專利名稱：粉體表面清洗設(shè)備及清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備及方法，具體地說，涉及的是一種粉體表面
清洗設(shè)備及清洗方法。
背景技術(shù)：
隨著材料科技的不斷發(fā)展，亞微米乃至納米粉體的應(yīng)用越來越廣泛。由于亞微米或納米粉體具有巨大的比表面積，從而使得表面效應(yīng)和界面效應(yīng)表現(xiàn)出許多獨特的物理化學(xué)特性，可根據(jù)使用制成球形、多角形、薄片等多種形貌，這樣的粉體材料已經(jīng)在化學(xué)催化、電磁、光學(xué)、力學(xué)、電子信息、燃料電池及生物醫(yī)學(xué)方面迅速的獲得廣泛應(yīng)用。人們已采用不同方法制備各種納米粉體，但粉體合成反應(yīng)結(jié)束后，溶液中殘留多種陰陽離子，若不清洗干凈會影響納米粉體的性能。 經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)進行檢索，董強，季兆全在《硅酸鹽學(xué)報》2002 10(30)增刊上發(fā)表的文章一"濕化學(xué)法制備納米陶瓷粉體中膜清洗工藝基礎(chǔ)研究"，該文中提出由于粉體顆粒的粒徑小、比表面積大、表面物理化學(xué)作用強，存在強烈的團聚趨勢，應(yīng)用以濾布為過濾介質(zhì)的傳統(tǒng)分離手段進行殘留離子清洗，例如板框壓濾機、離心分離等進行固液分離時會形成堵塞過濾介質(zhì)的致密濾餅層，雜質(zhì)離子包裹其中，難以達到清洗效果，同時過濾速率迅速降低，固液分離效率低下，需重復(fù)裝卸清洗，操作復(fù)雜、粉體損失大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，提供一種粉體表面清洗設(shè)備及清洗
方法，具有清洗效率高，清洗效果好的優(yōu)點，并且本發(fā)明操作方便，設(shè)備簡單。 為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明采用粉體循環(huán)清洗設(shè)備，基
于離子電遷移技術(shù)實現(xiàn)陰陽離子分離，達到粉體表面離子去除的目的。在實現(xiàn)過程中，陰陽
離子在電場的作用下離開粉體顆粒表面靠近電極兩端，從而實現(xiàn)陰陽離子與粉體分離。本
發(fā)明適用的粉體粒度在lOnm-lOO ii m之間，適用的粉體種類為所有非導(dǎo)電粉體。 本發(fā)明提供一種粉體表面清洗設(shè)備，包括循環(huán)水進水口，金屬套筒，進水閥門，電
場正極，濾網(wǎng)，排水閥門，循環(huán)水出水口，循環(huán)水池，攪拌槳，水泵，循環(huán)水出水閥門，取料閥
門，取料管道，密封環(huán)，電場負極以及循環(huán)水進水閥門，電場分離容器；其中濾網(wǎng)設(shè)置在金
屬套筒內(nèi)部，循環(huán)水進水口 一端部分伸入濾網(wǎng)內(nèi)，密封環(huán)位于金屬套筒下方，金屬套筒放下
后，濾網(wǎng)同軸置于金屬套筒內(nèi)，電場正極、電場負極分別位于電場分離容器內(nèi)壁左右兩側(cè)，
電場正極、電場負極與金屬套筒不接觸，金屬套筒底部與密封環(huán)相接觸形成密封；循環(huán)水池
中設(shè)有攪拌槳；待清洗粉體懸濁液由循環(huán)水池經(jīng)水泵、循環(huán)水進水閥門、循環(huán)水進水口進入
濾網(wǎng)內(nèi)，然后，經(jīng)循環(huán)水出水口 、循環(huán)水出水閥門返回到循環(huán)水池內(nèi)，超凈水經(jīng)進水閥門、濾
網(wǎng)、排水閥門后排出，待清洗粉體懸濁液達到指標完成后經(jīng)循環(huán)水出水口、取料閥門、取料
管道排出收集。 在使用循環(huán)清洗設(shè)備前，金屬套筒升起處于電場之外，將待清洗粉體置于循環(huán)水
