JP3196547U - High frequency plasma synthesizer - Google Patents
High frequency plasma synthesizer Download PDFInfo
- Publication number
- JP3196547U JP3196547U JP2015000021U JP2015000021U JP3196547U JP 3196547 U JP3196547 U JP 3196547U JP 2015000021 U JP2015000021 U JP 2015000021U JP 2015000021 U JP2015000021 U JP 2015000021U JP 3196547 U JP3196547 U JP 3196547U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- aluminum
- frequency
- frequency plasma
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
【課題】アルミニウムかすを処理しながら、アルミナを生産する高周波プラズマ合成装置を提供する。【解決手段】アルミニウムかすから、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を析出し、少なくとも、供給装置１と、マッチングボックス２１に設けられ、基座に設置される高周波生成器２と、一端が、供給装置に連結される熱プラズマ源３と、熱プラズマ源のもう一端に連結される反応室４と、反応室に連結される粉末収集ユニット５と、粉末収集ユニットに連結される真空ポンプ６とから構成される。これにより、熱プラズマ技術を利用して、高温熱源として、高周波プラズマ合成装置が構築され、熱いプラズマ処理と高温により、アルミニウムかすが浄化され、アルミニウムかすからアルミナが析出され、アルミナセラミック粉末が得られる。【選択図】図１A high-frequency plasma synthesizer for producing alumina while processing aluminum waste is provided. Alumina (Al2O3) is precipitated from aluminum debris, and at least one of the supply device 1 and the high-frequency generator 2 installed on the base and installed at the base is connected to the supply device. A thermal plasma source 3, a reaction chamber 4 connected to the other end of the thermal plasma source, a powder collecting unit 5 connected to the reaction chamber, and a vacuum pump 6 connected to the powder collecting unit. As a result, a high-frequency plasma synthesizer is constructed as a high-temperature heat source using thermal plasma technology, the aluminum dust is purified by hot plasma treatment and high temperature, alumina is precipitated from the aluminum dust, and an alumina ceramic powder is obtained. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、高周波プラズマ合成装置に関し、熱いプラズマ処理と高温で、アルミニウムかすを浄化して、アルミニウムかすからアルミナを析出し、アルミナセラミック粉末が得られ、特に、同時に、アルミニウムかすを処理しながら、アルミナを生産でき、アルミニウムかすを、販売可能の製品に変換する装置に関する。 The present invention relates to a high-frequency plasma synthesizer, purifies aluminum debris with hot plasma treatment and high temperature, precipitates alumina from aluminum debris, and obtains an alumina ceramic powder. Especially, while simultaneously treating aluminum debris, The present invention relates to an apparatus capable of producing alumina and converting aluminum waste into a product that can be sold.
一般の、回収されたアルミニウムスクラップ（Aluminium scrap）からアルミニウムを回収する流れは、図５のようである。アルミニウム冶金（Aluminium metallurgy）期間に、溶融アルミニウム（Molten aluminum）と細微粒子（Fine particle）が生成され、上記溶融アルミニウムを鋳型で鋳造（Cast）して、アルミニウムインゴット（Ingot）や合金（Alloy）が得られ、また、溶融金属の表面と炉内空気とが反応する時、ドロス（Dross）が生成され、上記細微粒子は、例えば、バッグ式集塵機である空気汚染制御システムによって収集された焼却灰（Incinerator ash）で、上記ドロスと焼却灰は、アルミニウムかす（Aluminum residues）として、定義されている。そのため、アルミニウムスクラップ融解過程において、アルミニウムかすは、アルミナやアルミニウム合金及び少量の添加元素の酸化物と窒化アルミニウムからなる。 A general flow of recovering aluminum from recovered aluminum scrap is as shown in FIG. During the aluminum metallurgy period, molten aluminum and fine particles are generated, and the molten aluminum is cast in a mold to produce an aluminum ingot or alloy. When the surface of the molten metal reacts with the air in the furnace, dross is generated, and the fine particles are incinerated ash (for example, collected by an air pollution control system which is a bag type dust collector). Incinerator ash), the dross and incineration ash are defined as aluminum residues. Therefore, in the aluminum scrap melting process, the aluminum residue is composed of alumina, an aluminum alloy, a small amount of an oxide of an additive element, and aluminum nitride.
