[发明专利]粉体表面清洗设备及清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料技术领域的设备及方法，具体地说，涉及的是一种粉体表面清洗设备及清洗方法。

背景技术

随着材料科技的不断发展，亚微米乃至纳米粉体的应用越来越广泛。由于亚微米或纳米粉体具有巨大的比表面积，从而使得表面效应和界面效应表现出许多独特的物理化学特性，可根据使用制成球形、多角形、薄片等多种形貌，这样的粉体材料已经在化学催化、电磁、光学、力学、电子信息、燃料电池及生物医学方面迅速的获得广泛应用。人们已采用不同方法制备各种纳米粉体，但粉体合成反应结束后，溶液中残留多种阴阳离子，若不清洗干净会影响纳米粉体的性能。

经对现有技术进行检索，董强，季兆全在《硅酸盐学报》2002 10(30)增刊上发表的文章——“湿化学法制备纳米陶瓷粉体中膜清洗工艺基础研究”，该文中提出：由于粉体颗粒的粒径小、比表面积大、表面物理化学作用强，存在强烈的团聚趋势，应用以滤布为过滤介质的传统分离手段进行残留离子清洗，例如板框压滤机、离心分离等进行固液分离时会形成堵塞过滤介质的致密滤饼层，杂质离子包裹其中，难以达到清洗效果，同时过滤速率迅速降低，固液分离效率低下，需重复装卸清洗，操作复杂、粉体损失大。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足和缺陷，提供一种粉体表面清洗设备及清洗方法，具有清洗效率高，清洗效果好的优点，并且本发明操作方便，设备简单。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：本发明采用粉体循环清洗设备，基于离子电迁移技术实现阴阳离子分离，达到粉体表面离子去除的目的。在实现过程中，阴阳离子在电场的作用下离开粉体颗粒表面靠近电极两端，从而实现阴阳离子与粉体分离。本发明适用的粉体粒度在10nm-100μm之间，适用的粉体种类为所有非导电粉体。

本发明提供一种粉体表面清洗设备，包括：循环水进水口，金属套筒，进水阀门，电场正极，滤网，排水阀门，循环水出水口，循环水池，搅拌桨，水泵，循环水出水阀门，取料阀门，取料管道，密封环，电场负极以及循环水进水阀门，电场分离容器；其中：滤网设置在金属套筒内部，循环水进水口一端部分伸入滤网内，密封环位于金属套筒下方，金属套筒放下后，滤网同轴置于金属套筒内，电场正极、电场负极分别位于电场分离容器内壁左右两侧，电场正极、电场负极与金属套筒不接触，金属套筒底部与密封环相接触形成密封；循环水池中设有搅拌桨；待清洗粉体悬浊液由循环水池经水泵、循环水进水阀门、循环水进水口进入滤网内，然后，经循环水出水口、循环水出水阀门返回到循环水池内，超纯水经进水阀门、滤网、排水阀门后排出，待清洗粉体悬浊液达到指标完成后经循环水出水口、取料阀门、取料管道排出收集。

在使用循环清洗设备前，金属套筒升起处于电场之外，将待清洗粉体置于循环水池中，开启循环水进水阀门、循环水出水阀门、循环水池中的搅拌浆和水泵，使待清洗粉体悬浊液流动，同时打开进水阀门和排水阀门，将超纯水引入管型滤网外的容器空间，当该空间中的液位达到一定的高度后关闭进水阀门和排水阀门。然后，启动正负电极产生电场。待清洗粉体悬浊液在电场中循环清洗一段时间后，将金属套筒放下置于滤网与电极之间并与密封环相连接，然后取消电场。将排水阀门打开，排出金属套筒与电极之间的水。打开进水阀门，再将超纯水引入管型滤网外的容器空间，当该空间中的液位达到一定的高度后关闭进水阀门和排水阀门，然后重新升起金属套筒，并附加电场，进行新一轮循环清洗。清洗过程中对金属套筒与电极之间排出的水流进行导电率测试，当导电率合格后清洗工作完成，然后将循环水池中的粉体经取料阀门从取料管道中取出烘干。

本发明基于上述的设备，提供一种粉体表面清洗方法，具体包括以下步骤：

1)首先将待清洗粉体置于循环水池中。

所述粉体为一切非导电粉体，粉体粒度在10nm-100μm之间。

所述滤网目数在50-600目之间。

2)将超纯水放入循环水池中，开启循环水进水阀门、循环水出水阀门和水泵，使待清洗粉体悬浊液流动。

所述超纯水的导电率≤20μs/cm。

3)同时打开进水阀门和排水阀门，将超纯水引入管型滤网外的容器空间，当该空间中的液位达到规定的刻度线后关闭进水阀门和排水阀门。

4)将电场正极、电场负极分别放置于电场分离容器内壁左右两侧，在电场正极、电场负极附加电压，从而在电场正极、电场负极之间形成电场。

所述电压范围在0-400V之间。