專利名稱：：等離子汽相法生產氧化鉍的方法
技術領域：
：本發明涉及金屬氧化物的制備，即一種等離子汽相法生產氧化鉍的方法。
背景技術：
：氧化鉍在電子行業應用很廣，但目前生產氧化鉍的廠家多采用化學法，用硝酸鉍水解法進行生產，歐洲曼浦漢克化工公司有400多年的生產歷史，是世界上最大的氧化鉍生產商，2005年在中國浙江建立獨資工廠。中國的氧化鉍生產廠也都是使用化學法，用硝酸鉍水解法生產，如北京的當升公司、成都的蜀都公司、湖南郴州的鉍業集團。化學法生產的工藝流程如下鉍錠一造粒一加入硝酸溶液反應、溶解一加入氫氧化鈉溶液、沉淀一洗滌一烘干一粉碎。采用化學法生產工藝步驟多、產品粒徑為微米級水平，而且有大量的廢氣、廢水產生。
發明內容為了克服化學法生產氧化鉍工藝步驟多、產品粒徑粗和污染環境的缺點，本發明提出了用等離子汽相法生產氧化鉍的方法。利用等離技術生產氧化鉍的方法稱之為"等離子汽相法生產氧化鉍的方法"。在直流電源作用下，陽極與陰極之間形成等離子孤，在等離子汽相反應爐中，使金屬鉍液迅速汽化，并同時與富氧空氣瞬間化合，而生成超細氧化鉍，隨之加入大量的空氣，使生成的氧化鉍超細顆粒，迅速冷卻，進入分離回收系統，其特征在于，供給等離子汽相反應爐電極的電壓為2540伏，電流6002000安倍，正極為金屬鉍，負極為碳棒，負極碳棒截面中的電流密度為2045安倍/cm2，弧長2030mm，向等離子汽相爐中送入的空氣質量為同期等離子弧汽化金屬鉍質量的13070倍。分離回收系統包括重力沉降室和布袋收塵器，在重力沉降室中，氧化鉍顆粒隨煙氣由下而上，其流速小于0.125米/秒，隨后進入布袋收塵器，在布袋收塵器中，空氣透過濾袋的速度小于0.4米/每分鐘，氧化鉍細粒粘附在布袋的外層，兩個布袋收塵器輪流工作，當一個布袋收塵器達到飽和時，系統會自動轉換到另一個布袋收塵器，同時，已飽和的布袋收塵器開始自動噴吹，清灰卸料。等離子體是物質的第四態，將等離子技術應用在化學反應中替代反應釜，制備金屬氧化物是本發明的特點。應用等離子技術使爐中溫度由室溫瞬間升高到5000K以上，又瞬間將含氧化鉍的煙氣降到12(TC以下。驟熱驟冷是形成納米氧化鉍的關鍵和化學法，即用硝酸鉍水解法比較，等離子汽相法產出的氧化鉍純度達99.9%以上，平徑粒徑小于100nm，達到納米級水平，而硝酸鉍水解法純度一般只有99.85%，平均粒徑510Mm，而且等離子汽相法工藝簡單，一步完成，人為影響質量的因素少，耗能少，工時少，不用其他酸、堿等化工原料，生產中無三廢產生。圖l是本發明的設備示意圖圖中1、控制柜，2、電源柜，3、氧氣瓶，4、汽化爐，5、重力沉降室，6、換向閥，7、布袋收塵器，8、換向排空閥，9、卸料陶，10、風機。具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式詳細說明如下等離子汽相生產氧化鉍的方法，是在汽化爐4中進行，爐中正極和金屬鉍相連，負極為碳棒，控制柜l通過控制線路和生產線中的各個執行機構相連，在汽化爐4上，還有可調進風口和投料口，汽化爐4經氧氣輸送管路和氧氣瓶3相連，風管安裝在電極的上方，并和重力沉降室5的下部相連，重力沉降室5的上口通過風管和換向閥6,與布袋收塵器的下端相連，布袋收塵器7有兩個，它們之間安有換向閥6，兩個布袋收塵器7輪流收塵、出料，布袋收塵器7的上口通過換向排空閥8、風管和風機10相連，布袋收塵器7的下口裝有卸料閥9，卸料閥9的下方，放有收料桶。下面舉三個實施例，其工藝參數列表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權利要求1、等離子汽相法生產氧化鉍的方法，是在直流電源作用下，陽極與陰極之間形成等離子孤，在等離子汽相反應爐中，使金屬鉍液迅速汽化，并同時與富氧空氣瞬間化合，而生成超細氧化鉍，隨之加入大量的空氣，使生成的氧化鉍超細顆粒，迅速冷卻，進入分離回收系統，其特征在于，供給等離子汽相反應爐電極的電壓為25～40伏，電流600～2000安倍，正極為金屬鉍，負極為碳棒，負極碳棒截面中的電流密度為20～45安倍/cm2，弧長20～30mm，向等離子汽相爐中送入的空氣質量為同期等離子弧汽化金屬鉍質量的130～70倍。2、根據權利要求1所述的等離子汽相法生產氧化鉍的方法，其特征在于，分離回收系統包括重力沉降室和布袋收塵器，在重力沉降室中，氧化鉍顆粒隨煙氣由下而上，其流速小于0.125米/秒，隨后進入布袋收塵器，在布袋收塵器中，空氣透過濾袋的速度小于0.4米/每分鐘，氧化鉍細粒粘附在布袋的外層，兩個布袋收塵器輪流工作，當一個布袋收塵器達到飽和時，系統會自動轉換到另一個布袋收塵器，同時，已飽和的布袋收塵器開始自動噴吹，清灰卸料。全文摘要等離子汽相法生產氧化鉍的方法，是在直流電源作用下，陽極與陰極之間形成等離子孤，在等離子汽相反應爐中，使金屬鉍液迅速汽化，并同時與富氧空氣瞬間化合，而生成超細氧化鉍，隨之加入大量的空氣，使生成的氧化鉍超細顆粒，迅速冷卻，進入分離回收系統，和化學法，即用硝酸鉍水解法比較，等離子汽相法產出的氧化鉍純度達99.9％以上，平徑粒徑小于100nm，達到納米級水平，而硝酸鉍水解法純度一般只有99.85％，平均粒徑5～10μm，而且等離子汽相法工藝簡單，一步完成，人為影響質量的因素少，耗能少，工時少，不用其他酸、堿等化工原料，生產中無三廢產生。文檔編號C01G29/00GK101628734SQ200910043778公開日2010年1月20日申請日期2009年6月24日優先權日2009年6月24日發明者張耀平,李宗澤,李錫牛申請人:常德市耀弘納米科技有限責任公司