[发明专利]一种亚微米锌粉的制备方法及其制备装置

权利要求书

1.一种亚微米锌粉的制备方法，它包括以下步骤：

步骤一，首先将高纯锌锭在熔化熔析炉(11)中加热熔化，然后保持该加热温度，在恒定的温度下熔析出含锌量高的锌液；

步骤二，然后将锌液连续、均匀的流入密闭的蒸发池(9)内进行蒸发，形成锌蒸汽；

步骤三，将锌蒸气通过导气管引入冷凝器(5)中，然后通过设置在冷凝器(5)入口处的拉瓦尔喷管(6)向冷凝器(5)内喷出的超音速惰性气流撞向锌蒸汽，并且超音速惰性气流之间也产生剧烈的碰撞，这样使锌蒸气进行强烈的分散与急剧的骤冷，并在亚微米级或纳米级水平骤冷凝结成核形成亚微米级或纳米级锌粉颗粒，在亚微米级或纳米级锌粉颗粒的表面立即被惰性气体包覆、分散；

步骤四，然后在惰性气体保护下通过抽风机将冷凝器(5)中的冷凝的亚微米级或纳米级锌粉颗粒以及惰性气体形成的气溶胶吸引到冷凝旋风分离器(4)及过滤器中，通过两次的冷凝旋风分离器(4)分离后亚微米级锌粉沉入旋风分离器底部的密封桶内，再经过过滤器后过滤后制得分散性良好的亚微米球形锌粉，最后进行成品包装。

2.根据权利要求1所述的亚微米锌粉的制备方法，其特征是步骤一中的高纯锌锭为1号锌，锌锭根据需要分若干次进行添加，每次的加入量400～600Kg/8h，加热的温度≥420℃。

3.根据权利要求1所述的亚微米锌粉的制备方法，其特征是步骤二中蒸发的温度≥907℃。

4.根据权利要求1所述的亚微米锌粉的制备方法，其特征是所述的拉瓦尔喷管为2-6个，它均匀分布在锌蒸气管与冷凝器连接处，惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气，冷凝器内的温度为220-300℃，所述的拉瓦尔喷管出口的温度为20-40℃，惰性气体流出的温度为150-220℃，流速为500l/h-800l/h。 

5.根据权利要求1所述的亚微米锌粉的制备方法，其特征是所述的步骤四所述的密封桶在出料前进行用氮气保护，所述的抽风机内排出的惰性气体进入水冷却池内冷却，再经增压泵增压至0.2～1MPa，并进入储气罐中循环使用。

6.一种用于制备亚微米锌粉的装置，其特征是它包括供气站(14)、熔化熔析炉(11)、蒸发池(9)、冷凝器(5)、冷凝器旋风分离器(4)、冷却池(3)、增压泵(2)和储气罐(1)，供气站(14)依次与熔化熔析炉(11)、蒸发池(9)、冷凝器(5)、冷凝器旋风分离器(4)和冷却池(3)相连通，在供气站(14)与熔化熔析炉(11)之间设有开关阀门I(13)，蒸发池(9)通过锌蒸气管(8)与冷凝器(5)连通，在锌蒸气管(8)与冷凝器(5)连接处分布有惰性气体喷管，在冷却池(3)通过增压泵(2)与储气罐(1)进气口连接，储气罐(1)出气口与惰性气体喷管连接，在储气罐(1)出气口与惰性气体喷管之间设有开关阀门II(7)连接。

7.根据权利要求6所述的用于制备亚微米锌粉的装置，其特征是所述的熔化熔析炉(11)外层为钢板，内层为硬质耐火砖和保温砖，在熔化熔析池侧面设有加料口和通道(10)，熔化熔析炉(11)通过通道与蒸发池(9)相连通，在熔化熔析炉(11)内设有温度传感器。

8.根据权利要求6所述的用于制备亚微米锌粉的装置，其特征是所述的惰性气体喷管设置为拉瓦尔喷管(6)，拉瓦尔喷管(6)均匀分布在锌蒸气管(8)与冷凝器(5)连接处，拉瓦尔喷管(6)的出气口与锌蒸气管(8)的出气口相对。

9.根据权利要求6所述的用于制备亚微米锌粉的装置，其特征是所述的蒸发池(9)包括池体，在池体的周围由里向外依次包覆有炉体(15)和保温层(16)，在池体的两侧分别设有加料口(12)和导气管(18)。

10.根据权利要求9所述的用于制备亚微米锌粉的装置，其特征是所述的保温层(16)为双层SiC砖体。