專利名稱：：等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬氧化物的制備，即一種等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法。
背景技術(shù)：
：氧化鉍在電子行業(yè)應(yīng)用很廣，但目前生產(chǎn)氧化鉍的廠家多采用化學(xué)法，用硝酸鉍水解法進(jìn)行生產(chǎn)，歐洲曼浦漢克化工公司有400多年的生產(chǎn)歷史，是世界上最大的氧化鉍生產(chǎn)商，2005年在中國(guó)浙江建立獨(dú)資工廠。中國(guó)的氧化鉍生產(chǎn)廠也都是使用化學(xué)法，用硝酸鉍水解法生產(chǎn)，如北京的當(dāng)升公司、成都的蜀都公司、湖南郴州的鉍業(yè)集團(tuán)?；瘜W(xué)法生產(chǎn)的工藝流程如下鉍錠一造粒一加入硝酸溶液反應(yīng)、溶解一加入氫氧化鈉溶液、沉淀一洗滌一烘干一粉碎。采用化學(xué)法生產(chǎn)工藝步驟多、產(chǎn)品粒徑為微米級(jí)水平，而且有大量的廢氣、廢水產(chǎn)生。
發(fā)明內(nèi)容為了克服化學(xué)法生產(chǎn)氧化鉍工藝步驟多、產(chǎn)品粒徑粗和污染環(huán)境的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了用等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法。利用等離技術(shù)生產(chǎn)氧化鉍的方法稱之為"等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法"。在直流電源作用下，陽(yáng)極與陰極之間形成等離子孤，在等離子汽相反應(yīng)爐中，使金屬鉍液迅速汽化，并同時(shí)與富氧空氣瞬間化合，而生成超細(xì)氧化鉍，隨之加入大量的空氣，使生成的氧化鉍超細(xì)顆粒，迅速冷卻，進(jìn)入分離回收系統(tǒng)，其特征在于，供給等離子汽相反應(yīng)爐電極的電壓為2540伏，電流6002000安倍，正極為金屬鉍，負(fù)極為碳棒，負(fù)極碳棒截面中的電流密度為2045安倍/cm2，弧長(zhǎng)2030mm，向等離子汽相爐中送入的空氣質(zhì)量為同期等離子弧汽化金屬鉍質(zhì)量的13070倍。分離回收系統(tǒng)包括重力沉降室和布袋收塵器，在重力沉降室中，氧化鉍顆粒隨煙氣由下而上，其流速小于0.125米/秒，隨后進(jìn)入布袋收塵器，在布袋收塵器中，空氣透過(guò)濾袋的速度小于0.4米/每分鐘，氧化鉍細(xì)粒粘附在布袋的外層，兩個(gè)布袋收塵器輪流工作，當(dāng)一個(gè)布袋收塵器達(dá)到飽和時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)布袋收塵器，同時(shí)，已飽和的布袋收塵器開(kāi)始自動(dòng)噴吹，清灰卸料。等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，將等離子技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)反應(yīng)中替代反應(yīng)釜，制備金屬氧化物是本發(fā)明的特點(diǎn)。應(yīng)用等離子技術(shù)使?fàn)t中溫度由室溫瞬間升高到5000K以上，又瞬間將含氧化鉍的煙氣降到12(TC以下。驟熱驟冷是形成納米氧化鉍的關(guān)鍵和化學(xué)法，即用硝酸鉍水解法比較，等離子汽相法產(chǎn)出的氧化鉍純度達(dá)99.9%以上，平徑粒徑小于100nm，達(dá)到納米級(jí)水平，而硝酸鉍水解法純度一般只有99.85%，平均粒徑510Mm，而且等離子汽相法工藝簡(jiǎn)單，一步完成，人為影響質(zhì)量的因素少，耗能少，工時(shí)少，不用其他酸、堿等化工原料，生產(chǎn)中無(wú)三廢產(chǎn)生。