台湾において、アルミニウム再生過程に生成したドロスの量は、20万トン/年を越えると推定され、大部分のアルミニウムかすは、主として、一般事業廃棄物埋立て場や非法格納によって処理されている。一般事業廃棄物埋立て場や格納場所は、台湾において、制限されているだけでなく、埋立て場地や格納場所が足りないため、また、埋立て場によって処理費が高すぎるため、任意に捨てられる現象が多発し、そのため、上記のような方法は、アルミニウムかすを処理する良い方法ではない。アルミニウムかすの主な成分が、アルミナ（Al2O3、約７５％〜９２％）、その他が、アルミニウム（Al）や窒化アルミニウム（AlN）及び炭化アルミニウム（ALC）であり、アルミニウムかすが、湿気や水と接触すると、不安定になって、例えば、アンモニア（NH3）やメタン（CH4）及び水素ガス（H2）である有害気体が釈放され、そのため、アルミニウムかすは、危険廃棄物と見なされ、それを、一般事業廃棄物埋立て場において処理されると、厳重な環境汚染問題が起こり、生態に膨大な悪影響を与える。 In Taiwan, the amount of dross produced during the aluminum reclamation process is estimated to exceed 200,000 tons / year, and most of the aluminum debris is mainly processed by general waste disposal sites and illegal storage. General business waste landfills and storage locations are not only restricted in Taiwan, but also because landfill sites and storage locations are insufficient, and disposal costs are too high for landfills, so they are arbitrarily discarded. Therefore, the above method is not a good method for treating aluminum debris. The main component of aluminum dust is alumina (Al 2 O 3 , about 75% to 92%), the other is aluminum (Al), aluminum nitride (AlN), and aluminum carbide (ALC). When in contact with water, it becomes unstable and, for example, harmful gases such as ammonia (NH 3 ), methane (CH 4 ) and hydrogen gas (H 2 ) are released, so aluminum dust is considered a hazardous waste. If it is done and processed at a general waste disposal site, severe environmental pollution problems will occur and the ecology will be greatly affected.
本考案者は、上記欠点を解消するため、慎重に研究し、また、学理を活用して、有効に上記欠点を解消でき、設計が合理である本考案を提案する。 The present inventor proposes the present invention in which the above-mentioned drawbacks are studied carefully, and the above-mentioned disadvantages can be effectively eliminated by utilizing the theory, and the design is rational.
本考案の主な目的は、従来技術の上記問題を解消して、熱いプラズマ技術を利用し、高温熱源として、高周波プラズマ合成装置を作製し、熱いプラズマ処理と高温により、アルミニウムかすが浄化され、アルミニウムかすからアルミナが析出されて、アルミナセラミック粉末が得られ、同時に、アルミニウムかすを処理することと、アルミナを生産することを実現でき、アルミニウムかすを、販売可能の製品に変換する装置を提供する。 The main purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, use hot plasma technology, create a high-frequency plasma synthesizer as a high-temperature heat source, and purify aluminum debris by hot plasma treatment and high temperature, aluminum Alumina is precipitated from the debris to obtain an alumina ceramic powder, and at the same time, an aluminum debris treatment and production of alumina can be realized, and an apparatus for converting aluminum debris into a marketable product is provided.
本考案の他の目的は、二次資源の生命周期が増加されることや工業廃棄物の不適当な処理により環境に悪影響を与えることを防止できること、および主な資源を入力する需要を低減することが、実現され、自然資源の開発を低下させて、二酸化炭素の排出量を低減できる装置を提供する。 Another object of the present invention is to prevent the life cycle of secondary resources from being increased and to adversely affect the environment due to improper disposal of industrial waste, and to reduce the demand for input of main resources. Is realized, and the development of natural resources is reduced to provide a device capable of reducing carbon dioxide emissions.
以上の目的を達成するための本考案は、高周波プラズマ合成装置であり、アルミニウムかすからアルミナを析出装置であり、熱いプラズマ火炎に、キャリヤガスにより、処理待ちのアルミニウムかすを案内して供給する供給装置と、マッチングボックスに収納され、基座に設置され、マッチング回路を介して、誘導コイルが連結され、RFエネルギーを供給する高周波生成器と、その一端が上記供給装置に連結され、もう一端が上記基座に貫設され、上記誘導コイルを有し、RFエネルギーを利用して、気体分子イオン化を励起してプラズマ流が生成される熱プラズマ源と、上記熱プラズマ源のもう一端に連結され、真空雰囲気下で、上記アルミニウムかすに、保護気体と反応気体を導入し、RFエネルギーを利用して、上記誘導コイルにより、交番電磁界が生成され、放電空間を維持しながら、熱いプラズマ火炎が形成され、上記アルミニウムかすに対して、熱いプラズマ処理と高温浄化反応を行い、上記アルミニウムかすからアルミナを析出し、アルミナセラミック粉末が得られる反応室と、上記反応室に連結され、排出された大きい粒や小さい粒及び微細粒のアルミナセラミック粉末が収集される粉末収集ユニットと、上記粉末収集ユニットに連結され、上記反応室を真空にさせる真空ポンプと、が含有される。 In order to achieve the above object, the present invention is a high-frequency plasma synthesizer, which deposits alumina from aluminum debris, and supplies the hot plasma flame to the aluminum debris awaiting treatment using a carrier gas. The device is housed in a matching box, installed in a base, connected to an induction coil via a matching circuit, a high-frequency generator for supplying RF energy, one end of which is connected to the supply device, and the other end A thermal plasma source that penetrates the base, has the induction coil, and uses RF energy to excite gas molecule ionization to generate a plasma flow, and is connected to the other end of the thermal plasma source. In a vacuum atmosphere, a protective gas and a reactive gas are introduced into the aluminum debris. While a magnetic field is generated and a discharge space is maintained, a hot plasma flame is formed, and hot plasma treatment and high-temperature purification reaction are performed on the aluminum debris, and alumina is precipitated from the aluminum debris to obtain an alumina ceramic powder. A reaction chamber connected to the reaction chamber, a powder collection unit for collecting discharged large and small particles of fine alumina ceramic powder, and a powder collection unit connected to the powder collection unit, the reaction chamber being evacuated. A vacuum pump to be contained.
