CN1684787A - 金属粉末的制造方法和制造装置 - Google Patents

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    • B22F9/28Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from gaseous metal compounds

Abstract

本发明的目的在于提供确实可以抑制生成的金属粉末粒子在还原工序后凝集并成长为二次粒子、能够稳定获得凝集粒子等粗粉少、且充分满足近年来电容器所要求的薄层化·多层化的金属粒子的金属粉末的制造方法和制造装置。具备使金属氯化物气体和还原性气体接触连续还原金属氯化物的还原工序,和用惰性气体连续冷却在还原工序中生成的含金属粉末的气体的冷却工序,在冷却工序中,从金属粉末流过路径的周围1处以上吹出惰性气体,使之产生旋转回流。而且,在金属粉末制造过程中,经常连续沿制造装置(还原工序、冷却工序)内部壁面,在垂直方向产生惰性气体流。可以抑制生成的金属粉末凝集和成长为二次粒子,可以稳定生成粗粉少且粒度均匀的金属粉末。

Description

金属粉末的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及用于电子部件等中的导电浆状填料、钛材料的粘合材料以及适于催化剂等各种用途的镍、铜或银等金属粉末的制造方法,特别涉及凝集粒子等粗粉少、且能够稳定获得充分满足近年来电容器所要求的薄层化·多层化的金属粒子的金属粉末的制造技术。
背景技术
镍、铜、银等导电性金属粉末作为层压陶瓷电容器的内部电极用途是有用的,特别是镍粉末的这种用途引人注目。其中,用干式制造反应方法制造的镍超微粉末有望看到。随着电容器的小型化·大容量化,要求内部电极的薄层化·低电阻化等,因此需要开发粒径1μm以下,当然还有粒径0.5μm以下的超微粉末。
以往,提出了各种上述超微粒金属粉末的制造方法。例如,在特公昭59-7765号公报中记载的制造方法中,作为平均粒径0.1~数μm的球状镍超微粉的制造方法,公开了加热蒸发固体氯化镍制成氯化镍蒸汽,对其高速喷氢气,在界面不稳定区域使核成长的技术。
另外,在特开平4-365806号公报中公开了使蒸发固体氯化镍得到的氯化镍蒸汽的分压为0.05~0.3,在1004℃~1453℃进行气相还原的技术。在该金属粉末的制造方法中,还原反应在1000℃左右或者其以上的高温下进行,因此生成的金属粉末粒子在还原工序或其后工序的温度范围内,易于凝集成长为二次粒子,结果,存在不能稳定获得所期望的超微粉金属粉末的问题。
而且,在特开平11-350010号公报中公开了使金属氯化物气体和还原性气体接触生成的金属粉末与惰性气体接触,以30℃/秒以上的速度迅速冷却至800℃,从而抑制生成的金属粉粒子凝集成长为二次粒子的技术。在该金属粉末的制造方法中,抑制了还原工序生成的金属粉末粒子在还原工序后凝集成长为二次粒子,可以得到超微粉金属粉末。
但是,在近年来的电容器中,伴随着更小型大容量化,要求进一步的薄层化·多层化。上述特开平11-350010号公报中记载的技术不能抑制生成金属粉粒子的凝集和成长为二次粒子,稳定生成粗粉少且粒度均匀的金属粉末,存在不能满足上述要求的问题。
另外,如果在使金属氯化物气体和还原性气体接触的还原炉内部以及将上述还原工序中生成的金属粉末迅速冷却的冷却工序中的装置内部的壁面上附着生成的金属粉末,则存在该附着的金属粉末成长为粗粉,或者附着的金属粉末彼此之间凝集成长为二次粒子而变成粗大粒子,其会混入产品中的问题。
作为解决这种金属粉末制造装置内部的壁面上附着的金属粉末成长、凝集的问题点的方法,在特开平5-163513号公报中公开了定期停止制造,机械除去附着在装置内部的附着物的方法。另外,在特开平5-247506号公报中公开了装备了除去手段的金属磁性粉的制造装置,该除去手段用于除去附着在金属磁性粉的反应器壁上的金属磁性粉而不使反应器开放。
