。
所述反应原料根据生产银粉的反应比例加入，使反应腔中每个位置的反应原料的比例均按照反应比例混合，使反应原料反应完全。
进一步地，反应器本体还包括设置在壳体与反应腔之间的调温腔，所述调温腔两端分别设置有进液口和出液口。
进一步地，所述反应腔为从进料口到出料口螺旋延伸的螺旋管。
进一步地，所述壳体为管状壳体，所述调温腔为螺旋管与管状壳体围成的腔体。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所提供的一种用于超细银粉生产的反应器设置有多个便于反应原料分别进料的进料口，且通过曲线延伸的线性的反应腔完成反应原料的混合、反应，再通过出料口将反应产物排出。该反应器使反应原料在从进料口向出料口流动的过程中完成反应原料的混合和反应，无需搅拌，且反应原料混合均匀，得到的银粉粒径均匀。
(2)本发明所提供的一种用于超细银粉生产的反应器在曲线延伸的反应管道内实现银粉的生成，能实现银粉生产的连续进行，无需停机排出反应产物。
(3)本发明所提供的一种用于超细银粉生产的反应器结构简单、占地面积小。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图；
图中：1—壳体，2—反应腔，21—进料口，22—出料口，3—调温腔，31—进液口，32—出液口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例中，采用银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液作为反应原料。
所述银氨络离子溶液的制备方法如下：按照硝酸银和去离子水的质量比为1:2的比例将硝酸银溶于去离子水中，溶解完全后得到硝酸银溶液，搅拌条件下加入与硝酸银溶液体积比为1:2的氨水，继续搅拌至溶液恒定为透明溶液不变，得到银氨络离子溶液。
所述分散剂水溶液通过以下方法配制而成：按照天然大分子水溶性胶体与去离子水的质量比为1:50的比例将天然大分子水溶性胶体加入去离子水中，搅拌溶解，配制成胶体溶液。
所述水合肼水溶液通过以下方法配制而成：在质量分数不低于80％的水合肼溶液中按照水合肼溶液与去离子水的质量比为11:50的比例加入去离子水，混合均匀后得到水合肼水溶液。
其银粉生产的化学反应式为：
AgNO3+2NH4OH＝Ag(NH3)2NO3+2H2O
2Ag(NH3)2NO3+2N2H4·H2O＝2Ag+N2+2NH4NO3+4NH3+2H2O
本实施例中所述蠕动泵的型号为创锐BT600M。
实施例1
如图1所示，一种用于超细银粉生产的反应器，包括反应器本体，所述反应器本体包括壳体 1和设置在壳体1内的反应腔2，所述反应腔2一端设置有多个进料口21，所述反应腔2远离进料口21的一端设置有1个出料口22；所述进料口21的数量与反应原料的种类数量一致；所述反应腔2为从进料口21到出料口22曲线延伸的线性空间。
所述反应腔2为呈S形依次向下曲线延伸的反应管道，所述反应管道采用钢化玻璃材料制备而成。
所述曲线流径的长度和径向的比例为800～1000:1。所述曲线流径的长度不宜过长，过长的曲线流径会使得反应原料已经反应完全后还需要流动较长距离才能从进料口21流出，造成浪费；过短的曲线流径会使得反应原料在曲线流径中停留的时间不够，反应原料反应不完全，造成反应原料浪费。反应过程中，要保证反应原料在反应腔中的停留时间不低于 15s，优选的，所述反应原料在反应腔中的停留时间为30～40s。
反应时，所述进料口21上分别连接多个进料管，然后通过进料管连接多个蠕动泵，通过蠕动泵控制每个进料口21泵入的反应原料的流量，使反应原料根据反应生产银粉的比例加入反应腔2中。反应原料进入反应腔2后，在反应管道中不断发生混合、反应，并在重力的作用下，反应原料、产物均向下流动至出料口22。所述出料口22设置有收集产物的收集桶，反应生成的产物经过出料口22进入收集桶中，进入反应后的清洗过滤或者其他步骤。
如以下具体实施例所示，所述反应器制备超细银粉通过以下步骤：
S1)将5000g硝酸银溶于10L水中，溶解完全后，搅拌条件下加入5L含量20-35％的氨水，此时会看到溶液先透明转为褐色，再由褐色逐渐转变为透明溶液，然后加入去离子水，将溶液稀释至15L，得到银氨络离子溶液，备用；
将1000g的天然大分子水溶性胶体加入50L去离子水中，搅拌溶解，配制成胶体溶液，得到分散剂水溶液，备用；
将2200g含量≥80％的水合肼溶液加入去离子水中，配置成10L溶液，得到水合肼水溶液，备用。