本考案の上記実施例によれば、上記アルミニウムかすは、ドロス（Dross）や焼却灰（Incinerator ash）である。 According to the embodiment of the present invention, the aluminum residue is dross or incinerator ash.
本考案の上記実施例によれば、上記高周波生成器は、1KW〜10MWのプラズマパワーを供給する。 According to the embodiment of the present invention, the high-frequency generator supplies a plasma power of 1 KW to 10 MW.
本考案の上記実施例によれば、上記高周波生成器は、1MHz〜500MHzの高周波プラズマを生成する。 According to the embodiment of the present invention, the high frequency generator generates high frequency plasma of 1 MHz to 500 MHz.
本考案の上記実施例によれば、上記熱プラズマ源は、高週波プラズマトーチや直流プラズマトーチ或いはバーナーである。 According to the embodiment of the present invention, the thermal plasma source is a high frequency plasma torch, a direct current plasma torch or a burner.
本考案の上記実施例によれば、上記誘導コイルの巻き数は、２〜６である。 According to the embodiment of the present invention, the number of turns of the induction coil is 2-6.
本考案の上記実施例によれば、上記熱プラズマ源は、５００℃〜５０００℃の温度下で操作される。 According to the embodiment of the present invention, the thermal plasma source is operated at a temperature of 500 ° C to 5000 ° C.
本考案の上記実施例によれば、上記熱プラズマ源は、主として、原料送料バルブや石英管、ケーシングパイプ及び反応気体入口からなる。 According to the embodiment of the present invention, the thermal plasma source mainly comprises a raw material shipping valve, a quartz tube, a casing pipe, and a reaction gas inlet.
本考案の上記実施例によれば、上記粉末収集ユニットは、上記反応室に連結される第一導管と、上記第一導管に連結される第二導管と、上記第二導管に連結されるろ過管とがあり、大きい粒や小さい粒及び微細粒のアルミナセラミック粉末が、それぞれ、上記第一導管と第二導管及びろ過管によって収集されて排出される。 According to the embodiment of the present invention, the powder collecting unit includes a first conduit connected to the reaction chamber, a second conduit connected to the first conduit, and a filtration connected to the second conduit. Large, small and fine alumina ceramic powders are collected and discharged by the first conduit, the second conduit and the filter tube, respectively.
本考案の上記実施例によれば、上記ろ過管に、フィルタースクリーンが設けられて、小さい粒状のアルミナセラミック粉末が、上記フィルタースクリーンによってろ過されて、上記第二導管から排出される。 According to the embodiment of the present invention, the filter tube is provided with a filter screen, and small granular alumina ceramic powder is filtered by the filter screen and discharged from the second conduit.
本考案の上記実施例によれば、上記真空ポンプは、上記粉末収集ユニットのろ過管に連結され、上記反応室において、形成された小さい粒と微細粒のアルミナセラミック粉末を吸引する。 According to the embodiment of the present invention, the vacuum pump is connected to the filter tube of the powder collecting unit and sucks the formed small and fine alumina ceramic powder in the reaction chamber.
本考案の上記実施例によれば、上記反応気体は、酸素ガスであり、上記キャリヤガスと保護気体は、アルゴンガスである。 According to the embodiment of the present invention, the reaction gas is oxygen gas, and the carrier gas and the protective gas are argon gas.
以下、図面を参照しながら、本考案の特徴や技術内容について、詳しく説明するが、それらの図面等は、参考や説明のためであり、本考案は、それによって制限されることが無い。 Hereinafter, the features and technical contents of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the drawings and the like are for reference and explanation, and the present invention is not limited thereby.