在上述特开平5-247506号公报中,作为除去附着的磁性粉的手段,公开了喷惰性气体而吹掉附着粉的方法、和惰性气体一起喷金属或陶瓷粒子而吹落附着粉的方法、从反应器外部施加冲击力的方法等。
但是,这些方法和上述特开平5-163513号公报中记载的方法一样,是定期停止制造而除去附着物的方法。因此,不能完全防止生成的金属粉末附着到制造过程中的装置内部壁面上,也不能完全防止粗大粒子混入到产品金属粉末中。另外,不能避免必须定期停止制造带来的生产率降低。
因此,本发明是为了克服上述问题而提出的,目的在于以采用使金属氯化物气体和还原性气体反应的气相还原法生成金属粉末为前体,确实抑制生成的金属粉末粒子在还原工序后凝集成长为二次粒子,可以稳定得到凝集粒子等粗粉少的金属粒子,可以达到充分满足近年来电容器所要求的薄层化·多层化程度的金属粉末的制造方法和制造装置。
发明内容
关于采用气相还原法生成金属粉末的技术,以下事项是已知的。即,在采用气相还原反应的金属粉末的制造过程中,金属氯化物气体和还原性气体接触的瞬间生成金属原子,金属原子相互之间冲突·凝集从而生成超微细粒子,并成长。此外,还原工序环境中的金属氯化物气体的分压和温度等条件决定生成的金属粉末的粒径。这样,生成所期望粒径的金属粉末后,通常,洗涤该金属粉末后进行回收,因此需要冷却从还原工序输送的金属粉末的工序。
图1是在上述采用气相还原法生成金属粉末时的冷却工序中使用的以往的还原炉的概念图。该图的下部是还原工序部和冷却工序部在垂直方向邻接配置的正视图,该图的上部是表示还原工序部的光焰(类似于LPG等气体燃料的燃烧焰的火焰)和冷却工序部的惰性气体吹出方向(该图的4个粗箭头方向)的平面图。还原反应通常在1000℃左右或其以上的温度范围进行。因此,从还原反应温度将金属粉末冷却到粒子停止成长的温度期间,生成的金属粉末离子彼此之间可能再度凝集,生成二次粒子。为了抑制该二次粒子的生成,需要以一定的冷却速度以上的速度进行迅速冷却。但是,如图1所示,在从冷却工序部的多处向含有生成金属粉末的气流导入惰性气体的以往的迅速冷却方法中,在迅速冷却时,冷却用惰性气体使冷却工序部内含有生成金属粉末的气流产生紊乱。在该产生紊乱的部分,生成的金属粉末返回到还原工序部一侧(该图的上侧),在还原工序部内长期滞留。因此,在以往技术中,冷却速度低,结果金属粉末粒子彼此之间凝集,常常产生被称为连结粒子的二次粒子。
本发明人等着眼于这种导入用于冷却的惰性气体产生的气流紊乱,发现在还原工序部内,只要是采用抑制气流紊乱的惰性气体的冷却手段,就可以获得连结粒子极其少的微细金属粉末,从而完成了本发明。例如,作为本发明所含的还原炉,如图2所示,可以举出从冷却工序部的周面的法线方向向相同方向稍微挪动冷却工序部中多个惰性气体的吹出方向(图2的4个粗箭头方向),同时相对于水平方向,也稍微挪动吹出方向的方式。另外,如图3所示,可以举出从冷却工序部的周面的法线方向向相同方向稍微挪动冷却工序部中多个惰性气体的吹出方向(图3的4个粗箭头方向),同时相对于水平方向,不挪动吹出方向的方式。
另外,生成的金属粉末如果在上述还原工序部和冷却工序部内部的壁面上附着,则该附着粉末在还原工序内长期滞留,就会以低的冷却速度冷却,结果,成长为粗粒,或者附着的粉末彼此之间凝集,成长为二次粒子,成为粗大粒子,混入产品中。
本发明人等就通过防止生成的金属粉末附着到上述金属粉末的制造装置内部壁面上,从而防止混入粗大粒子的方法进行了锐意研究,结果发现,在金属粉末制造过程中,经常连续地沿金属粉末制造装置的还原炉内部壁面,在垂直方向产生惰性气流,可以获得大的效果,从而完成了本发明。根据本发明的方法,由于能够防止生成的金属粉末附着到制造装置内部壁面上,因此除了可以防止产生粗大粒子的效果之外,进一步与必须中止金属粉末的制造以除去附着粉末的以往方法相比,还具有可以抑制生产效率降低的优点。
