一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]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。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮镃N01103176.X的專利公開了一種鱗片狀金屬粉末生產(chǎn)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(jī)中球磨，球磨后漿料進(jìn)入儲(chǔ)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(yè)濾布的過濾槽內(nèi)，分離研磨介質(zhì)，過濾后的膏狀原料放入桶內(nèi)靜置，吸走表層的溶劑。所得膏狀料經(jīng)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(fù)雜、流程長，效率低，球磨過程中使用的溶劑易燃易爆危險(xiǎn)，且烘干過程中易造成金屬粉末的氧化和團(tuán)聚。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮镃N03135633的專利公開了 “一種鱗片狀金屬粉末的制造方法”，該技術(shù)采用高能臥式攪拌球磨機(jī)干法制備鱗片狀金屬粉末，球磨轉(zhuǎn)速為900?1300r/min。由于轉(zhuǎn)速太高，球磨過程中會(huì)產(chǎn)生部分冷焊，所生產(chǎn)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(shù)限制，生產(chǎn)設(shè)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(chǎn)量低，導(dǎo)致生產(chǎn)效率偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明涉及一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法及裝置。
[0006]本發(fā)明優(yōu)選的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法，包括:
[0007](I)、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(jī)中球磨，球磨過程通過冷卻水循環(huán)系統(tǒng)控制球磨溫度，利用球磨氣氛控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)筒內(nèi)球磨氣氛，出料；
[0008](2)、出料采用密閉出料系統(tǒng)，通入一定壓力的惰性氣體，啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)和球磨機(jī)，用吹吸方式將球磨機(jī)內(nèi)磨好的金屬粉末吹吸出來，收集于密閉儲(chǔ)料罐中；
[0009](3)、再投入到分散設(shè)備中分散，再經(jīng)氣流分級(jí)設(shè)備分級(jí)得到成品。
[0010]其中，所述步驟(I)中球磨轉(zhuǎn)速優(yōu)選為22?36rpm，球磨優(yōu)選5?10小時(shí)。
[0011]所述步驟(I)中球磨溫度優(yōu)選為20?25°C，球磨氣氛中氮?dú)怏w積比例優(yōu)選為90%?98%。
[0012]其中，所述步驟(2)中抽風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率優(yōu)選為40?45Hz，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速優(yōu)選為28?34rpm0
[0013]所述步驟(2)中所述惰性氣體優(yōu)選為氮?dú)饣蛘咂渌栊詺怏w，壓力優(yōu)選為0.03?0.1MPa0
[0014]步驟⑴中的球磨轉(zhuǎn)速是根據(jù)不同種類原料性質(zhì)和粒徑的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)和研磨理論來確定的，轉(zhuǎn)速太高超過滾筒球磨機(jī)研磨臨界轉(zhuǎn)速，研磨效果不會(huì)提高，過高轉(zhuǎn)速做無用功，浪費(fèi)電能、損耗機(jī)器；轉(zhuǎn)速太低，達(dá)不到破碎效果。綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量和相關(guān)損耗的基礎(chǔ)上，確定合理的球磨轉(zhuǎn)速。
[0015]步驟(I)中所述球磨溫度為配套循環(huán)冷卻水溫度，冷卻水溫度過高，球磨機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)軸承冷卻不足，研磨產(chǎn)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(jī)球磨助劑的揮發(fā)，降低了研磨效果。
[0016]步驟(I)中所述的氣氛純度為氮?dú)怏w積比例90%?98%，比例過低，粉末氧化過度，影響產(chǎn)品質(zhì)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(shí)的氧化發(fā)熱率。