図１と図２は、それぞれ、本考案の高周波プラズマ合成装置概念図と、本考案の反応器-熱プラズマ源概念図である。図のように、本考案に係る高周波プラズマ合成装置は、アルミニウムかす（Aluminum residues）から、アルミナ（Al2O3）を析出し、少なくとも、供給装置１や高周波生成器２、熱プラズマ源３、反応室４、粉末収集ユニット５及び真空ポンプ６から構成される。 1 and 2 are a conceptual diagram of a high-frequency plasma synthesizer according to the present invention and a conceptual diagram of a reactor-thermal plasma source according to the present invention, respectively. As shown in the figure, the high frequency plasma synthesizer according to the present invention deposits alumina (Al 2 O 3 ) from aluminum residues, and at least the supply device 1, the high frequency generator 2, the thermal plasma source 3, The reaction chamber 4 is composed of a powder collecting unit 5 and a vacuum pump 6.
上記の供給装置１は、キャリヤガスにより、熱いプラズマ火炎に、処理待ちのアルミニウムかすを案内して供給する。また、上記アルミニウムかすは、ドロス（Dross）や焼却灰（Incinerator ash）である。 The supply device 1 guides and supplies aluminum debris awaiting treatment to the hot plasma flame by the carrier gas. Moreover, the said aluminum waste is dross (Dross) and incinerator ash (Incinerator ash).
上記高周波生成器２は、マッチングボックス２１内に設けられ、基座２２に設置され、マッチング回路２３を介して、誘導コイル３１に連結され、RFエネルギーを供給する。また、上記高周波生成器２は、1KW〜10MWのプラズマパワーを供給し、1MHz〜500MHzの高周波プラズマを生成する。 The high-frequency generator 2 is provided in the matching box 21, installed on the base 22, connected to the induction coil 31 via the matching circuit 23, and supplies RF energy. The high frequency generator 2 supplies a plasma power of 1 KW to 10 MW and generates a high frequency plasma of 1 MHz to 500 MHz.
上記熱プラズマ源３は、その一端が、上記供給装置１に連結され、もう一端が、上記基座２２に貫設され、巻き数が２〜６である誘導コイル３１を有し、RFエネルギーを利用して、気体分子イオン化を励起してプラズマ流を生成する。図２のように、上記熱プラズマ源３は、主として、原料送料バルブ（図示せず）や石英管３２、ケーシングパイプ３３及び反応気体入口３４からなり、上記熱プラズマ源３は、高週波プラズマトーチや直流プラズマトーチ或いはバーナーである。 The thermal plasma source 3 has one end connected to the supply device 1 and the other end penetrating the base 22 and having an induction coil 31 having 2 to 6 windings, Utilizing it, gas molecule ionization is excited to generate a plasma flow. As shown in FIG. 2, the thermal plasma source 3 mainly comprises a raw material shipping valve (not shown), a quartz tube 32, a casing pipe 33, and a reaction gas inlet 34. The thermal plasma source 3 is a high frequency plasma torch. Or a DC plasma torch or burner.
上記反応室４は、上記熱プラズマ源３のもう一端に連結され、真空雰囲気下で、保護気体と反応気体を、上記アルミニウムかすに案内し、RFエネルギーを利用して、上記誘導コイル３１により、交番電磁界が生成され、また、放電空間を維持しながら、熱いプラズマ火炎が形成され、上記アルミニウムかすに対して、熱いプラズマ処理や高温浄化反応を行い、上記アルミニウムかすから、アルミナが析出され、アルミナセラミック粉末が得られる。 The reaction chamber 4 is connected to the other end of the thermal plasma source 3 and guides a protective gas and a reactive gas to the aluminum debris in a vacuum atmosphere, and uses the RF energy to cause the induction coil 31 to An alternating electromagnetic field is generated, and a hot plasma flame is formed while maintaining the discharge space, and hot plasma treatment and high-temperature purification reaction are performed on the aluminum debris, from which the alumina is deposited, An alumina ceramic powder is obtained.
上記粉末収集ユニット５は、上記反応室４に連結され、大きい粒や小さい粒及び微細粒のアルミナセラミック粉末を収集して排出する。上記粉末収集ユニット５は、上記反応室４に連結された第一導管５１や上記第一導管５１に連結された第二導管５２及び上記第二導管５２に連結された、ろ過管５３があり、上記ろ過管５３に、フィルタースクリーン（図示せず）が設けられ、大きい粒や小さい粒及び微細粒のアルミナセラミック粉末が、それぞれ、上記第一導管５１や第二導管５２及びろ過管５３によって収集されて排出される。 The powder collecting unit 5 is connected to the reaction chamber 4 and collects and discharges large, small and fine alumina ceramic powder. The powder collecting unit 5 includes a first conduit 51 connected to the reaction chamber 4, a second conduit 52 connected to the first conduit 51, and a filtration tube 53 connected to the second conduit 52. The filter tube 53 is provided with a filter screen (not shown), and large, small, and fine alumina ceramic powders are collected by the first conduit 51, the second conduit 52, and the filter tube 53, respectively. Discharged.
