一种亚微米镍粉制备装置发明专利

专利名称：一种亚微米镍粉制备装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410888793.9

专利申请（专利权）人：甘肃秀春镍钴新材料有限公司
权利人地址：甘肃省金昌市永昌县东部工业园区(金昌长庆金属粉末有限公司院内)

专利发明（设计）人：王建军,徐培林,王岩

专利摘要：本发明涉及镍粉制备技术领域，具体公开了一种亚微米镍粉制备装置，包括反应釜和粉末桶，反应釜的顶部可拆卸安装有密封盖，反应釜的外壁固定连通有进料管，进料管远离反应釜的一端固定连通有文丘里管，粉末桶上料端与文丘里管喉管连通；通过文丘里管可以带动粉末从进料管进入到反应釜内，并冲击在进料空间内的隔板上后掉落，冲击力通过隔板带动下料盘和上磨盘转动，转动的上磨盘对落在下磨盘上的粉末进行精磨，使得到的金属粉末颗粒粒径更加均匀一致，减少粒径分布的离散程度，有助于打破团聚，让金属颗粒更好地分散在体系中，避免大的团聚体形成影响产品的质量和性能，从而更高效的实现镍粉的生产，并确保生产品质。

主权利要求：
1.一种亚微米镍粉制备装置，包括反应釜（1）和粉末桶（5），其特征在于：所述反应釜（1）的顶部可拆卸安装有密封盖（2），所述反应釜（1）的外壁固定连通有进料管（3），所述进料管（3）远离反应釜（1）的一端固定连通有文丘里管（4），所述文丘里管（4）由喉管、收缩管以及扩散管组成，所述文丘里管（4）扩散管与进料管（3）固定连接，所述粉末桶（5）上料端与文丘里管（4）喉管连通，所述密封盖（2）的顶部固定连通有泄压阀（6）和加料管（7），所述密封盖（2）的内部设置有精磨组件以及混合组件；
所述精磨组件包括有转动连接于反应釜（1）内部的下料盘（801），所述反应釜（1）的内部转动连接有导料盘（806），所述导料盘（806）的内部转动连接有下磨盘（802），所述下料盘（801）的底部固定连接有上磨盘（804），所述上磨盘（804）的外壁均匀固定连接有若干个隔板（803），若干个所述隔板（803）的下表面与导料盘（806）固定连接，所述下料盘（801）的内部滑动连接有呈环形阵列的若干个推块（805），所述推块（805）与下料盘（801）顶部内壁之间固定连接有弹簧（807）；
所述混合组件包括有贯穿并固定连接于反应釜（1）内部的上料管（901），所述上料管（901）位于反应釜（1）内一端固定连接有螺旋管（902），所述下磨盘（802）的下表面对称固定连接有连接块（905），两个所述连接块（905）的下表面固定连接有分料盘（904）；
所述上料管（901）的内部固定连接有导流座（908），所述上料管（901）的内部水平贯穿并转动连接有安装轴（910），所述安装轴（910）的外侧固定连接有叶轮（911），所述叶轮（911）转动连接于导流座（908）的内侧，所述安装轴（910）位于上料管（901）外部的一端固定连接有摩擦盘（909），所述摩擦盘（909）的外壁与导料盘（806）下表面贴合；
所述进料管（3）位于反应釜（1）的切线方向上，所述导料盘（806）、上磨盘（804）和若干个隔板（803）之间形成有多个进料空间，所述进料管（3）与进料空间连通。
2.根据权利要求1所述的一种亚微米镍粉制备装置，其特征在于：所述下料盘（801）的上表面开设有锥形槽，所述下磨盘（802）中部开设有通槽，所述下磨盘（802）中心部位向下呈现为锥形凹陷形态，所述下磨盘（802）与上磨盘（804）之间相互适配。