4池中，開啟循環(huán)水進水閥門、循環(huán)水出水閥門、循環(huán)水池中的攪拌漿和水泵，使待清洗粉體 懸濁液流動，同時打開進水閥門和排水閥門，將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空 間中的液位達到一定的高度后關(guān)閉進水閥門和排水閥門。然后，啟動正負電極產(chǎn)生電場。待 清洗粉體懸濁液在電場中循環(huán)清洗一段時間后，將金屬套筒放下置于濾網(wǎng)與電極之間并與 密封環(huán)相連接，然后取消電場。將排水閥門打開，排出金屬套筒與電極之間的水。打開進水 閥門，再將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間中的液位達到一定的高度后關(guān)閉 進水閥門和排水閥門，然后重新升起金屬套筒，并附加電場，進行新一輪循環(huán)清洗。清洗過 程中對金屬套筒與電極之間排出的水流進行導(dǎo)電率測試，當導(dǎo)電率合格后清洗工作完成， 然后將循環(huán)水池中的粉體經(jīng)取料閥門從取料管道中取出烘干。
本發(fā)明基于上述的設(shè)備，提供一種粉體表面清洗方法，具體包括以下步驟
1)首先將待清洗粉體置于循環(huán)水池中。所述粉體為一切非導(dǎo)電粉體，粉體粒度在10nm-100iim之間。
所述濾網(wǎng)目數(shù)在50-600目之間。 2)將超凈水放入循環(huán)水池中，開啟循環(huán)水進水閥門、循環(huán)水出水閥門和水泵，使待 清洗粉體懸濁液流動。 所述超純水的導(dǎo)電率《20 ii s/cm。 3)同時打開進水閥門和排水閥門，將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，
當該空間中的液位達到規(guī)定的刻度線后關(guān)閉進水閥門和排水閥門。
4)在循環(huán)清洗設(shè)備兩側(cè)附加電壓，在清洗設(shè)備兩側(cè)形成電場。
所述電壓范圍在0-400V之間。 5)水流經(jīng)過電場IO秒-IO分鐘后放下金屬套筒置于濾網(wǎng)與電極之間，并與密封環(huán) 相連接，然后取消電場，將電極與金屬套筒之間水流排走。 6)打開進水閥門，再將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間中的液位達 到刻度線規(guī)定的高度后關(guān)閉進水閥門和排水閥門。然后重新升起金屬套筒，啟動電場，待清 洗粉體懸濁液在清洗設(shè)備中流動進行新一輪清洗。 7)按照以上步驟循環(huán)清洗后，對排水閥門排出的水流進行導(dǎo)電率測試，若導(dǎo)電率 《20ii s/cm，清洗完成。若導(dǎo)電率> 20ii s/cm，則將待清洗粉體懸濁液按照以上1)_6)步 驟繼續(xù)進行循環(huán)清洗，直到排水閥門排出的水流導(dǎo)電率《20ii s/cm為止。
所述循環(huán)清洗時間為15-30分鐘。 本發(fā)明采用粉體循環(huán)清洗設(shè)備，基于離子遷移原理，實現(xiàn)離子與粉體分離，與以往 單純依靠過濾，反復(fù)多次的清水沖洗方法相比，具有清洗效率高，操作簡單可以實現(xiàn)自動連 續(xù)清洗的優(yōu)點。在本發(fā)明中粉體不斷通過電場區(qū)域，陰陽離子在電場作用下實現(xiàn)遷移并聚 集于正負電極兩端，之后采用粉體與富集陰陽離子水流分流的方法達到減少粉體表面陰陽 離子的目的，通過不斷的自動循環(huán)通過電場進行粉體清洗，最終通過采用測試水流導(dǎo)電率 的方法確定最終的粉體清洗效果。


圖1為本發(fā)明實施例中采用的循環(huán)清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1所示A-A剖視圖。
5
圖中l(wèi)-循環(huán)水進水口 ；2-金屬套筒；3-進水閥門；4_電場正極；5_管型濾網(wǎng)； 6-排水閥門；7-循環(huán)水出水口 ；8-取料閥門；9-取料管道；10-攪拌槳；ll-循環(huán)水池； 12-水泵；13-循環(huán)水出水閥門；14-密封環(huán)；15-電場負極；16-循環(huán)水進水閥門、17-電場
分離容器。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，以下的說明僅為理解本發(fā)明 技術(shù)方案之用，不用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