上記真空ポンプ６は、上記ろ過管５３に連結され、上記反応室４を、真空にさせる。上記のように、新規の高周波プラズマ合成装置が構成される。 The vacuum pump 6 is connected to the filtration tube 53 and makes the reaction chamber 4 vacuum. As described above, a novel high-frequency plasma synthesizer is configured.
本考案に係る高周波プラズマ合成装置は、1.2キログラム/時間の電気容量で、アルミニウムかすを処理してアルミナを生成し、具体的な実施例によれば、当該装置の高さが、約2100ミリメートルである。それによれば、反応室４に対して、真空ポンプ６で、約10-2トルの真空にして、高周波生成器２を利用して、熱プラズマ源３に対して、13.56 MHzとプラズマパワーが5KWであるRFエネルギーを供給し、高周波電流が、6巻き数の誘導コイル３１により、交番電磁界が生成され、完全な調整や負荷範囲を有するため、放電空間を維持して、優れた反応領域があり、５００℃〜５０００℃の温度下で、熱いプラズマ火炎が形成されて、反応室にスプレーする。アルミニウムかすを、キャリヤガスとして、アルゴンガスを利用して、300 SCCMの流量で、供給装置１が、20グラム/分の送料速度で、反応室４に対して供給し、上記反応室４は、保護気体として、アルゴンガスが導入され、18 SLPMの流量で、送料から供給され、渦流を安定させ、また、アルミニウムかすが、熱いプラズマ火炎に案内される時、軸方向に、出発原料として、反応気体の酸素ガスが案内される。熱いプラズマ処理と高温浄化が行われたアルミニウムかすから、高純度アルミナセラミック粉末が取得される。最後に、粉末収集ユニット５で、排出された大きい粒や小さい粒及び微細粒のアルミナセラミック粉末が収集され、また、大きい粒状のアルミナセラミック粉末が、重力により、直接に、上記第一導管５１から、第一収集箱５１１に落下し、小さい粒と微細粒のアルミナセラミック粉末が、更に、上記真空ポンプ６によって吸引され、小さい粒状のアルミナセラミック粉末が、フィルタースクリーンによってろ過され、上記第二導管５２から、第二収集箱５２１に落下し、微細粒のアルミナセラミック粉末が、フィルタースクリーンを通して、上記ろ過管５３から、第三収集箱５３１に落下する。上記は、だだ、一つのより良い実施例であり、本考案は、それによって制限されることなく、実用に応じて、相応しい調整を行うことができる。 The high-frequency plasma synthesizer according to the present invention generates aluminum by treating aluminum debris with an electric capacity of 1.2 kilograms / hour, and according to a specific embodiment, the height of the apparatus is about 2100 millimeters. is there. According to this, a vacuum of about 10 −2 Torr is applied to the reaction chamber 4 with a vacuum pump 6, and 13.56 MHz and a plasma power of 5 kW are applied to the thermal plasma source 3 using the high frequency generator 2. An RF electromagnetic field is generated and an alternating electromagnetic field is generated by the induction coil 31 having six windings, and a high frequency current is generated, and has a complete adjustment and load range. Yes, at a temperature of 500 ° C. to 5000 ° C., a hot plasma flame is formed and sprays into the reaction chamber. Aluminum debris is supplied to the reaction chamber 4 at a shipping rate of 20 grams / minute, using argon gas as a carrier gas, at a flow rate of 300 SCCM. Argon gas is introduced as a protective gas, supplied from the postage at a flow rate of 18 SLPM, stabilizes the vortex, and when the aluminum debris is guided to the hot plasma flame, the reaction gas as starting material in the axial direction The oxygen gas is guided. High purity alumina ceramic powder is obtained from aluminum dust that has been subjected to hot plasma treatment and high temperature purification. Finally, in the powder collecting unit 5, the discharged large, small and fine alumina ceramic powder is collected, and the large granular alumina ceramic powder is directly removed from the first conduit 51 by gravity. Then, the particles fall into the first collection box 511, and the small and fine alumina ceramic powder is further sucked by the vacuum pump 6, and the small granular alumina ceramic powder is filtered by a filter screen, and the second conduit 52 The fine alumina ceramic powder falls from the filter tube 53 to the third collection box 531 through the filter screen. The above is only one better embodiment, and the present invention is not limited thereby, and appropriate adjustments can be made according to practical use.