3.根据权利要求1所述的一种亚微米镍粉制备装置，其特征在于：所述分料盘（904）的内部转动连接有驱动轴（903），所述驱动轴（903）的底部对称贯穿并固定连接有搅拌杆（906），所述驱动轴（903）的顶部与上磨盘（804）内壁之间固定连接有连接杆（907）。
4.根据权利要求1所述的一种亚微米镍粉制备装置，其特征在于：所述螺旋管（902）的外壁与反应釜（1）内壁之间贴合，所述螺旋管（902）位于分料盘（904）与下磨盘（802）之间。
5.根据权利要求1所述的一种亚微米镍粉制备装置，其特征在于：所述分料盘（904）与反应釜（1）内壁之间形成环形空隙。
6.根据权利要求3所述的一种亚微米镍粉制备装置，其特征在于：所述驱动轴（903）的底部外壁开设有圆孔，所述搅拌杆（906）均固定连接于圆孔内且两端均与反应釜（1）内壁贴合。
7.根据权利要求3所述的一种亚微米镍粉制备装置，其特征在于：所述分料盘（904）的底部内侧固定连接有齿套（912），所述驱动轴（903）的外侧固定连接有主齿轮（913），所述齿套（912）的顶部内壁转动连接有副齿轮（914），所述副齿轮（914）啮合连接于主齿轮（913）与齿套（912）之间。 说明书 : 一种亚微米镍粉制备装置技术领域[0001] 本发明涉及镍粉制备技术领域，特别涉及一种亚微米镍粉制备装置。背景技术[0002] 镍粉作为用于制作厚膜导电体的导电糊剂的材料而被使用，在叠层陶瓷电容器中，出于小型化和高容量化的要求，高层叠化不断推进，用于其的导电糊剂的用量也大幅增加，因此作为导电糊剂中使用的金属粉末，避免使用昂贵的贵金属，而廉价的镍等贱金属成为主流。[0003] 多元醇还原法作为一种制备纳米镍粉的方法，通常是以多元醇为介质，利用多元醇的还原性来制备金属或合金粉末，在多元醇还原氢氧化镍得到纳米镍的过程中，多元醇会逐渐分解产生还原性气体（如氢气），这些气体将氢氧化镍还原为纳米镍颗粒，常用的多元醇包括乙二醇、丙三醇等。[0004] 目前多元醇还原法制备纳米镍粉，通常使用金属粉末以及合金粉末作为原料，利用金属盐可溶于或悬浮于乙二醇、一缩二乙二醇等醇中，当加热到醇的沸点时，与多元醇发生还原反应，生成金属沉淀物，通过控制反应温度或引入外界成核剂，可得到纳米级粒子，但镍粉在长时间存储过程中，容易使镍粉表面电荷分布发生变化，静电引力导致镍粉出现团聚现象，团聚后的镍粉会影响到多元醇对金属的还原效果，减少了与多元醇有效接触的表面积，降低了反应速率和效率，使产物中存在较大的颗粒、杂质含量增加等，从而降低产品的质量和性能。[0005] 因此需要提供一种亚微米镍粉制备装置，旨在解决上述问题。发明内容[0006] 本发明的主要目的在于提供一种亚微米镍粉制备装置，可以有效解决背景技术中的问题。[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：[0008] 一种亚微米镍粉制备装置，包括反应釜和粉末桶，所述反应釜的顶部可拆卸安装有密封盖，所述反应釜的外壁固定连通有进料管，所述进料管远离反应釜的一端固定连通有文丘里管，所述文丘里管由喉管、收缩管以及扩散管组成，所述文丘里管扩散管与进料管固定连接，所述粉末桶上料端与文丘里管喉管连通，所述密封盖的顶部固定连通有泄压阀和加料管，所述密封盖的内部设置有精磨组件以及混合组件；[0009] 所述精磨组件包括有转动连接于反应釜内部的下料盘，所述反应釜的内部转动连接有导料盘，所述导料盘的内部转动连接有下磨盘，所述下料盘的底部固定连接有上磨盘，所述上磨盘的外壁均匀固定连接有若干个隔板，若干个所述隔板的下表面与导料盘固定连接，所述下料盘的内部滑动连接有呈环形阵列的若干个推块，所述推块与下料盘顶部内壁之间固定连接有弹簧。