專利名稱:超細(xì)羰基鐵粉的制取工藝的制作方法
本發(fā)明屬于鐵粉制取工藝。
超細(xì)羰基鐵粉制取工藝在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中還未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)道。由于超細(xì)羰基鐵粉在新興科學(xué)和尖端產(chǎn)品中具有特別作用，故各國(guó)均嚴(yán)格保密。
本發(fā)明主要是采用純氮?dú)庾鳠嵩粗迫〕?xì)羰基鐵粉，其工藝流程如附圖所示。
純度為99.9%的氮?dú)庥蓺夤襁M(jìn)入管道1流向氮?dú)庥锜嵫b置2，將氮?dú)庥锜?，羰基鐵液蒸汽Fe(CO)5由載帶系統(tǒng)14入混合器13，并被通過(guò)浮子流量計(jì)15進(jìn)入混合器13的氮?dú)馑♂?，被予熱的氮?dú)馔ㄟ^(guò)彎管3進(jìn)入控制爐5，并與經(jīng)管道16和噴咀4進(jìn)入控制爐5的羰基鐵蒸汽在控制爐最上部相遇，產(chǎn)生分解反應(yīng)，即 Fe(CO)5→Fe+5CO分解反應(yīng)產(chǎn)生的粉末隨著氣流繼續(xù)進(jìn)入控制爐的中、下部，通過(guò)調(diào)整控制爐的溫度?？蓪?duì)已成核的粉末鐵進(jìn)行熱處理或冷處理使其獲得理想的粉末形貌和粒度，經(jīng)處理的粉末隨氣流繼續(xù)進(jìn)入第一集粉器8內(nèi)，其中較粗的粉末落入盛粉裝置12中，而絕大部分霧狀粉末隨氣流進(jìn)入側(cè)吹冷卻裝置9，通過(guò)側(cè)吹，冷卻使粉末迅速降低溫度，并降低粉末顆粒的動(dòng)能。由側(cè)吹冷卻裝置出來(lái)的粉末進(jìn)入第二集粉器10，在此通過(guò)氣粉分離器11進(jìn)行氣體與粉末的分離，被分離的粉末進(jìn)入盛粉裝置12中，即可得到超細(xì)羰基鐵粉，氣體通過(guò)分離器進(jìn)入尾氣處理裝置。
整個(gè)分解過(guò)程必須處于正壓操作，決不允許有負(fù)壓出現(xiàn)。
由盛粉裝置所積沉的粉末必須進(jìn)行純化處理，如在含0.1%氧的氣氛下過(guò)篩，使其表面形成極薄的氧化膜，隨后再進(jìn)行冷化處理，使其表面能再度減小。
本發(fā)明的目的就是制取超細(xì)羰基鐵粉。
影響粉末粒度大小的有諸因素，如氮?dú)饧訜釡囟?，氮?dú)獾牧髁?、羰基鐵蒸汽的濃度(即羰基鐵蒸汽被氮?dú)庀♂尩某潭?等。其中氮?dú)獾挠锜崾侵饕蛩刂?。上述諸因素的影響最終綜合反映在熱制度上。因此，在制取粉末前，對(duì)實(shí)施的方案要進(jìn)行熱平衡的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果來(lái)控制上述諸因素，使控制爐內(nèi)的余熱不能有較多的過(guò)剩，因?yàn)橛酂徇^(guò)剩太大，就會(huì)促使分子(或原子)間的碰撞運(yùn)動(dòng)加劇，使粉末顆粒度長(zhǎng)大，如果爐內(nèi)熱量不足，則導(dǎo)致羰基鐵蒸汽不能完全分解。在一般情況下，允許比計(jì)算結(jié)果有少量的熱過(guò)剩是保證熱分解的先決條件。下面分述各因素的影響。
氮?dú)庥锜釡囟鹊挠绊憽Ｓ锜釡囟鹊母叩蛯?duì)粉末粒度的影響如圖1所示。由圖看出，生核率隨著溫度的上升而提高，而核的長(zhǎng)大速度要比生核速度小，所以隨著溫度的上升，粉末的比表面S增大，即粒度變細(xì)，一直到極限值，溫度大于極限值時(shí)，則有較多的熱量過(guò)剩，使核碰撞幾率增多，核長(zhǎng)大速度加快，從而粉末粒度變粗。表面積減小。
予熱氮?dú)饬髁康挠绊?。被加熱氮?dú)獾牧髁渴怯绊懥６却笮〉挠质且粋€(gè)主要因素。如圖2所示。由圖看出，隨著被予熱氮?dú)饬髁康脑黾?，粉末比表面積變大，粒度變細(xì)，一直到出現(xiàn)極限值。當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁看笥跇O限值時(shí)，過(guò)多的氮?dú)鈳?lái)的熱量也多，過(guò)剩的熱量則使粒度變粗。