まず、合成されたアルミナの外観を調査する。アルミニウムかす自身のカラーは、灰色で、本考案において、アルミニウムかすを原料として生産した高純度の精細アルミナセラミック粉末は、異なる入力されたパワー（1KW〜3.5KW）によって、カラーが、次第に、白い色に変化し、また、パワーが、3.5KWに増大すると、合成されたアルミナセラミック粉末のカラーは、純白色に変化する。 First, the appearance of the synthesized alumina is investigated. The color of the aluminum dust itself is gray. In the present invention, the high-purity fine alumina ceramic powder produced using aluminum dust as the raw material has a color that gradually becomes white depending on the different input power (1KW to 3.5KW). When the power is increased to 3.5 KW, the color of the synthesized alumina ceramic powder changes to pure white.
図３は、本考案の3.5KWで合成された粉末の粒径分布曲線概念図である。図のように、合成されたアルミナの粒径分布を調査する。3.5KWで合成された粉末の粒径分布を例とすれば、図において、粒径が、3.0μmより小さいものは、全ての合成されたアルミナ粉末の10%になり、粒径が、8.0μmより小さいものは、全ての合成されたアルミナ粉末の50%になり、また、粒径が、15.6μmより小さいものは、全ての合成されたアルミナ粉末の90%になる。出発原料であるアルミニウムかすの粒径、d50とd90の直径が、それぞれ、22.1μmと73.5μmである。そのため、本装置で、プラズマ合成工程を行うと、有効に、精細セラミック粉末が得られる。また、体積分布とは、粒子が、所定のサイズ範囲で、総サンプリングに対する体積％であり、100%に近づくと、累積体積曲線が、全てのサイズ範囲の総体積に類似する。図のように、d10やd50及びd90は、Ｘ軸（直径）の値によって決められ、また、累積体積曲線が、Y軸上において、10%や50%及び90%で交差する。 FIG. 3 is a conceptual diagram of the particle size distribution curve of the powder synthesized at 3.5 KW of the present invention. As shown in the figure, the particle size distribution of the synthesized alumina is investigated. Taking the particle size distribution of the powder synthesized at 3.5 KW as an example, in the figure, the particle size smaller than 3.0 μm is 10% of all synthesized alumina powder, and the particle size is 8.0 μm. The smaller is 50% of all synthesized alumina powder, and the smaller particle size is less than 15.6 μm is 90% of all synthesized alumina powder. The particle size of the aluminum dross as the starting material, the diameter of d 50 and d 90, respectively, is 22.1μm and 73.5μm. Therefore, when the plasma synthesis process is performed with this apparatus, fine ceramic powder can be obtained effectively. The volume distribution is the volume% of the total sampling in a predetermined size range, and the cumulative volume curve resembles the total volume of all size ranges as it approaches 100%. As shown in FIG, d 10 and d 50 and d 90 is determined by the value of X-axis (diameter), also the cumulative volume curve, on the Y-axis, intersect at 10% and 50% and 90%.
図４は、本考案の合成粉末のX線回折概念図である。図のように、図の異なるカラーにより、1.0KW乃至3.5KWの各入力パワーが示される。X線回折（X-Ray Diffractometer, XRD）分析によれば、合成された粉末は、コランダム構造に属され、また、アルミニウム金属が残されず、アルミナだけを有し、合成された粉末が、確実にアルミナであることと認められ、また、パワーの増加とともに、合成された粉末は、より高い強度を有する。 FIG. 4 is a conceptual diagram of X-ray diffraction of the synthetic powder of the present invention. As shown in the figure, each input power from 1.0 KW to 3.5 KW is indicated by different colors in the figure. According to X-Ray Diffractometer (XRD) analysis, the synthesized powder belongs to the corundum structure, and no aluminum metal is left, it has only alumina, and the synthesized powder is reliably Acknowledged to be alumina, and with increasing power, the synthesized powder has higher strength.
下記表一は、合成粉末の主な成分である。当該表に、異なるパワーによって合成された粉末の化学成分の分析結果が示され、全体のアルミナは、その濃度が、ともに、95%よりも高く、特に、3.5KWの時、アルミナの濃度が、99.95%になる。 Table 1 below shows the main components of the synthetic powder. The table shows the analysis results of the chemical components of the powders synthesized with different powers, and the overall alumina has a concentration of both higher than 95%, especially at 3.5 KW, the concentration of alumina is 99.95%.