本发明的金属粉末的制造方法是基于以上发现而提出的,其特征在于,具备使还原性气体与金属氯化物气体接触连续还原金属氯化物的还原工序,和用惰性气体冷却还原工序中生成的含金属粉末的气体的冷却工序,在冷却工序中,在金属粉末流过路径周围的1处以上吹出惰性气体,使之产生旋转回流。
根据本发明的金属粉末的制造方法,在该冷却工序部中,从金属粉末流过路径周围的1处以上,优选从多处吹出惰性气体,使之产生旋转回流。因此,冷却用的惰性气体在还原炉的冷却工序部不滞留,无论在冷却工序部的哪个位置,均可实现金属粉末一样的流过方式,因此可以抑制起因于以往的金属粉末流过慢的部分中金属粉末彼此凝集的二次粒子的成长。由此,可以稳定获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。
这种金属粉末的制造方法希望垂直向下产生旋转回流。其中使旋转回流垂直向下是指相对于水平方向,使上述惰性气体的吹出方向向下方倾斜。旋转回流垂直向上产生时,含有金属粉末的气流在垂直方向流过,因此迅速冷却时,冷却用惰性气体使冷却炉内的含生成金属粉末的气流产生紊乱。此外,在产生该紊乱的部分中,生成的金属粉末返回到还原工序部侧,在还原工序部内长期滞留。从而,由于该滞留,金属粉末粒子彼此之间凝集,常常产生被称为连结粒子的二次粒子。与此相反,旋转回流垂直向下产生时,可以防止起因于上述气流紊乱的金属粉末在还原工序部内的长期滞留,由此,可以抑制粉末粒子彼此之间凝集而产生二次粒子。因此,在本发明中,可以进一步稳定获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。
另外,在本发明的金属粉末的制造方法中,希望使惰性气体的吹出处以等间隔为4处以上。以这种结构,无论在冷却炉内的任何位置,都可以大致均匀地产生旋转回流。也就是说,在冷却工序中,没有局部不产生旋转回流的部分。因此,在本发明中,可以更加稳定获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。
进一步在本发明的金属粉末的制造方法中,希望相对于水平方向,使惰性气体的吹出方向向下为5~25°。上述角度低于5°时,如图1所示,与以往的迅速冷却方法即从还原炉下部的多处向含有生成金属粉末的气流导入惰性气体在方式上并没有太大的差别。因此,迅速冷却时气流产生紊乱,生成的金属粉末返回到还原工序部侧,在还原工序部内长期滞留,常常产生二次粒子。另外,上述角度超过25°时,从多个吹出口出来的惰性气体彼此搅在一起,也不能产生适当的旋转回流。为此,惰性气体不能充分起到冷却溶剂的作用。在本发明中,采用上述结构,对流过的金属粉末产生适当的旋转回流,由此可以极其稳定地获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。另外,上述冷却工序中的惰性气体的旋转回流在垂直方向的距离取决于还原炉的直径、制造的金属粉末的量,进一步也取决于供给的惰性气体的量,希望设定为至少将在还原炉中生成的金属粉末冷却至比其反应温度低200℃。
而且,本发明的特征在于在金属粉末生产中经常连续地沿制造装置(还原工序、冷却工序)内部壁面在垂直方向上产生惰性气体流,从而防止生成的金属粉末附着在该制造装置内部壁面上。
另外,本发明提供一种金属粉末的制造装置,其特征在于,在生成的金属粉末的冷却工序中,从金属粉末流过路径周围的1处以上,喷出惰性气体,使之产生旋转回流。本发明进一步提供一种金属粉末的制造装置,其特征在于,在金属粉末的制造中经常连续地沿制造装置内部壁面在垂直方向上产生惰性气体流。
下面,参照附图,就本发明优选的实施方式,以镍的制造例为基础,进行详细说明。另外,由本发明金属粉末的制造方法能够制造的金属粉末除镍之外,还可以举出铜或银的浆状填料、钛材料的复合材料、或者适于催化剂等各种用途的金属粉末,进一步也可以制造铝、钛、铬、锰、铁、钴、铂、铋等金属粉末。
