CN217636757U - 一种金属氧化物粉末生产装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于材料制备领域，公开了一种金属氧化物粉末生产装置及系统，金属氧化物粉末生产装置包括熔料炉、第一加热装置、抽风管道和加热所述抽风管道的第二加热装置，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，第一加热装置用于加热沸腾管。生产系统包括进料装置、上述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。本实用新型的装置及系统结构简单，操作便捷，连接关系简单，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装置及系统

技术领域

本实用新型属于材料制备领域，特别涉及一种金属氧化物粉末生产装置及系统。

背景技术

目前金属氧化物粉末生产工艺过程中，尤其是生产氧化镉金属粉末时，因为对氧化镉的粒度及松比有不同的要求，现有的金属氧化物粉末生产装置无法批量生产出不同粒度及松比的氧化镉粉末。

同时，现有工艺涉及的设备自动化程度低，生产过程中的原料投料以及产物收集需要搬运等，这些均由人工手动完成，工作人员劳动强度大，危险系数高，人员需求量大。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种金属氧化物粉末生产装置及系统，该生产装置及生产系统可实现金属氧化物粉末产品的粒度以及松比的调控，且结构连接关系简单，操作便捷，可降低劳动人员工作强度。

为实现本实用新型目的，具体技术方案如下：

一种金属氧化物粉末生产装置，包括熔料炉、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；所述金属氧化物粉末生产装置还包括抽风管道和加热所述抽风管道的第二加热装置。

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。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。

进一步的，所述出料开口设置在底部。

进一步的，所述第一加热装置为高频炉，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述燃烧嘴的出口呈90°方向向上设置，因为在燃烧嘴的出口处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，且容易将物料喷射粘在风柜及工艺风管上，故设计成竖直向上设置。

进一步的，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。

进一步的，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；进一步优选所述空气加热装置为设置在加热送风管上的空气加热器和/或空气过滤箱。

本实用新型还公开了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。

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。

本实用新型金属氧化物粉末生产装置及系统尤其适用于氧化镉粉末的生产。

相对现有技术，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的金属氧化粉末生产装置结构简单，创造性地设置沸腾管、燃烧嘴和第一加热装置，第一加热装置可快速升温使得沸腾管内的金属熔液蒸发沸腾形成高温蒸气，内部气压升高，高温蒸气喷出与空气接触后自燃即可生产金属氧化粉末，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氧化金属粉末，该装置结构简单，操作便捷。

(2)本实用新型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

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

图1为本实用新型实施例1中金属氧化物粉末生产系统结构示意图。

图2为本实用新型实施例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；21—第一温湿度风压风速测试仪；22—第二温湿度风压风速测试仪。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型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21。

本实施例中，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22。

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，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边工序操作，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，将物料松比合格的产品进行挤压，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。

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

Claims (10)

1.一种金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述金属氧化物粉末生产装置包括熔料炉、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；所述金属氧化物粉末生产装置还包括抽风管道和加热所述抽风管道的第二加热装置。

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

3.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述沸腾管沿管口向上倾斜设置，倾斜角度为30～60°。

4.如权利要求3所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述燃烧嘴的出口呈90°方向向上设置。

5.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述燃烧嘴的内径沿出口方向逐渐缩小。

6.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述燃烧嘴出口正下方设置废料接收容器。

7.如权利要求1所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述抽风管道的管口与燃烧嘴出口之间留有间隙。

8.如权利要求1～7任一项所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，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。

9.如权利要求8所述的金属氧化物粉末生产装置，其特征在于，所述空气加热装置为设置在加热送风管上的空气加热器和/或空气过滤箱。

10.一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、权利要求1～9任一项所述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。

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