Tecnología de fabricación de polvo metálico

La invención se refiere a un método y a un proceso para preparar polvo metálico por atomización.

Tecnología de fondo

En la década de 1820, la atomización por aire se utilizó para fabricar polvos de metales no ferrosos, y en las décadas de 1950 y 1960, se utilizó ampliamente para producir polvos de metales y aleaciones. A finales de la década de 1970 y principios de la de 1980, con el desarrollo de la tecnología informática y la tecnología de control moderna, la atomización entró en un período de vigoroso desarrollo. En la actualidad, el esquema de atomización de gas convencional es utilizar gas líquido, como nitrógeno líquido, argón líquido, después de la gasificación por calentamiento, utilizando gas de alta temperatura y alta presión dirigido al metal líquido, atomización del metal en partículas. Ahora, la atomización de gas es más uso de gas inerte o aire a alta presión, etc., la desventaja es del gas inerte al líquido y luego la presión, aumenta los costos y el transporte peligroso.

La invención tiene como objetivo proporcionar un método para la preparación de polvo metálico por atomización y resuelve el problema del alto coste de este proceso. Para solucionar este problema técnico, la invención proporciona un método para la preparación de polvo metálico por atomización, que comprende los siguientes pasos: precalentar y vaporizar un atomizador de líquido para obtener un atomizador gaseoso. Este atomizador se encuentra en estado líquido a una temperatura de 10 °C a 30 °C. El polvo metálico se obtiene introduciendo el atomizador gaseoso en la bandeja del atomizador y realizando una atomización gaseosa del líquido metálico. La sustancia atomizada tiene un punto de ebullición de 50 °C a 200 °C. El nebulizador es etanol o una mezcla de etanol y agua. El atomizador es agua, y antes de presurizar, calentar y gasificar el atomizador de líquido, también comprende los siguientes pasos: destilar y eliminar el oxígeno, esterilizar y desionizar el agua cruda para obtener agua líquida purificada. El agua cruda es cualquier agua presente en agua corriente, agua de mar o agua destilada. La atomización gaseosa del líquido metálico implica: a una presión no inferior a 1,1 MPa y a una temperatura no inferior al punto de ebullición del atomizador, el líquido metálico se atomiza mediante el atomizador vaporizado.

Tras la atomización gaseosa del líquido metálico para obtener el polvo metálico, el proceso de reducción del polvo metálico comprende los siguientes pasos: tras la atomización gaseosa del líquido metálico para obtener el polvo metálico, se recupera el gas atomizado descargado de la bandeja de pulverización. La presente invención proporciona un método para preparar polvos metálicos mediante la atomización de una sustancia líquida a una atmósfera de 10 °C a 30 °C; los aerosoles se presentan en estado líquido. A diferencia del gas inerte y el nitrógeno, que son gaseosos a temperatura y presión normales, la invención no requiere licuar el material atomizado, lo que reduce el coste de obtención del material atomizado líquido. A temperatura y presión normales, el atomizador es líquido, por lo que no se requiere transporte a alta presión, lo que reduce el coste de transporte y la peligrosidad del atomizador. En resumen, el método de preparación de polvo metálico por atomización proporcionado por la invención puede reducir considerablemente el coste del material atomizado, reduciendo así el coste de preparación del polvo metálico. Para una mejor comprensión del esquema técnico de la realización de la invención o del estado de la técnica, a continuación se presenta una breve descripción de los dibujos necesarios para su uso. Los dibujos adjuntos que se describen a continuación son solo algunas realizaciones de la presente invención, y los demás dibujos adjuntos pueden obtenerse sin necesidad de trabajo creativo por parte de técnicos habituales en este campo. Fig.

1 muestra el diagrama de flujo del método para preparar polvo metálico por atomización, y la Fig. 2 muestra el diagrama de estructura local de una torre de atomización.

Para facilitar la comprensión de la invención por parte de los técnicos, se explica a continuación con más detalle mediante los dibujos adjuntos y la realización específica. Obviamente, las realizaciones descritas son solo una parte de la invención, no la totalidad. En base a estas realizaciones, todas las demás realizadas por técnicos habituales en el campo, sin realizar trabajos creativos, quedan protegidas. Como se muestra en la Fig. 1, esta muestra un diagrama de flujo de un método para preparar un polvo metálico por atomización, según una realización de la invención, que puede incluir: Paso S1: prevaporización de un atomizador de líquido a presión para obtener un atomizador gaseoso. En esta realización, el nebulizador se refiere a una sustancia líquida a temperatura y presión normales. Específicamente, puede ser una sustancia líquida a una atmósfera de 10 °C a 30 °C. Paso S2: se introduce el atomizador gaseoso en la bandeja de pulverización y se atomiza el líquido metálico para obtener el polvo metálico.