[0010] 作为上述方案的进一步改进，所述混合组件包括有贯穿并固定连接于反应釜内部的上料管，所述上料管位于反应釜内一端固定连接有螺旋管，所述下磨盘的下表面对称固定连接有连接块，两个所述连接块的下表面固定连接有分料盘。[0011] 作为上述方案的进一步改进，所述上料管的内部固定连接有导流座，所述上料管的内部水平贯穿并转动连接有安装轴，所述安装轴的外侧固定连接有叶轮，所述叶轮转动连接于导流座的内侧，所述安装轴位于上料管外部的一端固定连接有摩擦盘，所述摩擦盘的外壁与导料盘下表面贴合。[0012] 作为上述方案的进一步改进，所述进料管位于反应釜的切线方向上，所述导料盘、上磨盘和若干个隔板之间形成有多个进料空间，所述进料管与进料空间连通。[0013] 作为上述方案的进一步改进，所述下料盘的上表面开设有锥形槽，所述下磨盘中部开设有通槽，所述下磨盘中心部位向下呈现为锥形凹陷形态，所述下磨盘与上磨盘之间相互适配。[0014] 作为上述方案的进一步改进，所述分料盘的内部转动连接有驱动轴，所述驱动轴的底部对称贯穿并固定连接有搅拌杆，所述驱动轴的顶部与上磨盘内壁之间固定连接有连接杆。[0015] 作为上述方案的进一步改进，所述螺旋管的外壁与反应釜内壁之间贴合，所述螺旋管位于分料盘与下磨盘之间。[0016] 作为上述方案的进一步改进，所述分料盘与反应釜内壁之间形成环形空隙。[0017] 作为上述方案的进一步改进，所述驱动轴的底部外壁开设有圆孔，所述搅拌杆均固定连接于圆孔内且两端均与反应釜内壁贴合。[0018] 作为上述方案的进一步改进，所述分料盘的底部内侧固定连接有齿套，所述驱动轴的外侧固定连接有主齿轮，所述齿套的顶部内壁转动连接有副齿轮，所述副齿轮啮合连接于主齿轮与齿套之间。[0019] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：[0020] 1、借助文丘里管能够带动粉末从进料管进入至反应釜内，且冲击在进料空间中的隔板上后掉落，而该冲击力会经由隔板带动下料盘以及上磨盘进行转动，转动着的上磨盘能够对落在下磨盘上的粉末实施精磨操作，如此一来，可使所得到的金属粉末颗粒的粒径更为均匀一致，极大程度地减少粒径分布的离散程度，从而打破团聚现象，促使金属颗粒能更良好地分散在体系内，避免大的团聚体形成而对产品的质量和性能产生影响，进而能够更为高效地实现镍粉的生产，并有力确保生产的品质，此外利用粉末上料动力驱动上下磨盘的研磨，可以优化资源的利用效率，避免能源的不必要浪费，确保上料过程稳定、持续进行，提升整个生产系统的运行效能。[0021] 2、通过上料管以及螺旋管能够将多元醇注入到反应釜之中，并沿着反应釜的内壁呈螺旋状向下行进，在这旋转向下的过程当中，会与经分料盘引导的粉末相接触，从而便于增大粉末与多元醇的接触面积，促使反应能够更为迅速地展开，并且包裹着粉末落入到反应釜的底部，随后在搅拌杆的搅拌作用下，能够实现更为充分的融合，进一步提升反应效率并缩短反应所需时间。附图说明[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0023] 图1为本发明的整体结构示意图；[0024] 图2为本发明的下料盘结构示意图；[0025] 图3为本发明的进料管结构示意图；[0026] 图4为本发明的反应釜内部结构示意图；[0027] 图5为本发明的下料盘底部结构示意图；[0028] 图6为本发明的上磨盘结构示意图；[0029] 图7为本发明的下料盘局部剖面结构示意图；[0030] 图8为本发明的上料管内部结构示意图；[0031] 图9为本发明的图6中A处结构示意图。