本考案は、熱プラズマ技術を利用して、高温熱源として、高周波プラズマ合成装置を構築し、熱いプラズマ処理と高温により、アルミニウムかすが浄化され、アルミニウムかすから、アルミナが析出されて、アルミナセラミック粉末が得られ、これにより、同時に、アルミニウムかすを処理することアルミナを生産することが実現され、アルミニウムかすが、販売可能の製品になる。そのため、本考案による装置を利用して、二次資源の生命周期が増加されることや工業廃棄物の不適当処理により環境に悪影響を与えることを防止できることおよび主な資源を入力する需要を低減することが、実現され、自然資源の開発を低下させて、二酸化炭素の排放量を低減できる。 The present invention uses a thermal plasma technology to construct a high-frequency plasma synthesizer as a high-temperature heat source, the hot debris is purified by hot plasma treatment and high temperature, alumina is precipitated from the aluminum debris, and the alumina ceramic powder becomes The result is that at the same time it is realized to produce alumina by treating aluminum dust, which becomes a product that can be sold. Therefore, by using the device according to the present invention, it is possible to prevent the life cycle of secondary resources from being increased or to adversely affect the environment due to inappropriate treatment of industrial waste, and to reduce the demand for input of main resources. This can be achieved, reducing the development of natural resources and reducing carbon dioxide emissions.
以上のように、本考案に係る高周波プラズマ合成装置は、有効に、従来の諸欠点を解消でき、熱いプラズマ処理と高温により、アルミニウムかすが浄化され、アルミニウムかすからアルミナ（Al2O3）を析出でき、アルミナセラミック粉末が得られ、これにより、同時に、アルミニウムかすを処理することとアルミナを生産することが実現され、アルミニウムかすが、販売可能の製品になる。そのため、本考案は、より進歩的かつより実用的で、法に従って実用新案登録請求を出願する。 As described above, the high-frequency plasma synthesizer according to the present invention can effectively eliminate the conventional drawbacks, and the hot dust is purified by hot plasma treatment and high temperature, and alumina (Al 2 O 3 ) is precipitated from the aluminum dust. Alumina ceramic powder is obtained, which simultaneously realizes the treatment of aluminum debris and the production of alumina, making the aluminum debris a saleable product. Therefore, the present invention is more progressive and more practical, and filed a utility model registration request in accordance with the law.
以上は、ただ、本考案のより良い実施例であり、本考案は、それによって制限されることが無く、本考案に係わる実用新案登録請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。 The above is only a better embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereby, and the equivalents made based on the scope of claims for utility model registration related to the present invention and the contents of the description. All changes and modifications are included in the scope of the utility model registration request of the present invention.
１ 供給装置
２ 高周波生成器
２１ マッチングボックス
２２ 基座
２３ マッチング回路
３ 熱プラズマ源
３１ 誘導コイル
３２ 石英管
３３ ケーシングパイプ
３４ 反応気体入口
４ 反応室
５ 粉末収集ユニット
５１ 第一導管
５１１ 第一収集箱
５２ 第二導管
５２１ 第二収集箱
５３ ろ過管
５３１ 第三収集箱
６ 真空ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply apparatus 2 High frequency generator 21 Matching box 22 Base 23 Matching circuit 3 Thermal plasma source 31 Inductive coil 32 Quartz tube 33 Casing pipe 34 Reaction gas inlet 4 Reaction chamber 5 Powder collection unit 51 First conduit 511 First collection box 52 Second conduit 521 Second collection box 53 Filtration tube 531 Third collection box 6 Vacuum pump
Claims (10)
キャリヤガスにより、熱いプラズマ火炎に、処理待ちのアルミニウムかすを案内して供給する供給装置と、
マッチングボックスに収納され、基座に設置され、マッチング回路を介して、誘導コイルにカップリングされ、RFエネルギーを供給する高周波生成器と、
その一端が上記供給装置に連結され、もう一端が上記基座に貫設され、上記誘導コイルを有し、RFエネルギーで気体分子イオン化を励起してプラズマ流を生成する熱プラズマ源と、
上記熱プラズマ源のもう一端に連結され、上記アルミニウムかすに、真空雰囲気下で、保護気体と反応気体が案内され、RFエネルギーを利用して、上記誘導コイルにより、交番電磁界が生成され、また、放電空間を維持しながら、熱いプラズマ火炎が形成され、上記アルミニウムかすに対して、熱いプラズマ処理や高温により、浄化され、上記アルミニウムかすから、アルミナが析出されて、アルミナセラミック粉末が得られる反応室と、
上記反応室に連結され、排出された大きい粒や小さい粒及び微細粒のアルミナセラミック粉末を収集する粉末収集ユニットと、
上記粉末収集ユニットに連結され、上記反応室を真空にする真空ポンプと、
が含有される、ことを特徴とする高周波プラズマ合成装置。 A high-frequency plasma synthesizer for depositing alumina (Al 2 O 3 ) from aluminum waste,
A supply device for guiding and supplying aluminum debris awaiting treatment to a hot plasma flame by a carrier gas;
A high-frequency generator that is housed in a matching box, installed on a base, coupled to an induction coil via a matching circuit, and supplies RF energy;
A thermal plasma source having one end connected to the supply device, the other end penetrating into the base, the induction coil, and exciting gas molecule ionization with RF energy to generate a plasma flow;
