一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115401206A(43)申请公布日2022.11.29(21)申请号202211022901.1(22)申请日2022.08.25(71)申请人昆明理工大学地址650000云南省昆明市一二一大街文昌路68号(72)发明人田阳梁栋杨斌徐宝强刘大春王飞李一夫蒋文龙邓勇吴鉴王立鹏(74)专利代理机构四川中代知识产权代理有限公司51358专利代理师王鸿(51)Int.Cl.B22F9/12(2006.01)B22F1/065(2022.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备及方法(57)摘要本发明适用于高纯金属材料制备技术领域，提供了一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备及方法，包括立式炉体，加热区和冷凝区；冷凝区外围由下至上依次设置第一保温装置和第二保温装置，且第一保温装置和第二保温装置可拆卸安装；冷凝区外围设置有液冷装置；冷凝区还开设有气体入口和气体出口；冷凝区内壁设置有安装收集装置的安装结构。通过控制物料的加热温度，冷凝区的冷凝条件，使蒸发的镁蒸气在冷凝区的收集装置上凝结成不同形貌和尺寸的高纯球形镁和/或高纯镁粉。本发明的装置简单，可实现大规模生产，且可以同时制备高纯球形镁和高纯镁粉。CN115401206ACN115401206A权利要求书1/2页1.一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，包括立式炉体，加热区和冷凝区，所述加热区和所述冷凝区设置在所述立式炉体内，且所述加热区位于所述冷凝区下方；所述加热区的外围设置加热体；所述冷凝区的外围由下至上依次设置第一保温装置和第二保温装置，且所述第一保温装置和第二保温装置可拆卸安装；所述冷凝区的外围还设置有液冷装置；所述冷凝区还开设有气体入口和气体出口；所述冷凝区的内壁设置有安装收集装置的安装结构。2.根据权利要求1所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，还包括过滤装置，所述过滤装置可拆卸设置在所述加热区和所述冷凝区之间。3.根据权利要求2所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，还包括多个收集装置，所述收集装置的宽度大于炉体直径的一半，小于炉体直径，并且交错设置在所述冷凝区的内壁上。4.根据权利要求1‑3任一所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，所述冷凝装置包括冷却液入口，冷却液出口和冷却管道，所述冷却液出口设置在所述冷凝区对应立式炉体侧壁面的上方，所述冷却管道盘绕在所述加热区和/或冷凝区的外壁面，所述冷却液入口设置在所述加热区或冷凝区对应立式炉体侧壁面的下方。5.根据权利要求4所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，还包括真空泵和储气装置，所述真空泵通过管道和第一控制阀连接到所述气体出口，所述储气装置通过管道经第二控制阀和流量计连接到所述气体入口。6.根据权利要求5所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括加热控制系统，气体控制系统和冷却循环系统；所述加热控制系统连接所述加热体和分别设置在加热区和冷凝区内的温度传感器；所述气体控制系统连接所述真空泵，所述第一控制阀，所述第二控制阀和所述流量计；所述冷却循环系统连接液体泵，所述液体泵使得冷却液在液冷装置内循环流动。7.根据权利要求6所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备，其特征在于，还包括坩埚，所述坩埚设置在所述加热区内。8.一种采用如权利要求1‑7任一所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的设备制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：S10.将粗镁或镁锭放入坩埚，将坩埚放置于所述加热区内，在坩埚的上方依次安装过滤装置和收集装置，密闭所述立式炉体；S20.开启真空泵和第一控制阀抽真空，当炉内真空度降至预设真空度后开始对加热区加热，同时打开第二控制阀和冷却液循环系统，保持气体和冷却液流动；所述气体为不与镁蒸气反应的气体，所述冷却液为水、油等冷却介质；控制加热区温度为650‑1500℃，调节第二控制阀使得气体流量为1‑500LPM，调节冷却液流量为1‑100LPM，控制冷凝区的温度为100‑700℃；S30.当所述粗镁或镁锭完全蒸发，停止加热；当温度降至室温后，关闭气体控制系统和冷却液循环系统，取出收集装置，得到高纯球形镁和/或高纯镁粉。2CN115401206A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的一种制备高纯球形镁和/或高纯镁粉的方法，其特征在于，控制加热区温度为650‑900℃，调节第二控制阀使得气体流量为200‑500LPM，调节冷却液流量为50‑100LPM，控制冷凝区温度为100‑400℃，以制备高纯镁粉；控制加热区的温度为900‑1500℃，调