[0032] 图中：1、反应釜；2、密封盖；3、进料管；4、文丘里管；5、粉末桶；6、泄压阀；7、加料管；[0033] 精磨组件包括：801、下料盘；802、下磨盘；803、隔板；804、上磨盘；805、推块；806、导料盘；807、弹簧；[0034] 混合组件包括：901、上料管；902、螺旋管；903、驱动轴；904、分料盘；905、连接块；906、搅拌杆；907、连接杆；908、导流座；909、摩擦盘；910、安装轴；911、叶轮；912、齿套；913、主齿轮；914、副齿轮。具体实施方式[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护的范围。[0036] 请参阅图1至图9所示，本发明提供一种实施例：[0037] 一种亚微米镍粉制备装置，包括反应釜1和粉末桶5，反应釜1的顶部可拆卸安装有密封盖2，反应釜1的外壁固定连通有进料管3，进料管3远离反应釜1的一端固定连通有文丘里管4，文丘里管4由喉管、收缩管以及扩散管组成，文丘里管4扩散管与进料管3固定连接，粉末桶5上料端与文丘里管4喉管连通，密封盖2的顶部固定连通有泄压阀6和加料管7，密封盖2的内部设置有精磨组件以及混合组件。[0038] 反应釜1和密封盖2属于现有结构，它们能够较为精确地把控反应所需的温度条件，保证反应在一个相对密闭的空间内得以进行，推动多元醇与金属粉末的反应依照预期顺利开展，粉末桶5能够达成金属粉末的存储以及运输功能，并且与文丘里管4相互配合能够实现金属粉末的上料操作，有力确保了上料过程中的密封性，防止粉末泄漏从而引发安全事故，借助密封盖2上的泄压阀6能够对反应釜1内反应的压力予以调控，规避反应釜1内出现压力过大的情况，通过加料管7可以进行催化剂的添加，以此提升反应效率，文丘里管4是由喉管、收缩管以及扩散管共同构成的，使得经由收缩管进入的气压在经过喉管时能够带动粉末桶5内的粉末上升，而后经过扩散管进入到进料管3内，顺着进料管3实现对精磨组件的推动以及粉末的上料。[0039] 精磨组件包括有转动连接于反应釜1内部的下料盘801，反应釜1的内部转动连接有导料盘806，导料盘806的内部转动连接有下磨盘802，下料盘801的底部固定连接有上磨盘804，上磨盘804的外壁均匀固定连接有若干个隔板803，若干个隔板803关于上磨盘804的外壁呈圆周阵列分布，若干个隔板803的下表面与导料盘806固定连接，下料盘801的内部滑动连接有呈环形阵列的若干个推块805，推块805与下料盘801顶部内壁之间固定连接有弹簧807（如图7所示），进料管3位于反应釜1的切线方向上，导料盘806、上磨盘804和若干个隔板803之间形成有多个进料空间，进料管3与进料空间连通，下料盘801的上表面开设有锥形槽，下磨盘802中部开设有通槽，下磨盘802中心部位向下呈现为锥形凹陷形态，下磨盘802与上磨盘804之间相互适配。