在本发明中,首先,使金属氯化物气体与还原性气体接触、反应,对于产生金属氯化物气体的方法,可以采用公知的方法。例如,可以举出将固体氯化镍等固体状的金属氯化物加热蒸发的方法。或者也可以采用使氯气与所需的金属接触,连续产生金属氯化物气体的方法。在这些方法中,前者以固体状金属氯化物为原料的方法需要加热蒸发(升华)操作,因此难于稳定产生蒸汽,结果,金属氯化物气体的分压发生变动,生成的金属粉末的粒径难于稳定。另外,由于例如固体氯化镍具有结晶水,因此使用前不仅需要脱水处理,而且如果脱水不充分的话,就会成为生成的Ni粉末氧污染的原因。因此,更优选后者使氯气与金属接触,连续产生金属氯化物气体的方法。
A.氯化工序图4是用于实施本发明的金属粉末制造方法的金属粉末的制造装置。氯化工序采用该图所示的氯化炉10进行比较好。在氯化炉10的上端面,设置用于供给原料金属镍(M)的原料供给管11。
另外,氯气供给管12与氯化炉10的一个上侧部连接,惰性气体供给管13与其下侧部连接。在氯化炉10的周围,配置加热手段14,输送管兼喷嘴15与氯化炉10的其它上侧部连接。氯化炉10无论是立式还是卧式均可,但为了均匀地进行固体-气体接触反应,优选卧式。通过流量计量,连续地从氯气供给管12导入氯气。输送管兼喷嘴15与后面所述的还原炉20上端面连接,具有将氯化炉10中产生的氯化镍气体等输送到还原炉20的功能。另外,输送管兼喷嘴15的下端部突出到还原炉20内,作为喷出氯化镍的喷嘴发挥功能。不管作为起始原料的金属镍(M)的形态,从接触效率、防止压力损失上升的观点看,优选粒径约5mm~20mm的粒状、粗状、板状等,另外,优选其纯度大致为99.5%以上。氯化炉10内的金属镍(M)的填充层高度可以根据氯气供给速度、氯化炉内温度、连续运转时间、金属镍(M)的形状等,在供给的氯气转化为氯化镍气体的充分范围内适当设定。为充分促进反应,使氯化炉10内的温度为800℃以上,镍的熔点1483℃以下。如果考虑反应速度和氯化炉10的耐久性,在实用性上优选900℃~1100℃的范围。
在本发明的金属粉末的制造方法中,向填充了金属镍(M)的氯化炉10中连续供给氯气导致连续产生氯化镍气体。此外,氯气供给量支配氯化镍气体的产生量,因此支配后面所述的还原反应,结果,可以生产所需的产品镍粉末。另外,就氯气的供给方式,在以下的还原工序项中更具体地进行说明。
在氯化工序中产生的氯化镍气体直接由输送管兼喷嘴15输送到还原炉20,或者根据情况,从惰性气体供给管13,相对于氯化镍气体,混合1摩尔%~30摩尔%的氮气或氩气等惰性气体,将该混合气体输送到还原炉20。该惰性气体的供给成为控制镍粉末粒径的因素。惰性气体过量混合不用说会大量消耗惰性气体,而且能量损失,是不经济的。从这样的观点看,通过输送管兼喷嘴15的混合气体中优选的氯化镍气体分压以总压为1.0时,在0.5~1.0的范围,尤其是制造所谓粒径0.2μm~0.5μm的小粒径镍粉末时,分压约0.6~0.9比较合适。此外,如上所述,可以通过氯气供给量来任意调节氯化镍气体产生量,另外,也可以用惰性气体供给量来任意调节氯化镍气体的分压。
B.还原工序在氯化工序中产生的氯化镍气体被连续输送到还原炉20中。还原工序希望使用图4所示的还原炉20进行。该图所示的还原炉20呈圆筒状,在其上半部进行还原,在其下半部进行冷却。在还原炉20的上端部,上述输送管兼喷嘴15的喷嘴(以下简称为喷嘴15)向下方突出。另外,在还原炉20的上端面,连接还原性气体供给管(氢气供给管)21。还有,在还原炉20的周围,配置加热手段22。喷嘴15具有以优选的流速从氯化炉10向还原炉20内喷出氯化镍气体(有时含惰性气体)的功能。
