微纳复合粉体的清洗装置和方法

本发明涉及射频等离子球化制粉，具体而言，涉及一种微纳复合粉体的清洗装置和方法。

背景技术：

1、射频等离子球化制粉技术是利用等离子产生的高温将不规则微米粉末快速加热并熔化形成熔融颗粒，受到表面张力的作用，熔融颗粒迅速转变为球形度高的液滴，并在离开高温区域后冷却凝固形成球形粉末。由于射频等离子中心温度高，如氩气等离子体中心温度高达104k，高于物质的沸点，当粉体进入等离子高温区域时，有部分材料受热蒸发形成蒸汽，当蒸汽离开高温区域，会在微米粉末表面凝结成纳米颗粒，称之为微纳复合粉体，由于纳米颗粒的存在，金属类微纳复合粉体很容易在空气中增氧或自燃，导致球化好的粉末品质严重下降。采用超声波与超声介质分离微纳复合粉体时，处理完成后，超声介质常与微米粉末混在一起，采用加热蒸发干燥，过程较为费时，且长期暴露在含氧环境中，易导致金属类等离子球化粉末氧含量增加或引发自燃。

2、例如，专利cn108554617a公开了一种微纳复合粉体的分离回收装置和方法，采用超声分散和流化床等技术实现微纳复合粉体的分离，但是没有涉及到微纳复合粉体的安全转运及高效干燥处理技术方法，处理过程中容易造成粉末品质的下降。

技术实现思路

1、本发明的目的包括，例如，提供了一种微纳复合粉体的清洗装置和方法，其能够提高清洗和干燥的效率。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种微纳复合粉体的清洗装置，包括清洗单元和加热装置；

4、所述清洗单元内设置有清洗室，所述清洗室内设置有用于承载待清洗微纳复合粉体的过滤网，所述过滤网将清洗室分隔为上腔室和下腔室；

5、所述上腔室连接有送粉管、纳米颗粒悬浊液收集管、用于向上腔体内通入惰性气体并提高上腔体压力的增压管和用于将上腔体内气体抽离的减压管，所述上腔室内设置有与超声波发生器连接的超声振子，所述加热装置位于上腔室底部；

6、所述下腔室连接有进液管、排液管和排气管；

7、所述送粉管、纳米颗粒悬浊液收集管、增压管、减压管、进液管、排液管和排气管上均设置有阀门。

8、在可选的实施方式中，所述上腔室通过减压管连接有真空泵，所述减压管上沿靠近所述真空泵的方向依次设置有真空洗气组件连接阀和真空泵连接阀。

9、在可选的实施方式中，所述上腔室通过增压管连接有惰性气体源，所述增压管上设置有惰性气体源连接阀，所述增压管上设置有气压表。

10、在可选的实施方式中，所述上腔室通过纳米颗粒悬浊液收集管连接有存储罐，所述纳米颗粒悬浊液收集管上设置有收集管透明管段和出液口连接阀。

11、在可选的实施方式中，所述透明管段位于出液口连接阀远离存储罐的一侧，所述减压管靠近上腔室的一端连接在透明管段和出液口连接阀之间，所述增压管远离惰性气体源的一端连接在真空洗气组件连接阀和真空泵连接阀之间。

12、在可选的实施方式中，所述排液管上设置有排液口连接阀和排液管透明管段。

13、在可选的实施方式中，所述下腔室通过进液管连接有洗液储罐，所述进液管上沿液体移动方向依次设置有增压泵、流量阀和进液口连接阀。

14、在可选的实施方式中，还包括支撑架，所述清洗单元的外壁上相对设置有两个盲孔，两个盲孔同轴设置，所述支撑架上对应设置有两个用于插入对应盲孔的支撑轴，所述两个支撑轴之间的距离和两个盲孔之间的距离相适配。

15、第二方面，本发明提供一种利用前述实施方式任意一项所述装置进行微纳复合粉体清洗的方法，包括：

16、s1，在清洗室内充满惰性气体，保持所有阀门关闭；

17、s2，导通送粉管，将微纳复合粉体从送粉管加入至上腔体后关闭送粉管；

18、s3，导通进液管和纳米颗粒悬浊液收集管，待纳米颗粒悬浊液收集管中有液体留过后开启超声波发生器对微纳复合粉体进行清洗，待纳米颗粒悬浊液收集管流出液体清澈时，关闭进液管和纳米颗粒悬浊液收集管；