圖l是本發(fā)明的設(shè)備示意圖圖中1、控制柜，2、電源柜，3、氧氣瓶，4、汽化爐，5、重力沉降室，6、換向閥，7、布袋收塵器，8、換向排空閥，9、卸料陶，10、風(fēng)機(jī)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明如下等離子汽相生產(chǎn)氧化鉍的方法，是在汽化爐4中進(jìn)行，爐中正極和金屬鉍相連，負(fù)極為碳棒，控制柜l通過(guò)控制線路和生產(chǎn)線中的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，在汽化爐4上，還有可調(diào)進(jìn)風(fēng)口和投料口，汽化爐4經(jīng)氧氣輸送管路和氧氣瓶3相連，風(fēng)管安裝在電極的上方，并和重力沉降室5的下部相連，重力沉降室5的上口通過(guò)風(fēng)管和換向閥6,與布袋收塵器的下端相連，布袋收塵器7有兩個(gè)，它們之間安有換向閥6，兩個(gè)布袋收塵器7輪流收塵、出料，布袋收塵器7的上口通過(guò)換向排空閥8、風(fēng)管和風(fēng)機(jī)10相連，布袋收塵器7的下口裝有卸料閥9，卸料閥9的下方，放有收料桶。下面舉三個(gè)實(shí)施例，其工藝參數(shù)列表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法，是在直流電源作用下，陽(yáng)極與陰極之間形成等離子孤，在等離子汽相反應(yīng)爐中，使金屬鉍液迅速汽化，并同時(shí)與富氧空氣瞬間化合，而生成超細(xì)氧化鉍，隨之加入大量的空氣，使生成的氧化鉍超細(xì)顆粒，迅速冷卻，進(jìn)入分離回收系統(tǒng)，其特征在于，供給等離子汽相反應(yīng)爐電極的電壓為25～40伏，電流600～2000安倍，正極為金屬鉍，負(fù)極為碳棒，負(fù)極碳棒截面中的電流密度為20～45安倍/cm2，弧長(zhǎng)20～30mm，向等離子汽相爐中送入的空氣質(zhì)量為同期等離子弧汽化金屬鉍質(zhì)量的130～70倍。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法，其特征在于，分離回收系統(tǒng)包括重力沉降室和布袋收塵器，在重力沉降室中，氧化鉍顆粒隨煙氣由下而上，其流速小于0.125米/秒，隨后進(jìn)入布袋收塵器，在布袋收塵器中，空氣透過(guò)濾袋的速度小于0.4米/每分鐘，氧化鉍細(xì)粒粘附在布袋的外層，兩個(gè)布袋收塵器輪流工作，當(dāng)一個(gè)布袋收塵器達(dá)到飽和時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)布袋收塵器，同時(shí)，已飽和的布袋收塵器開(kāi)始自動(dòng)噴吹，清灰卸料。全文摘要等離子汽相法生產(chǎn)氧化鉍的方法，是在直流電源作用下，陽(yáng)極與陰極之間形成等離子孤，在等離子汽相反應(yīng)爐中，使金屬鉍液迅速汽化，并同時(shí)與富氧空氣瞬間化合，而生成超細(xì)氧化鉍，隨之加入大量的空氣，使生成的氧化鉍超細(xì)顆粒，迅速冷卻，進(jìn)入分離回收系統(tǒng)，和化學(xué)法，即用硝酸鉍水解法比較，等離子汽相法產(chǎn)出的氧化鉍純度達(dá)99.9％以上，平徑粒徑小于100nm，達(dá)到納米級(jí)水平，而硝酸鉍水解法純度一般只有99.85％，平均粒徑5～10μm，而且等離子汽相法工藝簡(jiǎn)單，一步完成，人為影響質(zhì)量的因素少，耗能少，工時(shí)少，不用其他酸、堿等化工原料，生產(chǎn)中無(wú)三廢產(chǎn)生。文檔編號(hào)C01G29/00GK101628734SQ200910043778公開(kāi)日2010年1月20日申請(qǐng)日期2009年6月24日優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日發(fā)明者張耀平,李宗澤,李錫牛申請(qǐng)人:常德市耀弘納米科技有限責(zé)任公司