[0040] 通过下料盘801不仅可以实现上磨盘804在反应釜1内的转动安装，还可以实现进料空间顶部的密封，避免粉末弥漫到反应釜1的顶部，通过下磨盘802与上磨盘804之间的配合，可以实现进料空间内落下的粉末的精磨，使得到的金属粉末颗粒粒径更加均匀一致，减少粒径分布的离散程度，有助于打破团聚，让金属颗粒更好地分散在体系中，避免大的团聚体形成影响产品的质量和性能，通过隔板803可以将导料盘806、上磨盘804、下料盘801以及反应釜1内壁之间分割成多个进料空间，以便于带动粉末在下磨盘802的周围转动，并均匀的从下磨盘802边缘处向着中间移动，确保粉末均匀的落在下磨盘802的顶部，最后通过下磨盘802中部通槽完成精磨后粉末的下料，此外进料空间通过弹簧807带动的推块805推动内部粉末，使其在弹性势能以及内部正压的情况下，推动粉末进入到下磨盘802以及上磨盘804之间，从而完成粉末从进料到研磨之间的驱动，确保粉末的研磨质量。[0041] 混合组件包括有贯穿并固定连接于反应釜1内部的上料管901，上料管901位于反应釜1内一端固定连接有螺旋管902，下磨盘802的下表面对称固定连接有连接块905，两个连接块905的下表面固定连接有分料盘904，上料管901的内部固定连接有导流座908，上料管901的内部水平贯穿并转动连接有安装轴910，安装轴910的外侧固定连接有叶轮911，叶轮911转动连接于导流座908的内侧，安装轴910位于上料管901外部的一端固定连接有摩擦盘909，摩擦盘909的外壁与导料盘806下表面贴合，分料盘904的内部转动连接有驱动轴903，驱动轴903的底部对称贯穿并固定连接有搅拌杆906，驱动轴903的顶部与上磨盘804内壁之间固定连接有连接杆907，螺旋管902的外壁与反应釜1内壁之间贴合，螺旋管902位于分料盘904与下磨盘802之间，分料盘904与反应釜1内壁之间形成环形空隙，驱动轴903的底部外壁开设有圆孔，搅拌杆906均固定连接于圆孔内且两端均与反应釜1内壁贴合，分料盘904的底部内侧固定连接有齿套912，驱动轴903的外侧固定连接有主齿轮913，齿套912的顶部内壁转动连接有副齿轮914，副齿轮914啮合连接于主齿轮913与齿套912之间。[0042] 通过上料管901和螺旋管902的配合，可以使得多元醇顺着反应釜1的内壁呈螺旋状下料，在下料过程中会与经过分料盘904分导的粉末接触，以便于增大粉末与多元醇的接触面积，使得反应更迅速地进行，并且多元醇在螺旋下料过程中还会包裹粉末落入到反应釜1的底部，然后在搅拌杆906的搅拌下可以实现更充分的融合，进一步提高反应效率并缩短反应时间，驱动轴903上的圆孔可以实现搅拌杆906的贯穿安装，确保安装的牢固性，搅拌杆906的两端与反应釜1内壁相贴合，能够实现对多元醇沿内壁螺旋下料这一过程的截断，使得碰撞过程中增大与粉末的接触面积，通过导流座908使得多元醇在上料管901内的导向，并通过摩擦盘909与导料盘806的贴合实现叶轮911的驱动，使得叶轮911进一步提高多元醇在上料管901内的移动速度，确保多元醇在与粉末混合后依旧可以绕着反应釜1的内壁进行螺旋向下的流动，副齿轮914啮合连接于主齿轮913与齿套912之间，使得驱动轴903的转动可以带动分料盘904同向转动，转动的分料盘904带动其顶部的粉末在离心力的作用下可以充分的甩入到多元醇内，实现充分的融合。[0043] 结合上述的优选实施例，本发明工作原理如下：[0044] 准备步骤如下：首先操作人员需要将文丘里管4扩散管与进料管3的一端固定连接，随后需要将金属粉末添加进入粉末桶5内，并将粉末桶5搬运到文丘里管4的底部，接着将粉末桶5上的上料端与文丘里管4喉管通过螺栓固定连通，此时通过反应釜1顶部观察反应釜1内状态，在确保状态正常之后，把密封盖2放置于反应釜1之上进行安装，从而实现反应釜1的密封。