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一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法及裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510612908.2

申請日:

2015.09.23

公開號:

CN105170987A

公開日:

2015.12.23

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 9/04申請日:20150923|||公開
IPC分類號: B22F9/04 主分類號: B22F9/04
申請人: 深圳市中金嶺南科技有限公司
發明人: 林興銘; 李清湘; 邱剛; 陳云鵬; 師平; 樂剛; 周少強; 劉銀; 向紅印; 萬良標; 程玉才
地址: 518000 廣東省深圳市坪山新區大工業區錦銹西路2號
優先權:
專利代理機構: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248 代理人: 韓英杰
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510612908.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.24|||2016.01.20|||2015.12.23

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,包括,將金屬原料粉末和球磨助劑混合均勻,與鋼球按比例投入到密閉的新型滾筒球磨機中球磨,球磨過程通過冷卻水循環系統控制球磨溫度,利用球磨氣氛控制系統調節筒內球磨氣氛;出料采用密閉出料系統,通入一定壓力的惰性氣體,啟動抽風機和球磨機,用吹吸方式將球磨機內磨好的金屬粉末吹吸出來;再投入到分散設備中分散,再經氣流分級設備分級得到成品。以及用于實現上述方法的裝置。本發明方法全過程自動化程度高,無鋼球周轉,極大降低工人勞動強度和勞動量,另外密封性和冷卻效果良好,無粉塵污染,避免了出粉過程中的粉末氧化自燃現象,并且產量大,生產效率極大提高。

權利要求書

權利要求書
1.  一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,包括:
(1)、將金屬原料粉末和球磨助劑混合均勻,與鋼球按比例投入到密閉的滾筒球磨機中球磨,球磨過程通過冷卻水循環系統控制球磨溫度,利用球磨氣氛控制系統調節筒內球磨氣氛,出料;
(2)、出料采用密閉出料系統,通入一定壓力的惰性氣體,啟動抽風機和球磨機,用吹吸方式將球磨機內磨好的金屬粉末吹吸出來,收集于密閉儲料罐中;
(3)、再投入到分散設備中分散,再經氣流分級設備分級得到成品。

2.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,所述步驟(1)中球磨轉速為22~36rpm,球磨5~10小時。

3.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,所述步驟(1)中球磨溫度為20~25℃,球磨氣氛中氮氣體積比例90%~98%。

4.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,所述步驟(2)中抽風機運轉頻率為40~45Hz,球磨機轉速為28~34rpm。

5.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,所述惰性氣體為氮氣或者其他惰性氣體,壓力為0.03~0.1MpaMPa。

6.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,所述步驟(2)中用吹吸方式將球磨機內磨好的金屬粉末吹吸出來后,經旋風收塵器和布袋收塵器收集于密閉儲料罐中,5~10分鐘即可達到99%的收得率。

7.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,金屬原料粉末和球磨助劑的重量比范圍為100:1~3.5,金屬原料粉末的粒徑范圍為-200目。

8.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,金屬原料粉末和鋼球的重量比范圍為1:8~20,鋼球為6mm、9.5mm、和12mm粒徑,三者的配比范圍為3:2:1。

9.  根據權利要求1所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,其特征在于,金屬原料粉末為鋅粉、鋁粉、銅粉、銀粉或銅金粉,用于生產涂料。

10.  一種用于實現權利要求1—9任一權利要求所述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法的裝置,其特征在于:
所述冷卻水循環系統,由一個冷水機組和各裝置中的冷卻水套構成;
所述氣氛控制系統,由氣體制取裝置、儲氣罐、氣體純度檢測裝置和相應管道、閥門構成;
所述密閉出料系統,包括球磨機、旋風收塵器、布袋收塵器、儲料罐和抽風機,通過氣動閥和管道將連接起來。