S2)将配制好的银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液分别通过蠕动泵从反应器的三个进料口21同时泵入反应器中，所述银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液分别通过第一进料口21、第二进料口21和第三进料口21加入反应器中，所述银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液加入反应器的流量比为3:10:2；反应原料沿着反应器的曲线流径向出料口22流动，并在曲线流径中发生混合、完成反应，生成银粉。
S3)出料口22排出的反应完成的物料进入设置在出料口22的卸料筒内，分别用去离子水、乙醇清洗数次，得到干净的超细银粉。
优选地，所述天然大分子水溶性胶体优选为旋光度在-19至-24或+27至+30范围内的水溶性胶体。优选地，所述天然大分子水溶性胶体为桃胶。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：所述反应腔2为从进料口21 到出料口22向下盘旋延伸的螺旋管道，所述反应原料从进料口21到出料口22螺旋向下流动。采用螺旋向下延伸的螺旋管道作为反应腔，使反应原料在反应腔中始终保持同样的倾斜角度向下流动，同时反应腔结构紧凑，占地空间更小。
本实施例中其他部分与1实施例基本相同，故不再一一赘述。
实施例3
本实施例是在实施例1或2的基础上进行改进，其改进之处在于：反应器本体还包括设置在壳体1与反应腔2之间的调温腔3，所述调温腔3两端分别设置有进液口31和出液口32。
所述壳体1的上下两端分别与反应管道靠近进料口21和出料口22的两端对应连接，使壳体1套设在反应管道的外侧面。所述调温腔3通过进液口31流入热水再从出液口 32流出的方式实现调整反应管道内的反应原料的温度，使反应原料在恒定的温度下完成反应。
所述进液口31位于调温腔3的下端，所述出液口32位于调温腔3的上端。
优选地，所述壳体1与反应管道密封连接，所述反应管道为设置在壳体1内的螺旋形或者S形玻璃管道，使热水可以充分的与反应管道接触，实现反应管道的恒温效果。
所述步骤S2)中，先在进液口31连接上进水管道、出液口32连接出水管道，然后通过进水管道向调温腔3中注入40～55℃热水至热水从出液口32流出，所述调温腔3中的热水始终保持40～55℃流动，使曲线流径形成恒温水浴；将配制好的银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液分别通过蠕动泵从反应器的三个进料口21同时泵入反应器中，所述银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液分别通过第一进料口、第二进料口和第三进料口加入反应器中，所述银氨络离子溶液、分散剂水溶液、水合肼水溶液加入反应器的流量比为3:10:2；反应原料沿着反应器的曲线流径向出料口22流动，在曲线流径中保持40～55℃条件下发生混合、完成反应，生成银粉。
本实施例中其他部分与实施例1或2基本相同，故不再一一赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于超细银粉生产的反应器，其特征在于：包括反应器本体，所述反应器本体包括壳体（1）和设置在壳体（1）内的反应腔（2），所述反应腔（2）一端设置有多个进料口（21），所述反应腔（2）远离进料口（21）的一端设置有1个出料口（22）；所述进料口（21）的数量与反应原料的种类数量一致；所述反应腔（2）为从进料口（21）到出料口（22）曲线延伸的线性空间。
2.根据权利要求1所述的一种用于超细银粉生产的反应器，其特征在于：反应器本体还包括设置在壳体（1）与反应腔（2）之间的调温腔（3），所述调温腔（3）两端分别设置有进液口（31）和出液口（32）。
3.根据权利要求1或2任一项所述的一种用于超细银粉生产的反应器，其特征在于：所述反应腔（2）为从进料口（21）到出料口（22）螺旋延伸的螺旋管。
4.根据权利要求3所述的一种用于超细银粉生产的反应器，其特征在于：所述壳体（1）为管状壳体（1），所述调温腔（3）为螺旋管与管状壳体（1）围成的腔体。
5.根据权利要求3所述的一种用于超细银粉生产的反应器，其特征在于：所述螺旋管的长度和径向的比例为800~1000:1。
6.根据权利要求3所述的一种用于超细银粉生产的反应器，其特征在于：所述螺旋管的螺距为螺旋管直径的1.3~1.8倍。
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