如圖l-2所示，為本發(fā)明以下實施例中采用的循環(huán)清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，包括l-循環(huán) 水進水口 ， 2-金屬套筒，3-進水閥門，4-電場正極，5-管型濾網(wǎng)，6-排水閥門，7-循環(huán)水出 水口，8-取料閥門，9-取料管道，10-攪拌槳，ll-循環(huán)水池，12-水泵，13-循環(huán)水出水閥門， 14-密封環(huán)，15-電場負極，16-循環(huán)水進水閥門以及17-電場分離容器。濾網(wǎng)5設(shè)置在金 屬套筒2內(nèi)部，循環(huán)水進水口 1 一端部分伸入濾網(wǎng)5內(nèi)，密封環(huán)11位于金屬套筒2下方，金 屬套筒2放下后，濾網(wǎng)5同軸置于金屬套筒2內(nèi)，電場正極4、電場負極15分別位于電場分 離容器17內(nèi)壁左右兩側(cè)，電場正極4、電場負極15與金屬套筒2不接觸，金屬套筒2底部 與密封環(huán)14相接觸形成密封。循環(huán)水池11中設(shè)有攪拌槳10。待清洗粉體懸濁液由循環(huán) 水池11經(jīng)水泵12、循環(huán)水進水閥門16、循環(huán)水進水口 1進入濾網(wǎng)5內(nèi)。然后，經(jīng)循環(huán)水出 水口 7、循環(huán)水出水閥門13返回到循環(huán)水池11內(nèi)。超凈水經(jīng)進水閥門3、濾網(wǎng)5、排水閥門 6后排出。待清洗粉體懸濁液達到指標完成后經(jīng)由循環(huán)水出水口 7、取料閥門8、取料管道9 排出收集。 在使用循環(huán)清洗設(shè)備前，設(shè)備所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，金屬套筒2升起處于電場 之外。將待清洗粉體置于循環(huán)水池11中，然后打開進水閥門3將水流溢入到濾網(wǎng)5內(nèi)最后 流到循環(huán)水池11中，待循環(huán)水池11中的水量達到刻度線后關(guān)閉進水閥門3。先后開啟循 環(huán)水池中的攪拌漿10及水泵12，使待清洗粉體懸濁液隨水流在清洗設(shè)備中循環(huán)流動。同 時打開進水閥門3和排水閥門，將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間中的液位 達到規(guī)定的刻度線后關(guān)閉進水閥門和排水閥門，然后啟動正負電極4、15產(chǎn)生電場。待粉體 在電場中循環(huán)清洗一段時間，清洗時間在lOs-lO分鐘之間，可根據(jù)需要選擇不同的清洗時 間。將金屬套筒2放下并與密封環(huán)14相連接，然后取消電場。將排水閥門6打開，排出金 屬套筒2外的水。打開進水閥門，再次將超凈水引入管型濾網(wǎng)5外的容器空間，當該空間中 的液位達到刻度線規(guī)定的高度后關(guān)閉進水閥門3和排水閥門6。然后重新升起金屬套筒2， 啟動電場，待清洗粉體懸濁液在清洗設(shè)備中流動進行新一輪清洗。待循環(huán)清洗一定時間后， 對排水閥門6排出的水流進行導(dǎo)電率測試。當導(dǎo)電率《20ii s/cm，即打開取料閥門8，將清 洗后的粉體懸濁液經(jīng)取料閥門8由取料管道9取出。
實施例一 以處理附著有Na2C03的亞微米A1203粉(平均粒度為1 P m)為例 將A1203粉置于循環(huán)水池中，濾網(wǎng)目數(shù)為300目，將超純水引入循環(huán)清洗設(shè)備管型
濾網(wǎng)外的容器空間，使粉體置于流動的水中，所用水流導(dǎo)電率為lOii s/cm。然后在容器兩側(cè)
附加200伏電壓，使容器兩側(cè)形成電場。使粉體隨水流循環(huán)流動經(jīng)過電場，5分鐘后放下金
屬套筒置于濾網(wǎng)與電極之間，并與密封環(huán)相連接，然后停止水泵并取消電場，將電極與金屬