进行氯化镍气体和氢气的还原反应时,从喷嘴15的前端部,形成类似于LPG等气体燃料的燃烧焰向下方延展的光焰F。向还原炉20供给氢气的量,为氯化镍气体的化学当量,即向氯化炉10供给的氯气的化学当量的约1.0~3.0倍,优选约1.1~2.5倍,对此没有限定。但是,过量供给氢气时,在还原炉20内造成大的氢气流,打乱了来自喷嘴15的氯化镍喷出流,成为还原反应不均匀的原因,同时造成放出没有消耗的气体,是不经济的。另外,还原反应的温度只要是足以结束反应的温度以上即可,但由于生成固体状的镍粉末易于处理,因此优选在镍的熔点以下。另外,上述温度如果考虑反应速度、还原炉20的耐久性、经济性的话,在900℃~1100℃之间是实用的,对此没有特别的限定。
如上所述,导入到氯化炉10中的氯气实质上是等摩尔量的氯化镍气体,将其作为还原原料。通过调节氯化镍气体或者氯化镍与惰性气体的混合气体从喷嘴15前端喷出的气流的线速度,可以将所得镍粉末P的粒径最佳化。也就是说,喷嘴直径一定的话,通过调节向氯化工序供给的氯量和惰性气体量,可以将还原炉20中生成的镍粉末P的粒径调节到所需范围内。喷嘴15前端的优选的气流线速度(氯化镍气体和惰性气体合计(换算成还原温度下的气体供给量的计算值))在900℃~1100℃的还原温度下设定为约1m/秒~30m/秒,制造0.1μm~0.3μm的小粒径镍粉末时,约5m/秒~25m/秒合适,制造0.4μm~1.0μm的镍粉末时,约1m/秒~15m/秒合适。氢气在还原炉20内的轴方向上的线速度可以为氯化镍气体的喷出速度<线速度>的1/50~1/300左右,优选1/80~1/250。因此,实质上是从喷嘴15向静态的氢气环境中喷射氯化镍气体的状态。另外,还原气体供给管21的出口方向优选不向着光焰F侧。再者,作为生成镍粉末时使用的还原性气体,除以上所示的氢气之外,还可以使用硫化氢气体等,但如果考虑对生成的镍粉末的影响的话,氢气比较合适。而且,制造镍粉末时的金属氯化物气体和还原性气体接触、反应的还原反应温度范围通常为900~1200℃,优选950~1100℃,更优选980~1050℃。
C.冷却工序冷却工序如图4所示,在和还原炉20内的喷嘴15相反侧的空间部分(下方部分)进行。另外,冷却工序如图5所示,也可以用喷嘴50连结还原炉30和冷却筒40,在不同的容器中进行还原工序和冷却工序。但是,如果考虑本发明的目的即抑制金属粉末凝集,更优选如图4所示,刚进行还原工序后立刻进行冷却工序的方式。另外,本发明中所述的冷却是用于停止或抑制还原反应中生成的气流(含氯化氢气体)中的镍粒子的成长而进行的操作,具体地说,是指使还原反应结束时约1000℃的气流急速冷却至400℃~800℃左右的操作。当然也可以冷却至该温度以下的温度。
在该实施方式中,作为进行冷却的优选实例,如下构成:即从光焰F前端向下方的空间部分吹入惰性气体。也就是说,在图4中,从冷却气体供给管23吹入氮气,来冷却气流。通过吹入惰性气体,可以防止镍粉末P的凝集,同时控制粒径。具体地说,在镍粉末P的流过方向(图4的垂直向下)的周围(在该图中,还原炉20的冷却工序部的周壁)的多处以等间隔连结冷却气体供给管23。另外,冷却气体供给管23为如下构成:从冷却工序部的周围的法线方向沿相同方向稍微挪动,同时相对于水平方向向下方也稍微挪动吹出方向。通过该构成,可以从这些冷却气体供给管23吹出惰性气体,使之产生旋转回流。因此,可以任意改变冷却条件,可以更精确地控制粒径。另外,通过垂直向下产生旋转回流、以等间隔使吹出惰性气体处为4个以上或者相对于水平方向,向下使惰性气体的吹出方向为5~25°,可以更加稳定地获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。另外,如图6所示,以与冷却气体供给管23的配置方式一样的配置方式,在冷却气体供给管23的下方设置冷却气体供给管24,从而可以使冷却工序为2个阶段,与图4所示的例子相比,可以更加稳定地获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。另外,作为用于将生成的镍粉末迅速冷却的惰性气体,只要不影响生成的镍粉末即可,对此没有特别的限定,可以适当使用氮气、氩气等。其中,由于氮气便宜,因而是优选的。而且,供给氮气等惰性气体来冷却还原反应生成的金属粉末时,惰性气体的供给量通常相对于1克生成的金属粉末为5N1/分以上,优选10~50N1/分。再者,供给的惰性气体的温度通常为0~100℃,优选0~80℃,比较有效。