[0045] 制备步骤如下：[0046] 金属粉末的精磨操作：当文丘里管4收缩管通入高压气体时，气体通过文丘里管4喉管时，气流速度增加，压力降低，形成负压区域，该负压区域会产生吸附力，将粉末桶5内的空气以及粉末吸入文丘里管4喉管内，文丘里管4内的高速气流会使粉末与气流充分混合，增加了粉末的悬浮性和流动性，在文丘里管4扩散管处，气流速度逐渐降低，压力增加，粉末会因为惯性和重力的作用而与气流分离，然后顺着进料管3进入到反应釜1内，并撞击在进料空间内的隔板803上，撞击后的粉末会枕着隔板803落在下磨盘802上，并且顺着下磨盘802上表面的锥形凹陷向着通槽移动，此外粉末对隔板803的撞击力会推动隔板803带动下料盘801转动，转动的下料盘801带动与下磨盘802配合的上磨盘804实现粉末的精磨，确保粉末颗粒大小的均匀性；[0047] 其中，当气流与粉末进入到由导料盘806、上磨盘804和隔板803形成的进料空间内时，气流会优先带动粉末进入到上磨盘804与下磨盘802之间空隙，由于该空隙较小，在上磨盘804不旋转研磨时，粉末会堵塞两者之间的空隙，此时气流与粉末的持续进入不仅可以推动隔板803转动，还能推动顶部的推块805并压缩弹簧807实现弹性势能的存储，在转动过程中，粉末会出现部分的研磨消耗，此时气流在进料空间内形成的正压可以推动粉末进行补料，以便于确保上磨盘804与下磨盘802可以始终保持对粉末的研磨，此外进料空间的转动可以实现粉料在下磨盘802边缘的均匀下料，从而实现进料动能的充分利用，实现低成本高效率的上料研磨；[0048] 其中，在对粉末进行补料之后，进料空间内的正压将会有所降低，此时弹簧807会在其自身弹性势能的作用下推动顶部的推块805，推块805会向下移动并对进料空间进行压缩，使得进料空间变小，从而确保内部正压维持不变；[0049] 金属粉末的混合操作：精磨之后的粉末准者通孔落入到分料盘904上，然后经过分料盘904的导向分流使得粉末顺着反应釜1与分料盘904之间环形空隙向下移动，在移动过程中，通过上料管901与螺旋管902灌入反应釜1内的多元醇，会顺着反应釜1的内壁螺旋向下并与粉末接触，裹挟粉末的同时，增大粉末与多元醇的接触面积，使得反应更迅速地进行，并落入到反应釜1的底部；[0050] 其中多元醇在上料管901内部时，通过摩擦盘909与导料盘806的贴合，使得摩擦盘909的转动带动安装轴910，安装轴910带动其上固定连接的叶轮911转动，转动的叶轮911通过导流座908可以进一步驱动上料管901内的多元醇，使得多元醇可以更稳定的顺着反应釜1的内壁进行螺旋向下的流动；[0051] 其中下料盘801和上磨盘804的转动通过连接杆907带动驱动轴903转动，转动的驱动轴903带动搅拌杆906转动实现螺旋向下多元醇的截断，在截断过程中与多元醇的碰撞可以进一步增大粉末与多元醇的接触面积，并且在搅拌杆906的搅拌下，提高多元醇与粉末的混合效果，并提高整体的混合效率；[0052] 其中，驱动轴903的转动可以带动其外侧固定连接的主齿轮913转动，由于副齿轮914啮合连接于主齿轮913与齿套912之间，因此主齿轮913可以带动齿套912同向转动，转动的齿套912带动分料盘904转动，转动的分料盘904带动落在其上的粉末转动，使得粉末在离心力的作用下可以充分的甩入到多元醇内，实现充分的融合。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2024-07-04

专利公开日期：2024-08-30

专利公告号：CN118404084B