說明書

說明書一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法及裝置
技術領域
本發明屬于電子材料技術領域,特別涉及一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法及裝置。
背景技術
目前球磨法制備鱗片狀金屬粉末的方法主要有濕法和干法兩種。
申請號為CN01103176.X的專利公開了一種鱗片狀金屬粉末生產工藝,為濕法工藝,它由研磨、分選、過濾、干燥、二次干燥等工序組成,將原料鋅粉與溶劑、表面包覆劑按比例投入到球磨機中球磨,球磨后漿料進入儲料缸混勻,混勻后的漿料放入分選筒中靜置,再將所得漿料放入裝有工業濾布的過濾槽內,分離研磨介質,過濾后的膏狀原料放入桶內靜置,吸走表層的溶劑。所得膏狀料經兩次干燥、篩分,即可得到鱗片狀金屬粉末成品。上述濕法工藝復雜、流程長,效率低,球磨過程中使用的溶劑易燃易爆危險,且烘干過程中易造成金屬粉末的氧化和團聚。
申請號為CN03135633的專利公開了“一種鱗片狀金屬粉末的制造方法”,該技術采用高能臥式攪拌球磨機干法制備鱗片狀金屬粉末,球磨轉速為900~1300r/min。由于轉速太高,球磨過程中會產生部分冷焊,所生產粉末(如片狀鋅粉和片狀鋁粉)分散性較差,均勻性不高,無法滿足高檔片狀鋅粉和片狀鋁粉的要求。另外由于密封技術限制,生產設備無法放大,球磨筒最大容積為100L,一次僅能球磨十幾公斤金屬粉,產量低,導致生產效率偏低。
發明內容
鑒于現有技術存在的技術問題,本發明涉及一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法及裝置。
本發明優選的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法,包括:
(1)、將金屬原料粉末和球磨助劑混合均勻,與鋼球按比例投入到密閉的新型滾筒球磨機中球磨,球磨過程通過冷卻水循環系統控制球磨溫度,利用球磨 氣氛控制系統調節筒內球磨氣氛,出料;
(2)、出料采用密閉出料系統,通入一定壓力的惰性氣體,啟動抽風機和球磨機,用吹吸方式將球磨機內磨好的金屬粉末吹吸出來,收集于密閉儲料罐中;
(3)、再投入到分散設備中分散,再經氣流分級設備分級得到成品。
其中,所述步驟(1)中球磨轉速優選為22~36rpm,球磨優選5~10小時。
所述步驟(1)中球磨溫度優選為20~25℃,球磨氣氛中氮氣體積比例優選為90%~98%。
其中,所述步驟(2)中抽風機運轉頻率優選為40~45Hz,球磨機轉速優選為28~34rpm。
所述步驟(2)中所述惰性氣體優選為氮氣或者其他惰性氣體,壓力優選為0.03~0.1MPa。
步驟(1)中的球磨轉速是根據不同種類原料性質和粒徑的基礎上,通過試驗和研磨理論來確定的,轉速太高超過滾筒球磨機研磨臨界轉速,研磨效果不會提高,過高轉速做無用功,浪費電能、損耗機器;轉速太低,達不到破碎效果。綜合考慮產品質量和相關損耗的基礎上,確定合理的球磨轉速。
步驟(1)中所述球磨溫度為配套循環冷卻水溫度,冷卻水溫度過高,球磨機各轉動軸承冷卻不足,研磨產生的溫度難以向外傳遞,造成熱量聚集,易使金屬粉末冷焊,和有機球磨助劑的揮發,降低了研磨效果。
步驟(1)中所述的氣氛純度為氮氣體積比例90%~98%,比例過低,粉末氧化過度,影響產品質量;混入一定比例的空氣,使粉末在研磨過程中得到一定程度的氧化包覆,有助于研磨,另外降低粉末出料時的氧化發熱率。
步驟(2)中所述的風機轉速和出料轉速是根據出料時間最短和出料回收率最高而通過試驗確定。
本發明另一優選方式為所述步驟(2)中用吹吸方式將球磨機內磨好的金屬粉末吹吸出來后,經旋風收塵器和布袋收塵器收集于密閉儲料罐中,5~10分鐘即可達到99%的收得率,提高收率和效率,并無粉塵污染,整個過程全密閉,無粉塵溢出。
將儲料罐中的球磨料再投入到分散設備中分散30~120分鐘,再經氣流分級設備分級得到粒度均勻、松裝密度低的片狀金屬粉末成品。
前述金屬原料粉末和球磨助劑的重量比范圍優選為1:8~20,金屬原料粉末-200目,過篩率(-200目,指過200目篩)為90~99%,對球磨助劑粒徑無嚴格要求,選擇市售即可。前述金屬原料粉末和鋼球的重量比范圍優選為1:8~20,鋼球為6mm、9.5mm、和12mm粒徑,三者的配比范圍優選為3/2/1。
步驟(2)中所述的出料時間為結果參數,5~10分鐘即可完成粉料回收。將儲料罐中的球磨料經分散設備分散,30~120分鐘即可達到效果,繼續延長時間,粉末會在一定的粒度范圍內上下波動,另外時間過長易造成粉末氧化、過熱,出料時易自燃。
本發明再一目的在于提供一種用于實現前述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法的裝置,
所述冷卻水循環系統,由一個冷水機組和各裝置中的冷卻水套構成;
所述氣氛控制系統,由氣體制取裝置、儲氣罐、氣體純度檢測裝置和相應管道、閥門構成;
所述密閉出料系統,包括球磨機、旋風收塵器、布袋收塵器、儲料罐和抽風機,通過氣動閥和管道將連接起來。依次啟動布袋除塵脈沖、抽風機和球磨機等裝置,利用氮氣或其他惰性氣體吹吸方式出料,收集于帶有冷卻水套的密閉儲料罐,5~10分鐘即可完成出料。