如上所述,还原反应后立刻冷却生成的镍粉末,可以抑制镍粉末粒子凝集引起的二次粒子的产生和成长,确实可以控制镍粉末的粒径。结果,在充分满足近年来电容器所要求的薄层化·多层化(例如,粒径1μm)的程度下,可以稳定地获得凝集粒子等粗粉少的金属粒子。
而且,上述还原工序和该冷却工序如图7所示,沿着制造装置内部壁面在垂直方向由喷出惰性气体的喷嘴26产生惰性气体流时,是更有效的。沿着该金属粉末制造装置内部壁面在垂直方向产生的惰性气体流从制造装置内部壁面的1处以上,优选多处产生。此时,惰性气体的供给量为0.1~10m/秒即可。
D.回收工序以上依次经过氯化、还原和冷却各工序的镍粉末P和氯化氢气体以及惰性气体的混合气体经过图4的喷嘴25,被输送到回收炉(未图示出),在其中从混合气体分离回收镍粉末P。在分离回收中,例如袋滤器、水中捕集分离手段、油中捕集分离手段和磁分离手段中的1种或2种以上的组合比较合适,但对此没有特别的限定。另外,分离回收前或后,根据需要,也可以用水、碳原子数1~4的一元醇等溶剂洗涤生成的镍粉末。
附图说明
图1是以往还原炉的概念图。
图2是本发明的一个还原炉的概念图。
图3是本发明的其它还原炉的概念图。
图4是表示本发明金属粉末制造装置一个实例的图。
图5是表示本发明金属粉末制造装置其它实例的图。
图6是表示本发明金属粉末制造装置其它实例的图。
图7是表示本发明金属粉末还原炉的其它实例的图。
图8是实施例1中得到的镍粉末的SEM照片。
图9是实施例2中得到的镍粉末的SEM照片。
图10是比较例中得到的镍粉末的SEM照片。
具体实施方式
下面,参照附图,对作为本发明的具体实例的制造镍粉末的实施例进行说明,从而进一步明确本发明的效果。
[实施例1]首先,作为氯化工序,在图4所示的金属粉末的制造装置的氯化炉10内,从在氯化炉10的上端面设置的原料供给管11填充作为起始原料的镍粉末M,同时用加热手段14使炉内环境温度为1100℃。接着,从氯气供给管12向氯化炉10内供给氯气,氯化金属镍,产生氯化镍气体。从设置在氯化炉10的下侧部的惰性气体供给管13向氯化炉10内供给氯气供给量10%(摩尔比)的氮气,与该氯化镍气体混合。此外,通过喷嘴15,将氯化镍气体和氮气的混合气体导入到还原炉20中。
然后,作为还原工序,从喷嘴15以流速2.3m/秒(1000℃换算)将氯化镍和氮气的混合气体导入到用加热手段22使炉内环境温度为1000℃的还原炉20内。同时从在还原炉20的上端面上设置的还原性气体供给管21以流速0.02m/秒将氢气供给到还原炉20内,还原氯化镍气体,得到镍粉末P。另外,在进行氯化镍气体和氢气的还原反应时,从喷嘴15的前端部,形成类似于LPG等气体燃料的燃烧焰的光焰F。
上述还原工序后,作为冷却工序,使从在还原炉20下侧部设置的冷却气体供给管23以16.4N1/分·g供给的氮气与由还原反应生成的镍粉末P接触,由此冷却镍粉末P。此时,以上述图2所示的方式,对光焰F喷氮气。此外,通过喷嘴25,将生成的镍粉末P和氮气以及氯化氢蒸汽一起导入到没有图示的回收炉中。
接着,将从喷嘴25导入到回收炉中的氮气、氯化氢蒸汽和镍粉末P导入到没有图示的袋滤器中,分离回收镍粉末P。此后,用热水洗涤回收的镍粉末P后,干燥,得到产品镍粉末。实施例1中得到的镍粉末的SEM照片如图8所示。从该图可以看出,该镍粉末的粗大粒子和连结粒子(二次粒子)少。
[实施例2]和实施例1一样,通过冷却工序将生成的镍粉末P冷却时,如图6所示,使来自冷却气体供给管23的氮气供给量为8.2N1/分·g。此时,喷氮气的方向和实施例1一样,以上述图2所示的方式,对着光焰F喷。而且,作为再冷却工序,使镍粉末P与从在冷却气体供给管23的下侧部设置的2次冷却气体供给管24以8.2N1/分·g供给的氮气接触,对镍粉末P施行2阶段冷却。然后,和实施例1一样,回收、洗涤、干燥,得到产品镍粉末。实施例2中得到的镍粉末的SEM照片如图9所示。该镍粉末与实施例1中得到的镍粉末相比,粗大粒子和连结粒子(二次粒子)更少。
