[发明专利]一种用于制备锂硼合金的反应器及制备方法

说明书

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种用于制备锂硼合金的反应器及制备方法。所述反应器包括支架、旋转加热炉、坩埚、计量加料装置和控制系统，旋转加热炉设置在支架上，坩埚设置在旋转加热炉内，支架上设置有用于固定搅拌装置的竖直固定支架，旋转加热炉左右两侧的支架上水平设置有可左右滑动的导轨。所述的反应器安全可靠、全封闭无污染、避免了杂质的引入、制备产品的纯度高均匀性号、能稳定批量合成锂硼合金。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种用于制备锂硼合金的反应器及制备方法。

背景技术

作为最新一代的锂系热电池阳极材料，锂硼合金因其较高的电压和容量，优良的导电性和热稳定越来越引起人们的关注。因为原料锂与硼在熔点和密度上的巨大差异，合金的反应过程极其复杂多变，根据原料配比、反应热量控制和搅拌条件的不同，制备出的合金极易出现夹杂、孔洞、偏析等诸多缺陷，产品的均一、稳定性难以实现，加之锂硼合金疏松多孔的骨架嵌锂结构，化学性质极其活泼，与氮气、氧气及潮湿的空气极易发生反应，因此要得到均匀、性能稳定的锂硼合金产品非常困难。

为解决合金上述缺陷及难题，在专利号为CN102851561A的中国发明专利中，公开了一种锂硼合金的生产设备，该生产设备设置两个加热区、加热体翻转、浇铸、转运等工艺加以解决，但这大大增大了熔炼设备的体积及成本 ，通过手套箱进行操作熔炼设备有较大的安全隐患。在专利号为US4110111的专利中，公开了合金生产的温控程序，然而对大合金锭的超温、热量散失并未提及相关解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种安全可靠、全封闭无污染、能稳定批量合成锂硼合金的反应器。

一种用于制备锂硼合金的反应器，包括支架、旋转加热炉、坩埚、计量加料装置和控制系统，所述旋转加热炉设置在支架上，所述坩埚设置在旋转加热炉内，所述支架上设置有用于固定搅拌装置的竖直固定支架，所述旋转加热炉左右两侧的支架上水平设置有可左右滑动的导轨。

作为优选，所述坩埚上方设置有第一坩埚保温盖和坩埚密封盖，所述第一坩埚保温盖和坩埚密封盖上固定有伸缩式热电偶；所述搅拌装置包括固定在竖直固定支架上的搅拌控制器和与搅拌控制器连接的搅拌器，所述搅拌器穿过第一坩埚保温盖和坩埚密封盖，所述搅拌器可升降，通过搅拌器的升降可带动第一坩埚保温盖和坩埚密封盖升降。

作为优选，其中左侧导轨上设置有第二坩埚保温盖，通过导轨向右滑动，可带动第二坩埚保温盖移动到坩埚开口上方中心处，使坩埚开口密封，通过导轨向左滑动，可带动第二坩埚保温盖向左移动复位，使坩埚开口打开；右侧导轨上设置有计量加料装置，通过导轨向左滑动可带动计量加料装置移动到靠近坩埚开口处，实现加料。

作为优选，所述控制系统包括控制器、控制面板和限位开关，所述控制器、限位开关和控制面板电联接，所述导轨、第二坩埚保温盖、计量加料装置、搅拌控制器、旋转加热炉均与所述控制器电联接。

作为优选，所述旋转加热炉上边缘设置有固定坩埚用螺母或凹槽。

作为优选，所述计量加料装置内部设置有物料储存仓、感应称量器及计量仓。

作为优选，所述第一坩埚保温盖、第二坩埚保温盖的上部设置有压紧用弹性螺母。

作为优选，所述反应器的工作环境为在-60℃~-40℃条件下的干燥间或水氧含量＜10PPm的手套箱。

本发明还公开了一种锂硼合金的制备方法，使用上述的反应器进行制备，具体包括以下步骤：