Connected to the other end of the thermal plasma source, a protective gas and a reactive gas are guided to the aluminum debris in a vacuum atmosphere, an alternating electromagnetic field is generated by the induction coil using RF energy, and A reaction in which a hot plasma flame is formed while maintaining the discharge space, and the aluminum debris is purified by hot plasma treatment or high temperature, and alumina is precipitated from the aluminum debris to obtain an alumina ceramic powder. Room,
A powder collecting unit connected to the reaction chamber for collecting discharged large and small grains and fine alumina ceramic powder;
A vacuum pump connected to the powder collection unit and evacuating the reaction chamber;
A high-frequency plasma synthesizer characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015000021U JP3196547U (en) | 2015-01-06 | 2015-01-06 | High frequency plasma synthesizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015000021U JP3196547U (en) | 2015-01-06 | 2015-01-06 | High frequency plasma synthesizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3196547U true JP3196547U (en) | 2015-03-19 |
Family
ID=52986193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015000021U Expired - Fee Related JP3196547U (en) | 2015-01-06 | 2015-01-06 | High frequency plasma synthesizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196547U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112723399A (en) * | 2020-12-10 | 2021-04-30 | 合肥中航纳米技术发展有限公司 | Plasma arc flame combustion reaction system and method for preparing high-purity gamma-Al by using same2O3Method (2) |
-
2015
- 2015-01-06 JP JP2015000021U patent/JP3196547U/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112723399A (en) * | 2020-12-10 | 2021-04-30 | 合肥中航纳米技术发展有限公司 | Plasma arc flame combustion reaction system and method for preparing high-purity gamma-Al by using same2O3Method (2) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102145905B (en) | Method for preparing metallurgy-level aluminum oxide by using fluidized bed pulverized fuel ash | |
| Bardakhanov et al. | Nanopowder production based on technology of solid raw substances evaporation by electron beam accelerator | |
| JP2006001779A (en) | Method for producing sic nanoparticles by nitrogen plasma | |
| JP3196547U (en) | High frequency plasma synthesizer | |
| CN105328115B (en) | The renovation process of cast waste sand hot plasma | |
| CN102211769A (en) | Novel method for comprehensively treating waste mortar formed by processing photovoltaic cell crystalline silicon | |
| Pak et al. | Glass waste derived silicon carbide synthesis via direct current atmospheric arc plasma | |
| CN105819475A (en) | Radiofrequency plasma synthetic method for extracting alumina from aluminum residues | |
| JP5983969B2 (en) | High frequency plasma synthesis method | |
| JP4686666B2 (en) | Silicon manufacturing method | |
| CN112225238A (en) | System and method for realizing resource utilization of aluminum ash by plasma technology | |
| TWI596214B (en) | RF plasma synthesis method | |
| CN104404255A (en) | Simplified method for pretreatment-acid leaching of neodymium iron boron waste material | |
| TWM499417U (en) | RF plasma synthesis device | |
| CN103266234A (en) | Method for preparing silicon carbide particle-reinforced aluminum-based composite material from crystalline silica cutting waste material | |
| CN204434302U (en) | The radiofrequency plasma synthesizer of aluminum oxide is extracted in aluminium slag | |
| CN112723399A (en) | Plasma arc flame combustion reaction system and method for preparing high-purity gamma-Al by using same2O3Method (2) | |
| CN211664970U (en) | Aluminum mud and aluminum ash recycling device | |
| CN205702298U (en) | The generating apparatus again of cast waste sand hot plasma | |
| Yang et al. | Porous Desiccant Wheel Produced Using Inductively Coupled Plasma Technique | |
| JP5811002B2 (en) | Method and apparatus for producing SiO using hollow carbon electrode | |
| CN102491337A (en) | Method for preparing high-purity silicon powder through microwave plasma torch | |
| JP4545357B2 (en) | Method for producing aluminum nitride powder | |
| JP2792255B2 (en) | Composite ultrafine powder and manufacturing method | |
| JPH0416504A (en) | Method for purifying silicon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3196547 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |