CN114560493B - 一种金属氧化物粉末生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料制备领域，公开了一种金属氧化物粉末生产系统，包括进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置和物料收集装置；所述金属氧化物粉末生产装置用于接收进料装置的金属物料、并将所述金属物料氧化成金属氧化物粉末，所述除尘装置设置抽风管道、并通过抽风管道将金属氧化物粉末吸附至除尘装置内，所述除尘装置收集的物料经传送装置传送至物料收集装置；所述生产系统还包括加热抽风管道的第二加热装置。该生产系统结构连接关系简单，操作便捷，自动化程度高，可降低劳动人员工作强度，且实现了金属氧化物粉末产品的粒度以及松比的可控性。

Description

一种金属氧化物粉末生产系统

技术领域

本发明属于材料制备领域，特别涉及一种金属氧化物粉末生产系统。

背景技术

目前金属氧化物粉末的生产工艺过程中，尤其针对氧化镉金属粉末，主要存在以下问题：

（1）金属氧化物粉末产品的粒度以及松比无法控制，目前主要通过机械研磨挤压调整粒度与松比，但是机械研磨挤压的过程容易造成二次污染，对自然环境造成无法逆转的破坏；

（2）设备自动化程度低，生产过程中的原料投料以及产物收集需要搬运等操作均需人工手动完成，使得人员劳动强度大，危险系数高，人员需求量大，生产过程中会产生大量粉尘，人员安全得不到保证；

（3）现有技术采用设备复杂，操作难度大，员工与操作时间长，排放物处理不当容易造成二次污染。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属氧化物粉末生产系统，该生产系统结构连接关系简单，操作便捷，可降低劳动人员工作强度，且实现了金属氧化物粉末产品的粒度以及松比的可控性。

为实现本发明目的，具体技术方案如下：

一种金属氧化物粉末生产系统，所述生产系统包括进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置和物料收集装置；

所述金属氧化物粉末生产装置用于接收进料装置的金属物料、并将所述金属物料氧化成金属氧化物粉末，所述除尘装置设置抽风管道、并通过抽风管道将金属氧化物粉末吸附至除尘装置内，所述除尘装置收集的物料经传送装置传送至物料收集装置；

所述生产系统还包括加热抽风管道的第二加热装置。

进一步的，所述第二加热装置包括第二风机、空气加热装置、加热送风管和风柜，所述空气加热装置对加热送风管内的空气进行加热，加热送风管的出风口和抽风管道的抽风口均位于风柜内，所述第二风机通过加热送风管与抽风管道连通。

进一步的，所述空气加热装置为设置在加热送风管上的空气加热器。

进一步的，所述除尘装置的出风口设置尾气风管，所述空气加热装置为设置在加热送风管上的空气换热器，所述尾气风管连接空气换热器、与加热送风管内的空气进行换热。

进一步的，所述第二加热装置还包括设置在加热送风管上的空气过滤箱。

进一步的，所述第二加热装置为套设在抽风管道外壁的加热套。

金属氧化物粉末尤其是氧化镉粉末在形成的过程中对空气温度比较敏感，高温自燃的金属粉蒸气与不同温度的空气接触，可控制氧化金属生成过程中结晶速度，从而生产不同粒度松比的金属氧化物粉末，因此，本发明创造性地通过设置第二加热装置加热抽风管道内空气使其保持适宜的管内温度，保证氧化金属在工艺要求的温度下形成不同粒度松比的金属氧化物粉末。

进一步地，所述金属氧化物粉末生产装置包括熔料炉和第一加热装置，所述熔料炉包括炉体、出料开口和依次与出料开口连通的沸腾管、燃烧嘴，所述第一加热装置用于加热所述沸腾管，所述燃烧嘴与外界空气连通、且通过抽风管道与所述除尘装置连通。

进一步优选所述出料开口设置在底部。

进一步优选所述第一加热装置为高频炉，高频炉可快速升温使得金属熔液蒸发沸腾形成高温蒸气，内部气压升高时高温蒸气喷出与空气接触后自燃。

进一步优选所述沸腾管出口向上倾斜设置，其倾斜角度为30~60度，金属熔化后自动流入沸腾管，使沸腾管与熔料炉内的金属熔体水平面平衡，高频炉包裹在沸腾管外部，优选所述包裹的位置为沸腾管内熔液的水平面中间，使加热的金属熔液有足够的空间形成高温蒸气。

进一步优选所述燃烧嘴的内径沿物料流动方向逐渐缩小，从而使处于蒸发沸腾状态的金属熔液从燃烧嘴喷出，接触空气急剧氧化生成金属氧化物粉体材料；将燃烧嘴设计成逐步缩小的拉拔口，形成轻微憋压结构，熔液沸腾时，能顺利喷出，高温蒸气与空气接触时迅速自燃，使产品充分氧化，形成所需的金属氧化物。

进一步优选所述燃烧嘴的出口呈90°方向向上设置，因为燃烧嘴的出口是高温蒸气喷出与空气接触自燃，倾斜不能很好地将高温蒸气自燃后的氧化物粉末吸入抽风管道收集，考虑到喷发距离及收集粉尘的方向，倾斜不利于收集，且倾斜容易将物料喷射粘在风柜及工艺风管上，故将燃烧嘴竖直设置。

进一步优选所述抽风管道的管口设置在燃烧嘴出口正上方，所述抽风管道的管口和燃烧嘴出口之间留有间隙，作为喷出金属熔体的氧化空间，氧化生成的粉体材料由抽风管道吸收至除尘装置内，同时，燃烧口上容易产生结块，预留间隙方便清理。

进一步优选所述燃烧嘴的出口正下方设置废料接收容器，用于接收未被吸收的下落结块和粉体材料。

进一步的，所述除尘装置包括第一风机和串联的多个除尘器，除尘器的物料出口通过传送装置连接物料收集装置；优选所述物料氧化装置与除尘装置管道连通，该管道上设置与控制单元电连接的温湿度风压风速测试仪。

进一步的，所述生产系统还包括冷却装置和恒温装置，其中：

所述传送装置包括第一传送段、接收第一传送段物料的第二传送段，所述冷却装置被设置为用于冷却第一传送段上的物料，所述恒温装置被设置为使第二传送段上的物料保持恒温，所述第一传送段与除尘装置的出料口连接，所述第二传送段与物料收集装置的进料口连接；

进一步优选地，所述冷却装置包括套设于第一传送段的冷却水循环夹套、与冷却水循环夹套连通的冷却水循环系统；

进一步优选地，所述恒温装置包括套设于第二传送段的恒温水循环夹套、与恒温水循环夹套连通的恒温水循环系统。

本发明的金属氧化物粉末生产系统在物料收集之前，先经过传送装置进行传送，在传送装置创造性地设置两段传送，分别为冷却的第一传送段和恒温的第二传送段。除尘装置出来的金属氧化物粉尘温度较高，对松比（颗粒大小）会有直接的影响，而且氧化物会结块。经第一传送段快速冷却至适当温度后，使得粉末物料会更容易打散，便于后续工序的进行，且可通过温度控制松比；经第二传送段保持恒温进入均质机，保证均质时松比（颗粒大小），从而达到工艺部需要的要求。

进一步优选所述传送装置包括与除尘器连接的水平螺杆输送机和与均质机连接的第二传送装置，水平螺杆输送机将除尘装置的物料输送至第二传送装置，再经由第二传送装置输送至均质机。

进一步地，所述第二传送装置为螺旋提升机；通过螺旋提升机的卸料口挤压调节物料的松比，将高温产品逐步冷却方便后续的工序操作，在螺旋提升机的卸料口设有可调节大小的卸料阀，通过调节卸料口的大小来调节物料在螺旋提升机内的挤压力，使之达到工艺要求的松比（颗粒大小）要求。

进一步的，所述物料收集装置包括均质机、振动筛和收集箱；优选所述均质机设置称重模块，用于称量均质机内物料的重量。

进一步的，所述金属氧化物粉末生产系统还包括控制单元，所述进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置、物料收集装置均与控制单元电连接。

本发明金属氧化物粉末生产系统尤其适用于氧化镉粉末的生产。

相对现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的金属氧化物粉末生产系统自动生产氧化金属粉末，整个生产过程可通过控制单元进行实时观察以及操作，自动化程度高，操作便捷，降低了人员的劳动强度，减少了环境污染风险和产品污染风险，进行合理化的氧化金属粉末收集，节约了生产成本，提高了生产安全系数和产品品质，操作容易且灵活性高，生产效率高，能够按工艺要求调节生产出来的氧化金属粉末的粒度和松比。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1中金属氧化物粉末生产系统结构示意图。

图2为本发明实施例1中金属氧化物粉末生产装置结构示意图。

其中：1—板链输送机；2—熔料炉；21—沸腾管；22—燃烧嘴；23—废料接收容器；3—高频炉；4—风柜；5—抽风管道；6—加热送风管；7—合格产品收集桶；8—振动筛；9—螺杆输送机；10—一级除尘器；11—筛上物收集桶；12—第一星型卸料阀；13—第二星型卸料阀；14—二级除尘器；15—离心风机；16—空气换热器；17—中效加压过滤箱；18—尾气风管；19—尾气烟囱；20—PLC控制系统；24—第一温湿度风压风速测试仪；25—第二温湿度风压风速测试仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例公开了一种金属氧化物粉末生产系统，该生产系统包括依次连接的进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置和物料收集装置，生产系统还包括冷却装置、恒温装置和控制单元，进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置、物料收集装置、冷却装置、恒温装置均与控制单元电连接。