Cabe destacar que, dado que se utiliza un gas para atomizar un metal líquido, el atomizador debe mantener su estado gaseoso al introducirlo en la bandeja de pulverización. Además, al pulverizar el metal líquido, lo hace a alta presión, similar a la atomización convencional para preparar polvo metálico. Como se muestra en la figura 2, esta muestra un diagrama esquemático de la estructura local de una bandeja de pulverización atomizadora según la invención. Durante la atomización del metal, el metal líquido 2 fluye hacia abajo desde la placa de pulverización 1; simultáneamente, el gas de atomización se pulveriza a través del canal de chorro 3 a ambos lados del metal líquido 2, impactando sobre él, lo que produce un metal en polvo. La mayoría de los gases de atomización utilizados actualmente son nitrógeno u otros gases inertes. Sin embargo, en el transporte industrial, este gas suele requerir enfriamiento para su posterior compresión y licuefacción, en condiciones de baja temperatura y alta presión. En primer lugar, licuar nitrógeno líquido o gas inerte líquido, que es gaseoso a temperatura y presión normales, resulta relativamente costoso, y también lo es mantenerlo licuado durante el transporte. Como resultado, el costo del atomizador aumenta, lo que a su vez conlleva un mayor costo del polvo metálico. En la presente invención, una sustancia líquida a temperatura y presión normales se utiliza directamente como atomizador, lo cual es más fácil de obtener que una sustancia gaseosa a temperatura y presión normales, y no requiere licuarla. La invención reduce el costo de adquisición del atomizador y evita el uso de transporte a alta presión y baja temperatura. Por lo tanto, el atomizador utilizado en la invención puede reducir considerablemente el costo de adquisición, reduciendo así el costo de preparación del polvo metálico por atomización.

Opcionalmente, en una realización específica de la invención, el atomizador puede ser de agua, etanol o una mezcla de agua y etanol, entre otros. Considerando la atomización de polvo metálico en la preparación, la necesidad final de vaporizarlo. Por lo tanto, para reducir el costo de vaporizar aerosoles líquidos en aerosoles gaseosos, se pueden utilizar sustancias con un punto de ebullición relativamente bajo. Por supuesto, es comprensible que su punto de ebullición no sea demasiado bajo, ya que de lo contrario es más volátil. Por lo tanto, en otra realización específica de la invención, el material atomizado puede incluir además una sustancia con un punto de ebullición en el rango de 50 °C a 200 °C. Por supuesto, no se excluye el uso de nebulizadores con un punto de ebullición más alto en la invención, y un nebulizador con un punto de ebullición de 50 °C a 200 °C en esta realización es una realización más preferida, ya que la invención puede reducir el costo de vaporizar el líquido atomizado. En otra realización específica de la invención, el atomizador puede ser de agua. Cabe destacar que el precio del agua es relativamente bajo en comparación con otras sustancias. El costo del atomizador se puede reducir considerablemente. Además, el agua utilizada como atomizador en esta implementación puede ser agua fácilmente disponible, como agua de mar, agua del grifo o agua destilada. Alternativamente, para evitar impurezas en el agua, esta también puede incluir:

El agua cruda se purifica mediante destilación, esterilización y desionización para obtener agua líquida purificada. Esta agua se utiliza como atomizador para preparar polvo metálico mediante atomización tras la gasificación, lo que previene eficazmente la oxidación de impurezas presentes en agua, oxígeno, etc., a metal. Además, para evitar la inevitable oxidación parcial del polvo metálico durante el proceso de preparación, tras su obtención, se puede tratar mediante una reacción de reducción. En particular, el polvo metálico también se puede mezclar con gas reductor para producir una reacción de reducción en determinadas condiciones, obteniendo así un polvo metálico más puro. Según la realización arbitraria, en otra realización específica de la invención, la invención puede incluir además: A una presión no inferior a 1,1 MPa y no inferior a la temperatura de ebullición del atomizador, el metal líquido se atomiza mediante un atomizador vaporizador. Específicamente, al vaporizar un metal líquido mediante un atomizador gaseoso, se garantiza que no se licue. Por lo tanto, es necesario realizar la atomización del metal en un entorno de alta temperatura y alta presión. En particular, la atomización puede realizarse a una presión superior a 1,1 mpa y a una temperatura superior al punto de ebullición del atomizador. Cabe destacar que se puede aplicar una presión no inferior a 1,1 mpa en aplicaciones donde el atomizador es de agua, pero también se puede aplicar una presión de 0,6 mpa o 0,7 mpa para sustancias como el etanol.

Opcionalmente, en otra realización específica de la invención, se puede incluir además: tras la atomización de gas a alta presión de un líquido metálico, obteniendo un polvo metálico, se recuperan los aerosoles gaseosos descargados de la bandeja de pulverización. Dado que el atomizador es líquido a temperatura y presión normales, al descargarse del atomizador de alta temperatura y alta presión, la temperatura y la presión disminuyen, lo que permite que el atomizador se licue. Es más fácil de reciclar que las sustancias gaseosas, lo que ahorra costes. Las realizaciones de esta especificación se describen de forma progresiva. Cada realización destaca sus diferencias con respecto a las demás. Las partes iguales o similares de cada realización se relacionan entre sí. Para un dispositivo descrito en la realización, la descripción es sencilla, ya que corresponde al método descrito en la sección de métodos. El método para preparar polvo metálico por atomización proporcionado por la invención se presenta en detalle. En este documento, el principio y la implementación de la invención se describen mediante ejemplos específicos, que se utilizan únicamente para ayudar a comprender el método y su idea central. Se debe señalar que la invención puede ser mejorada y modificada sin separarse del principio de la invención para el personal técnico ordinario en el campo técnico, estas mejoras y modificaciones también caen dentro del ámbito de protección de las reivindicaciones de la invención.