[0017]步驟(2)中所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和出料轉(zhuǎn)速是根據(jù)出料時(shí)間最短和出料回收率最高而通過試驗(yàn)確定。
[0018]本發(fā)明另一優(yōu)選方式為所述步驟(2)中用吹吸方式將球磨機(jī)內(nèi)磨好的金屬粉末吹吸出來后，經(jīng)旋風(fēng)收塵器和布袋收塵器收集于密閉儲(chǔ)料罐中，5?10分鐘即可達(dá)到99%的收得率，提高收率和效率，并無粉塵污染，整個(gè)過程全密閉，無粉塵溢出。
[0019]將儲(chǔ)料罐中的球磨料再投入到分散設(shè)備中分散30?120分鐘，再經(jīng)氣流分級(jí)設(shè)備分級(jí)得到粒度均勻、松裝密度低的片狀金屬粉末成品。
[0020]前述金屬原料粉末和球磨助劑的重量比范圍優(yōu)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(duì)球磨助劑粒徑無嚴(yán)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(yōu)選為1:8?20，鋼球?yàn)?mm、9.5mm、和12_粒徑，三者的配比范圍優(yōu)選為3/2/1。
[0021]步驟⑵中所述的出料時(shí)間為結(jié)果參數(shù)，5?10分鐘即可完成粉料回收。將儲(chǔ)料罐中的球磨料經(jīng)分散設(shè)備分散，30?120分鐘即可達(dá)到效果，繼續(xù)延長時(shí)間，粉末會(huì)在一定的粒度范圍內(nèi)上下波動(dòng)，另外時(shí)間過長易造成粉末氧化、過熱，出料時(shí)易自燃。
[0022]本發(fā)明再一目的在于提供一種用于實(shí)現(xiàn)前述的一種干式球磨制備片狀金屬粉末的方法的裝置，
[0023]所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，由一個(gè)冷水機(jī)組和各裝置中的冷卻水套構(gòu)成；
[0024]所述氣氛控制系統(tǒng)，由氣體制取裝置、儲(chǔ)氣罐、氣體純度檢測(cè)裝置和相應(yīng)管道、閥門構(gòu)成；
[0025]所述密閉出料系統(tǒng)，包括球磨機(jī)、旋風(fēng)收塵器、布袋收塵器、儲(chǔ)料罐和抽風(fēng)機(jī)，通過氣動(dòng)閥和管道將連接起來。依次啟動(dòng)布袋除塵脈沖、抽風(fēng)機(jī)和球磨機(jī)等裝置，利用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w吹吸方式出料，收集于帶有冷卻水套的密閉儲(chǔ)料罐，5?10分鐘即可完成出料。
[0026]本發(fā)明提供的方法和裝置全過程自動(dòng)化程度高，無鋼球周轉(zhuǎn)，極大降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)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(xiàn)象，并且產(chǎn)量大，生產(chǎn)效率極大提高。
[0027]本發(fā)明金屬原料粉末為鋅粉、鋁粉、銅粉、銀粉或銅金粉，用于生產(chǎn)涂料；特別適用于生產(chǎn)無鉻鋅基涂料、達(dá)克羅以及富鋅涂料等涂料。
[0028]本發(fā)明所得片狀金屬粉末的平均粒度范圍為片狀鋅粉12?20 μ m、片狀鋁粉14?24 μm、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%。
[0029]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。
[0030]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括:
[0031]本發(fā)明優(yōu)選的氣氛控制系統(tǒng)，可調(diào)配氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w和空氣的比例，自由設(shè)定筒內(nèi)的氣氛性質(zhì)，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(dá)到降低粉末在周轉(zhuǎn)過程中遇空氣自燃的可能性，或?qū)崿F(xiàn)球磨過程中的機(jī)械合金化。
[0032]本發(fā)明優(yōu)選的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，由于金屬本身的物理性質(zhì)比較活潑，當(dāng)其被破碎到一定粒度時(shí)，或粉末大量堆積時(shí)，金屬粉末遇到空氣會(huì)極易自燃，甚至發(fā)生爆炸。因此在整個(gè)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(chǎn)生的熱量，以降低粉末遇空氣自燃的可能性。
[0033]相比于傳統(tǒng)干式滾筒球磨機(jī)，其主要采用傾斜式、開放式自動(dòng)卸料系統(tǒng)，加料、球磨、出料同時(shí)進(jìn)行，兩端采用網(wǎng)帶式裝置連接，無法進(jìn)行空氣隔離，不能進(jìn)行易氧化發(fā)熱的