本实施例中，进料装置设置为板链输送机1，控制单元设置为PLC控制系统20。

本实施例中，金属氧化物粉末生产装置包括熔料炉2和高频炉3，熔料炉2包括炉体、出料开口和依次与出料开口连通的沸腾管21、燃烧嘴22，高频炉3套设在沸腾管21外壁，用于加热所述沸腾管21，燃烧嘴22与外界空气连通、且通过抽风管道5与除尘装置连通；沸腾管21出口向上倾斜设置，其倾斜角度为30~60度，燃烧嘴22的内径沿物料流动方向逐渐缩小；燃烧嘴22的出口呈90°方向向上设置；抽风管道5管口设置在燃烧嘴22出口正上方，之间留有间隙；燃烧嘴22的出口正下方设置废料接收容器23。

本实施例中，抽风管道5上设置与控制单元电连接的第一温湿度风压风速测试仪24。

本实施例中，生产系统还包括加热抽风管道5的第二加热装置；所述第二加热装置包括第二风机、空气加热装置、加热送风管6、风柜4、设置在加热送风管6上的空气过滤箱，所述空气加热装置对加热送风管6内的空气进行加热，加热送风管6的出风口和抽风管道5的抽风口均位于风柜4内，所述第二风机通过加热送风管6与抽风管道5连通；所述除尘装置的出风口设置尾气风管18，所述尾气风管18的出风口设置尾气烟囱19，所述空气加热装置为设置在加热送风管6上的空气换热器16，所述尾气风管18连接空气换热器16、与加热送风管6内的空气进行换热。

本实施例中，空气换热器16内部设置辅助电热，主要是利用尾气风管18中的热空气作为热源，当温升要求较高时，需要启动内部电热辅助，在空气换热器16上安装有温度传感器，升温不足时自动启动内部电热辅助。

本实施例中，除尘装置包括串联的一级除尘器10、二级除尘器14、与二级除尘器14出风口连通的离心风机15，所述离心风机15设置在尾气风管18上，每个除尘器底部出料口均连接传送装置，传送装置设置为螺杆输送机9，螺杆输送机9将物料输送至物料收集装置；一级除尘器10、二级除尘器14的底部出料口分别设置第一星型卸料阀12、第二星型卸料阀13，一级除尘器10和二级除尘器14串联的管道上设置第二温湿度风压风速测试仪25。

本实施例中，物料收集装置包括均质机、振动筛8、收集箱；均质机设置称重模块，称重模块用于称量均质机内物料的重量，收集箱包括合格产品收集桶7和筛上物收集桶11。

本实施例中金属氧化物粉末生产系统尤其适用于氧化镉粉体的制备，其具体的工艺流程及设计的原理为：

在PLC控制系统20的控制下，板链输送机1将金属镉锭提升投入到熔料炉2，熔料炉2升温至500~650℃融化金属镉锭，融化后的金属镉熔液会向高频炉3包裹的沸腾管21内流入，此时控制高频炉3已升温至700~900℃使金属镉熔液蒸发沸腾并从燃烧嘴22处喷出高温金属镉蒸气，高温金属镉蒸气遇到空气自燃形成氧化镉粉末，喷出的氧化镉粉末通过工艺抽风管道5被离心风机15抽出至除尘装置。

由于沸腾的金属镉熔液蒸气自燃使镉粉氧化成氧化镉粉末，氧化镉粉末在形成的过程中对空气温度比较敏感，高温自燃的镉粉蒸气与不同温度的空气接触控制氧化镉生成过程中结晶速度生产不同粒度松比的氧化镉粉末，因此，通过第二加热装置向抽风管道5内持续通入暖风保持管内温度处于25~80℃，保证氧化镉在工艺要求的温度下形成不同粒度松比的氧化镉粉末，因此，加装风柜4将熔料炉2的燃烧嘴22罩住，防止粉末飘出，抽风管道5的管口也安装在风柜4内，以及设置加热送风管6、第二风机和空气加热装置，可持续供给热风补充空气保证高温镉熔液蒸气能充分自燃，实际运行过程中，风柜内的抽风管道5的抽风风力需大于加热送风管6的送风风力，防止粉尘溢出，风柜中处于微负压状态，在工艺要求的温度下生成细致的氧化镉粉末，由于氧化镉自燃会产生80~120℃的高温尾气，本实施例中，为了节省成本，空气加热装置设置为空气换热器16，加热送风管6内的空气通过空气换热器16与尾气风管18内的高温尾气进行换热，通过设置中效加压过滤箱17过滤后的空气通入空气换热器16换热升温到25~80℃，通过加热送风管6持续送入风柜4，通过调节热风温度生成不同粒度松比的氧化镉粉末，抽风管道5上安装有温湿度风压风速测试仪连锁离心风机15与中效加压过滤箱17和空气换热器16自动监控调节风管内的风流量以及温度；