6套筒之間水流排走。打開進水閥門，再將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間中的 液位達到刻度線規(guī)定的高度后關(guān)閉進水閥門和排水閥門。然后重新升起金屬套筒，啟動電 場，待清洗粉體懸濁液在清洗設(shè)備中流動進行新一輪清洗。按照以上步驟循環(huán)清洗15分鐘 后，對金屬套筒與電極之間排出的水流進行導(dǎo)電率測試，導(dǎo)電率為15 y s/cm。通過以上清洗 可以獲得滿足生產(chǎn)使用要求的合格八1203粉。
實施例二 以處理附著有NaCl的納米TiC粉(平均粒度為10nm)為例 將TiC粉置于循環(huán)水池中，濾網(wǎng)目數(shù)為600目，將超純水引入循環(huán)清洗設(shè)備管型濾 網(wǎng)外的容器空間，使粉體置于流動的水中，所用水流導(dǎo)電率為15iis/cm。然后在容器兩側(cè) 附加400伏電壓，使容器兩側(cè)形成電場。使粉體隨水流循環(huán)流動經(jīng)過電場，10分鐘后放下 金屬套筒置于濾網(wǎng)與電極之間，并與密封環(huán)相連接，然后停止水泵并取消電場，將電極與金 屬套筒之間水流排走。打開進水閥門，再將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間 中的液位達到刻度線規(guī)定的高度后關(guān)閉進水閥門和排水閥門。然后重新升起金屬套筒，啟 動電場，待清洗粉體懸濁液在清洗設(shè)備中流動進行新一輪清洗。按照以上步驟循環(huán)清洗30 分鐘后，對金屬套筒與電極之間排出的水流進行導(dǎo)電率測試，導(dǎo)電率為25ii s/cm > 20ii s/ cm。將抽濾后的粉體再次置于循環(huán)清洗設(shè)備中，按照上述步驟進行再次循環(huán)清洗15分鐘后 取出粉體進行抽濾，對抽濾后的水流進行導(dǎo)電測試，測試結(jié)果為12ii s/cm < 20ii s/cm。通 過以上清洗可以獲得滿足生產(chǎn)使用要求的TiC粉。
實施例三 以處理附著有KC1的金剛石粉(平均粒度為100 ii m)為例 將金剛石粉體置于循環(huán)水池中，濾網(wǎng)目數(shù)為50目，將超純水引入循環(huán)清洗設(shè)備管 型濾網(wǎng)外的容器空間，使粉體置于流動的水中，所用水流的導(dǎo)電率為10i! s/cm。然后在容器 兩側(cè)附加400伏電壓，使容器兩側(cè)形成電場。使粉體隨水流循環(huán)流動經(jīng)過電場，每隔10s后 放下金屬套筒置于濾網(wǎng)與電極之間，并與密封環(huán)相連接，然后停止水泵并取消電場，將電極 與金屬套筒之間水流排走。打開進水閥門，再將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空 間中的液位達到刻度線規(guī)定的高度后關(guān)閉進水閥門和排水閥門。然后重新升起金屬套筒， 啟動電場，待清洗粉體懸濁液在清洗設(shè)備中流動進行新一輪清洗。按照以上步驟循環(huán)清洗 20分鐘后，對金屬套筒與電極之間排出的水流進行導(dǎo)電率測試，導(dǎo)電率為20iis/cm。通過 以上清洗可以獲得滿足生產(chǎn)使用要求的金剛石粉。
權(quán)利要求
一種粉體表面清洗設(shè)備，其特征在于包括循環(huán)水進水口，金屬套筒，進水閥門，電場正極，濾網(wǎng)，排水閥門，循環(huán)水出水口，循環(huán)水池，攪拌槳，水泵，循環(huán)水出水閥門，取料閥門，取料管道，密封環(huán)，電場負極以及循環(huán)水進水閥門，電場分離容器；其中濾網(wǎng)設(shè)置在金屬套筒內(nèi)部，循環(huán)水進水口一端部分伸入濾網(wǎng)內(nèi)，密封環(huán)位于金屬套筒下方，金屬套筒放下后，濾網(wǎng)同軸置于金屬套筒內(nèi)，電場正極、電場負極分別位于電場分離容器內(nèi)壁左右兩側(cè)，電場正極、電場負極與金屬套筒不接觸，金屬套筒底部與密封環(huán)相接觸形成密封；循環(huán)水池中設(shè)有攪拌槳；待清洗粉體懸濁液由循環(huán)水池經(jīng)水泵、循環(huán)水進水閥門、循環(huán)水進水口進入濾網(wǎng)內(nèi)，然后，經(jīng)循環(huán)水出水口、循環(huán)水出水閥門返回到循環(huán)水池內(nèi)，超凈水經(jīng)進水閥門、濾網(wǎng)、排水閥門后排出，待清洗粉體懸濁液達到指標完成后經(jīng)循環(huán)水出水口、取料閥門、取料管道排出收集。