本發明提供的方法和裝置全過程自動化程度高,無鋼球周轉,極大降低工人勞動強度和勞動量,另外密封性和冷卻效果良好,無粉塵污染,避免了出粉過程中的粉末氧化自燃現象,并且產量大,生產效率極大提高。
本發明金屬原料粉末為鋅粉、鋁粉、銅粉、銀粉或銅金粉,用于生產涂料;特別適用于生產無鉻鋅基涂料、達克羅以及富鋅涂料等涂料。
本發明所得片狀金屬粉末的平均粒度范圍為片狀鋅粉12~20μm、片狀鋁粉14~24μm、松裝密度為片狀鋅粉0.8~1.3g/mL、片狀鋁粉0.2~0.4g/mL,過篩率(-325目,指過325目篩)為90~99%。
該片狀金屬粉末用于涂料可以顯著提高涂料的附著力和耐腐蝕能力,提高被涂物件的表面反射能力。
本發明相對于現有技術的有益效果包括:
本發明優選的氣氛控制系統,可調配氮氣或其他惰性氣體和空氣的比例,自由設定筒內的氣氛性質,使金屬粉末在球磨過程中表面鈍化,降低粉末冷焊和表面活性,以達到降低粉末在周轉過程中遇空氣自燃的可能性,或實現球磨過程中的機械合金化。
本發明優選的冷卻水循環系統,由于金屬本身的物理性質比較活潑,當其被破碎到一定粒度時,或粉末大量堆積時,金屬粉末遇到空氣會極易自燃,甚至發生爆炸。因此在整個球磨過程和粉料盛裝囤積過程中均采用冷凍水冷卻,降低筒壁溫度,或消耗出料后粉末堆積產生的熱量,以降低粉末遇空氣自燃的可能性。
相比于傳統干式滾筒球磨機,其主要采用傾斜式、開放式自動卸料系統,加料、球磨、出料同時進行,兩端采用網帶式裝置連接,無法進行空氣隔離,不能進行易氧化發熱的金屬粉末的生產研磨。
本發明優選設置的密閉出料系統,使出料過程中隔絕空氣,不會引起金屬粉末的氧化燃燒,無粉塵泄漏污染,無鋼球周轉,極大改善工作環境,和極大降低工人勞動強度。
附圖說明
圖1本發明方法工藝流程圖
圖2密閉出料系統流程圖
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述,但發明的實施方式不限于此。
實施例1
將含有600公斤鋅粉原料、18公斤球磨助劑的混合料和2400公斤6mm、3000公斤9.5mm、600公斤12mm的混合鋼球投入到5M3新型滾筒球磨機中,通過氣氛控制系統,控制球磨筒體內氮氣比例90%~95%的混合氣氛,在密閉條件下球磨,球磨轉速為34rpm,球磨時間8小時,球磨溫度25℃。球磨后的鋅粉進入密閉出料系統,筒內氮氣壓力為0.02MPa,風機運轉頻率為40Hz,球磨機轉速為32rpm,出粉時間為8min。后經分散設備分散、氣流分級得到平均粒 度為13.24μm、松裝密度為1.04g/mL,過篩率(-325目)為98%的片狀鋅粉產品。
實施例2
將含有500公斤鋁粉原料、8公斤球磨助劑的混合料和2000公斤6mm、2500公斤9mm、500公斤12mm的混合鋼球投入到5M3新型滾筒球磨機中,通過氣氛控制系統,控制筒體內氮氣比例95%~98%的混合氣氛,在密閉條件下球磨,球磨轉速為32rpm,球磨時間10小時,球磨溫度20℃。球磨后的鋁粉進入密閉出料系統,筒內氮氣壓力為0.01MPa,風機運轉頻率為40Hz,球磨機轉速為30rpm,出粉時間為6min。后經分散設備分散、氣流分級得到平均粒度為16.35μm、松裝密度為0.32g/L,過篩率(-325目)為99%的片狀鋁粉產品。
實施例3
將含有600公斤霧化鋅粉、9公斤球磨助劑的混合料和2500公斤6mm、3000公斤9mm、500公斤12mm的混合鋼球投入到5M3新型滾筒球磨機中,通過氣氛控制系統,控制筒體內氮氣比例97%~98%的混合氣氛,在密閉條件下球磨,球磨轉速為30rpm,球磨時間8小時,球磨溫度20℃。球磨后的鋅粉進入密閉出料系統,筒內氮氣壓力為0.02MPa,風機運轉頻率為42Hz,球磨機轉速為30rpm,出粉時間為10min。后經分散設備分散、氣流分級得到平均粒度為18.60μm、松裝密度為0.9g/L,過篩率(-325目)為96%的片狀鋅粉產品。
實施例4
將含有400公斤鋁粉原料、4公斤球磨助劑的混合料和2000公斤6mm、3000公斤9mm、100公斤12mm的混合鋼球投入到5M3新型滾筒球磨機中,通過氣氛控制系統,控制筒體內氮氣比例97%~98%的混合氣氛,在密閉條件下球磨,球磨轉速為32rpm,球磨時間6小時,球磨溫度20℃。球磨后的鋁粉進入密閉出料系統,筒內氮氣壓力為0.03MPa,風機運轉頻率為40Hz,球磨機轉速為28rpm,出粉時間為7min。后經分散設備分散、氣流分級得到平均粒度為17.64μm、松裝密度為0.35g/L,過篩率(-325目)為98%的片狀鋁粉產品。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所做的進一步詳細的說明,但是不表示本發明的具體實施是局限于這些說明。對于本發明所屬拘束領的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或是替換,都應視為屬于本發明的保護范圍。

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一種 干式球 磨制 片狀 金屬粉末 方法 裝置
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