在除尘装置内，经过一级除尘器10和二级除尘器14过滤收集，无粉尘无害的空气经烟囱19排放，一级除尘器10和二级除尘器14收集的氧化镉粉末分别通过下端的第一星型卸料阀12和第二星型卸料阀13导入连接的水平螺杆输送机9输送到均质机内，均质机配有称重模块，可以准确的知道内部重量，从而达到承上启下的作用，在均质机均质完后，掉落振动筛8进行筛分，进行筛分符合粒度要求的氧化镉粉末通过筛分机合格品出口收集到合格品收集桶收集，筛上物通过筛分机筛上物出口导入筛上物收集桶11收集。

实施例2

本实施例公开了一种金属氧化物粉末生产系统，本实施例中生产系统与实施例1中基本相同，不同点在于：

传送装置包括与除尘器连接的水平螺杆输送机和与均质机连接的第二传送装置，水平螺杆输送机将除尘装置的物料输送至第二传送装置，再经由第二传送装置输送至均质机。

本实施例中，第二传送装置设置为螺杆提升机，先将水平螺杆输送机9的物料输送至螺杆提升机，再由螺杆提升机输送至均质机，螺杆提升机分为第一传送段和第二传送段，其装有冷却水夹套和恒温水循环夹套，冷却水夹套通过冷却水循环系统进行快速的冷却，可设置冷却塔辅助对冷却机组达到快速冷却的效果，粉末进入螺杆提升机后进行第一传送段的第一阶段的冷却水降温至35~40℃，再进入第二传送段的第二阶段的恒温水循环夹套进行恒温25~30℃，粉末在螺杆提升机里进行冷却并恒温后达到25~30℃后掉落均质机内，后续收集工艺同上。

物料经前序工序对粒度以及松比进行初步调控后，经除尘装置收集过程中，其松比可能会变大。本实施例设置螺杆输送冷却系统传输在此起到逐步降温传输及进一步挤压调节松比的作用，可以将高温产品逐步冷却方便后续的工序操作，螺杆输送机卸料口设有可调节大小的卸料阀，通过调节卸料口的大小来调节物料在螺杆输送机内的挤压力，从而调节物料松比，使之达到工艺要求的松比要求。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种金属氧化物粉末生产系统，其特征在于，所述生产系统包括进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置和物料收集装置；

所述金属氧化物粉末生产装置用于接收进料装置的金属物料、并将所述金属物料氧化成金属氧化物粉末，所述除尘装置设置抽风管道、并通过抽风管道将金属氧化物粉末吸附至除尘装置内，所述除尘装置收集的物料经传送装置传送至物料收集装置；

所述生产系统还包括加热抽风管道的第二加热装置；所述第二加热装置包括第二风机、空气加热装置、加热送风管和风柜，所述空气加热装置对加热送风管内的空气进行加热，加热送风管的出风口和抽风管道的抽风口均位于风柜内，所述第二风机通过加热送风管与抽风管道连通；

所述除尘装置的出风口设置尾气风管，所述空气加热装置为设置在加热送风管上的空气换热器，所述尾气风管连接空气换热器、与加热送风管内的空气进行换热；

所述第二加热装置还包括设置在加热送风管上的空气过滤箱；

所述生产系统还包括冷却装置和恒温装置，其中：

所述传送装置包括第一传送段、接收第一传送段物料的第二传送段，所述冷却装置被设置为用于冷却第一传送段上的物料，所述恒温装置被设置为使第二传送段上的物料保持恒温，所述第一传送段与除尘装置的出料口连接，所述第二传送段与物料收集装置的进料口连接；

所述金属氧化物粉末生产装置包括熔料炉和第一加热装置，所述熔料炉包括炉体、出料开口和依次与出料开口连通的沸腾管、燃烧嘴，所述第一加热装置用于加热所述沸腾管，所述燃烧嘴与外界空气连通、且通过抽风管道与所述除尘装置连通。

2.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产系统，其特征在于，所述第一加热装置为高频炉。

3.如权利要求2所述的金属氧化物粉末生产系统，其特征在于，所述燃烧嘴的内径沿物料流动方向逐渐缩小。

4.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产系统，其特征在于，所述除尘装置包括第一风机和串联的多个除尘器，除尘器的物料出口通过传送装置连接物料收集装置。

5.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产系统，其特征在于，所述物料收集装置包括均质机、振动筛和收集箱；

所述均质机设置称重模块，用于称量均质机内物料的重量。

6.如权利要求1~5任一项所述的生产系统，其特征在于，所述金属氧化物粉末生产系统还包括控制单元，所述进料装置、金属氧化物粉末生产装置、除尘装置、传送装置、物料收集装置均与控制单元电连接。