2. 如權(quán)利要求l所述的粉體表面清洗設(shè)備，其特征在于所述金屬套筒能上下移動，該 金屬套筒與內(nèi)部的濾網(wǎng)同軸放置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的粉體表面清洗設(shè)備，其特征在于所述濾網(wǎng)為管型濾網(wǎng)，其 目數(shù)在50-600目之間。
4. 一種采用權(quán)利要求1所述設(shè)備的粉體表面清洗方法，其特征在于包括以下步驟1) 首先將待清洗粉體置于循環(huán)水池中；2) 將超凈水放入循環(huán)水池中，開啟循環(huán)水進水閥門、循環(huán)水出水閥門和水泵，使待清洗 粉體懸濁液流動；3) 同時打開進水閥門和排水閥門，將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間中 的液位達到規(guī)定的刻度線后關(guān)閉進水閥門和排水閥門；4) 在循環(huán)清洗設(shè)備兩側(cè)附加電壓，在清洗設(shè)備兩側(cè)形成電場；5) 水流經(jīng)過電場一定時間后放下金屬套筒置于濾網(wǎng)與電極之間，并與密封環(huán)相連接， 然后取消電場，將金屬套筒外的水由排水閥門排出；6) 打開進水閥門，再次將超凈水引入管型濾網(wǎng)外的容器空間，當該空間中的液位達到 刻度線規(guī)定的高度后關(guān)閉進水閥門和排水閥門，然后重新升起金屬套筒，啟動電場，待清洗 粉體懸濁液在清洗設(shè)備中流動進行新一輪清洗；7) 按照5)-6)步驟循環(huán)清洗，當排水閥門排出的水流導(dǎo)電率符合要求后清洗完成，打 開取料閥門，將清洗后的粉體懸濁液經(jīng)取料閥門由取料管道取出。
5. 如權(quán)利要求4所述的粉體表面清洗方法，其特征在于步驟1)中，所述粉體為一切 非導(dǎo)電粉體，粉體粒度在lOnm-100 ii m之間。
6. 如權(quán)利要求4所述的粉體表面清洗方法，其特征在于步驟2)中，所述超純水的導(dǎo) 電率《20 ii s/cm。
7. 如權(quán)利要求4所述的粉體表面清洗方法，其特征在于步驟3)中，所述電壓范圍在 0-400V之間。
8. 如權(quán)利要求4所述的粉體表面清洗方法，其特征在于步驟4)中，所述電場的保持 時間在10秒-10分鐘之間。
9. 如權(quán)利要求4所述的粉體表面清洗方法，其特征在于步驟7)中，所述循環(huán)清洗時 間為15-30分鐘。
10. 如權(quán)利要求4所述的粉體表面清洗方法，其特征在于步驟7)中，若導(dǎo)電率>20ii s/cm，則將粉體按照以上5)-6)步驟進行循環(huán)電離清洗，直到金屬套筒外經(jīng)排水閥門 排出的水的導(dǎo)電率《20ii s/cm為止。
全文摘要
本發(fā)明公開一種材料技術(shù)領(lǐng)域的粉體表面清洗設(shè)備及清洗方法。所述設(shè)備包括循環(huán)水進水口，金屬套筒，進水閥門，電場正極，濾網(wǎng)，排水閥門，循環(huán)水出水口，循環(huán)水池，攪拌槳，水泵，循環(huán)水出水閥門，取料閥門，取料管道，密封環(huán)，電場負極以及循環(huán)水進水閥門，電場分離容器；所述方法基于離子電遷移技術(shù)實現(xiàn)陰陽離子分離，達到粉體表面離子去除的目的。在實現(xiàn)過程中，陰陽離子在電場的作用下離開粉體顆粒表面靠近電極兩端，從而實現(xiàn)陰陽離子與粉體分離。本發(fā)明適用的粉體粒度在10nm-100μm，粉體種類為非導(dǎo)電或?qū)щ姺垠w。與以往單純依靠過濾，反復(fù)多次的清水沖洗方法相比，具有清洗效率高，清洗效果好的優(yōu)點，且操作方便，設(shè)備簡單。
文檔編號B08B7/00GK101704005SQ20091019900
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者甘可可, 祁更新, 陳樂生, 陳曉 申請人:溫州宏豐電工合金有限公司