19、s4，导通排液管、增压管和排气管，开启加热装置至干燥温度，对微纳复合粉体进行干燥，干燥结束后关闭排液管、增压管和排气管；

20、s5，开启送粉管进行出料。

21、在可选的实施方式中，进液管中液体的流量为0.1l/min～10l/min；

22、和/或，干燥温度为90℃～300℃；

23、和/或，干燥时间为10min～4h；

24、和/或，所述进液管中流动的液体为水、酒精、丙酮、异丙醇和角鲨烷中的至少一种；

25、和/或，所述超声振子底部与过滤网之间距离为5mm～50mm，超声波频率为28khz～120khz。

26、本发明实施例的有益效果包括，例如：

27、本申请中的增压管和减压管的配合，首先，可以减少甚至避免微纳复合粉体与氧气接触；其次，当需要排液时可以为上腔室提供正压，减少液体残留在微纳复合粉体颗粒之间，有利于使得固液分离更加彻底，从而提高后续干燥的效率；再次，在干燥过程中可以持续的通入惰性气体，一方面避免增氧，另一方面促进液体挥发，有利于干燥效率。

技术特征：

1.一种微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，包括：清洗单元和加热装置；

2.根据权利要求1所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，所述上腔室通过减压管连接有真空泵，所述减压管上沿靠近所述真空泵的方向依次设置有真空洗气组件连接阀和真空泵连接阀。

3.根据权利要求2所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，所述上腔室通过增压管连接有惰性气体源，所述增压管上设置有惰性气体源连接阀，所述增压管上设置有气压表。

4.根据权利要求3所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，所述上腔室通过纳米颗粒悬浊液收集管连接有存储罐，所述纳米颗粒悬浊液收集管上设置有收集管透明管段和出液口连接阀。

5.根据权利要求4所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，所述收集管透明管段位于出液口连接阀远离存储罐的一侧，所述减压管靠近上腔室的一端连接在收集管透明管段和出液口连接阀之间，所述增压管远离惰性气体源的一端连接在真空洗气组件连接阀和真空泵连接阀之间。

6.根据权利要求1所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，所述排液管上设置有排液口连接阀和排液管透明管段。

7.根据权利要求1所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，所述下腔室通过进液管连接有洗液储罐，所述进液管上沿液体移动方向依次设置有增压泵、流量阀和进液口连接阀。

8.根据权利要求1所述的微纳复合粉体的清洗装置，其特征在于，还包括支撑架，所述清洗单元的外壁上相对设置有两个盲孔，两个盲孔同轴设置，所述支撑架上对应设置有两个用于插入对应盲孔的支撑轴，两个所述支撑轴之间的距离和两个盲孔之间的距离相适配。

9.一种利用权利要求1-8任意一项所述装置进行微纳复合粉体清洗的方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的微纳复合粉体的清洗的方法，其特征在于：进液管中液体的流量为0.1l/min～10l/min；

技术总结
本发明的实施例提供了一种微纳复合粉体的清洗装置和方法，装置包括清洗单元和加热装置；清洗单元内设置有清洗室，清洗室内设置有过滤网，过滤网将清洗室分隔为上腔室和下腔室；上腔室连接有送粉管、纳米颗粒悬浊液收集管、增压管和减压管，上腔室内设置有超声振子，加热装置位于上腔室底部；下腔室连接有进液管、排液管和排气管。本申请中的增压管和减压管的配合，可以减少甚至避免微纳复合粉体与氧气接触；当需要排液时可以为上腔室提供正压，减少液体残留在微纳复合粉体颗粒之间，有利于使得固液分离更加彻底，从而提高后续干燥的效率；在干燥过程中可以持续的通入惰性气体，一方面避免增氧，另一方面提高液体的挥发速率，有利于提高干燥效率。

技术研发人员：申正焱,施麒,谭冲,刘辛
受保护的技术使用者：广东省科学院新材料研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16