[实施例3]和实施例2一样制造金属镍粉末时,使用图7所示的还原炉,在金属镍粉末制造中,经常连续地从喷出惰性气体的喷嘴26以2.0m/秒喷出氮气,沿着还原炉内部壁面,在垂直方向上产生氮气流,除此之外,在和实施例2一样的条件下,制造镍粉末。该镍粉末与实施例2中得到的镍粉末相比,粗大粒子和连结粒子(二次粒子)更少。
[比较例]和实施例1、2一样,在通过冷却工序将生成的镍粉末P冷却时,使用图4所示的装置,从冷却气体供给管23以16.4N1/分·g供给氮气。此时,以图1所示的方式,对光焰F喷氮气。和实施例1、2一样进行此后的回收、洗涤、干燥工序。比较例中得到的镍粉末的SEM照片如图10所示。从图10可以看出,这样得到的镍粉末与实施例的镍粉末相比,粗大粒子和连结粒子(二次粒子)多。表1示出有关实施例1、2和比较例中得到的镍粒子的粗大粒子数、连结粒子数的测定结果。
表1
根据表1,各实施例与比较例相比,可知粗大粒子数和连结粒子数都少。特别是对于连结粒子数,各实施例比比较例少得多。因此,各实施例与比较例相比,作为近年来要求薄层化·多层化的电容器等的材料更合适。
如上所述,根据本发明的金属粉末制造方法,在冷却工序中,从金属粉末流过路径的周围的多处吹出惰性气体,使之产生旋转回流,从而生成的金属粉末粒子在还原工序后凝集成长为二次粒子确实得以抑制。因此,本发明在实现近年来要求薄层化·多层化的电容器等的材料的制造方面是有望的。

Claims (12)

1.一种金属粉末的制造方法,具备使金属氯化物气体和还原性气体接触连续还原金属氯化物的还原工序,和用惰性气体连续冷却该还原工序中生成的含金属粉末的气体的冷却工序,在上述冷却工序中,从金属粉末流过路径的周围的1处以上吹出惰性气体,使之产生旋转回流。
2.权利要求1所述的金属粉末的制造方法,其特征在于,上述旋转回流垂直向下产生。
3.权利要求1或2所述的金属粉末的制造方法,其特征在于,使上述惰性气体的吹出处以等间隔为4个以上。
4.权利要求1~3中任一项所述的金属粉末的制造方法,其特征在于,相对于水平方向,使惰性气体吹出方向向下为5~25°。
5.权利要求1~4中任一项所述的金属粉末的制造方法,其特征在于,使上述惰性气体的供给量相对于1g生成的金属粉末为5N1/分以上。
6.权利要求1~5中任一项所述的金属粉末的制造方法,其特征在于,使上述惰性气体的温度为0~100℃。
7.权利要求1所述的金属粉末的制造方法,其特征在于,使氯气与固体金属接触连续产生上述金属氯化物气体,或者加热蒸发固体金属氯化物生成上述金属氯化物气体。
8.一种金属粉末的制造方法,其特征在于,作为权利要求1所述的冷却工序的后续工序,设置和权利要求1~6中任一项所述的冷却工序一样的冷却工序,使冷却工序为2个阶段。
9.权利要求1~8中任一项所述的金属粉末制造方法,其特征在于,在金属粉末生产过程中,经常连续地沿还原炉内壁面产生向下方的惰性气体流。
10.一种金属粉末的制造装置,具有使填充于内部的金属氯化的氯化炉,和将在该氯化炉中产生的金属氯化物气体还原成金属粉末的还原炉,该还原炉具有将生成的金属粉末冷却的冷却工序,该冷却工序从金属粉末流过路径的周围1处以上喷出惰性气体,使之产生旋转回流。
11.权利要求10所述的金属粉末的制造装置,作为上述冷却工序的后续工序,设置和权利要求1~6中任一项所述的冷却工序一样的冷却工序,使冷却工序为2个阶段。
12.权利要求10或11所述的金属粉末的制造装置,其特征在于,在金属粉末生产过程中,经常连续沿上述还原炉内壁面产生向下方的惰性气体流。
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