羰基鐵蒸汽濃度的影響。隨著羰基鐵蒸汽的降低，粉末粒度變細(xì)，如圖3所示。羰基鐵蒸汽濃度是直接影響粉末粒度大小最關(guān)鍵的因素，因此，必須嚴(yán)格控制。
為尋求最佳熱平衡制度，制取超細(xì)的羰基鐵粉，本發(fā)明控制上述諸工藝因素如下氮?dú)庥锜釡囟?00～600℃，被予熱氮?dú)獾牧髁繛?0～65升/分鐘，用于稀釋羰基鐵蒸汽的氮?dú)饬髁繛?0～45升/分鐘，
圖1 加熱溫度對(duì)粒度的影響
圖2 予熱氮?dú)獾牧髁繉?duì)粒度的影響稀釋前羰基鐵蒸汽的流量為0.4～2.85升/分鐘。
采用上述工藝參數(shù)范圍，能得較理想的超細(xì)羰基鐵粉。
實(shí)施例按照上述的工藝流程，并在所確定的工藝參數(shù)范圍內(nèi)，采用了四組不同的工藝參數(shù)，從而制得了四種不同粒度的超細(xì)羰基鐵粉。表1列舉了各組工藝參數(shù)及其結(jié)果。
表1 本發(fā)明的四則實(shí)施例
8為第一集粉箱，在控制爐5經(jīng)分解反應(yīng)產(chǎn)圖中1為進(jìn)氣管，2為氮?dú)庥锜釥t，3為彎頭連接管，氮?dú)庥蓺夤襁M(jìn)入進(jìn)氣管1，流向氮?dú)庥锜釥t2，被予熱氮?dú)馔ㄟ^(guò)彎管3進(jìn)入控制爐5。14為載帶系統(tǒng)，羰基鐵蒸汽在此產(chǎn)生，15為氮?dú)膺M(jìn)氣管，13為羰基鐵蒸汽和氮?dú)饣旌系幕旌掀鳌?6是蒸汽管道，被稀釋的羰基鐵蒸汽經(jīng)管道16，通過(guò)噴咀4，進(jìn)入控制爐5。6是通氣管，7是水套，
生的粉末鐵隨氣流進(jìn)入集粉筒8，其中較粗的粉末沉入受粉并12，較細(xì)的粉末經(jīng)側(cè)吹管9進(jìn)入第二集粉筒10，通過(guò)氣粉分離器11將氣體和粉末分離。
權(quán)利要求
1.一種以純氮為熱源的，通過(guò)噴咀噴霧，控制爐控溫，側(cè)吹冷卻裝置冷卻和氣粉分離器的分離而制取金屬粉末的方法其特征在于氮?dú)膺M(jìn)入控制爐前進(jìn)行了予熱。通過(guò)控制予熱氮?dú)獾牧髁亢汪驶F蒸汽的濃度，可制取超細(xì)羰基鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于在氮?dú)膺M(jìn)入控制爐的通道上裝有一臺(tái)氣體予熱爐，用于予熱氮?dú)?br>3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的方法，其特征在于氮?dú)獾挠锜釡囟葹?00～600℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1.2和3所述的方法，其特征在于予熱氮?dú)獾牧髁繛?0～65升/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于羰基鐵蒸汽的濃度是通過(guò)控制進(jìn)入混合器的羰基鐵蒸汽的流量和氮?dú)獾牧髁縼?lái)實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的方法，其特征是進(jìn)入混合器的羰基鐵蒸汽量為0.4～2.85升/分，進(jìn)入混合器的氮?dú)饬繛?0～45升/分。
專利摘要
本發(fā)明屬于鐵粉制取工藝。本發(fā)明主要是利用被加熱的氮?dú)馐刽驶F蒸汽在熱空間中瞬時(shí)分解，隨后迅速降低顆粒表面的能量的一種制取工藝。通過(guò)對(duì)預(yù)熱溫度、稀釋氣體流量和羰基鐵蒸汽流量等諸因素的調(diào)節(jié)和控制，使其造成一個(gè)合適的熱制度的空間，從而可獲得較為理想的超細(xì)羰基鐵粉末，以滿足工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要。
文檔編號(hào)B22F9/16GK85100669SQ85100669
公開(kāi)日1986年7月16日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者陳利民, 鄧開(kāi)建, 騰榮厚, 陳趣山, 劉思林, 徐教仁 申請(qǐng)人:冶金部鋼鐵研究總院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan