[发明专利]生产纳米氧化铋粉体的气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产纳米氧化铋粉体的设备，具体说是一种用铋锭生产纳 米氧化铋粉体的气化炉。

背景技术

纳米氧化铋粉体的生产在国内已有很多厂家，但国内企业以往一般是采用 化学法生产，用化学法生产纳米氧化铋粉体有能耗大，污染严重，设备复杂， 投资高等缺陷，为克服上述缺陷，我们选择了等离子汽相法来生产纳米氧化铋 粉体。电弧炉尤其是等离子电弧在工业上的应用越来越广泛，我们曾用等离子 电弧制取过“银、锌、锑、锆”等金属材料的纳米级粉体材料，均已获得成功。 但是，在用同样设备制取纳米氧化铋粉体时，由于铋的特殊化学性质和物理特 性，造成大量的氧化铋渣及铋的渗透使等离子电弧炉的炉衬遭到破坏，直接的 后果是离子电弧炉寿命短，产品的直收率低，生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺点，提出了一种生产纳 米氧化铋粉体的气化炉，该炉结构简单，使用寿命长，产生氧化铋渣少，产品 的直收率高。

本发明的技术方案可以通过如下措施实施：一种生产纳米氧化铋粉体的气 化炉，包括圆形钢板支架、汽化室、电极、水冷坩锅及其冷却水管。水冷坩锅 是用锰钢材料做成的空心夹层结构置于圆形钢板支架上；水冷坩锅口处覆盖有 一个碳环；水冷坩锅的下端与圆形钢板支架之间用耐火材料填衬捣打成熔体池， 水冷坩锅的空心夹层接冷却水管，冷却水管穿过圆形钢板支架上的耐火材料从 炉底引出；所述的汽化室中央上部有电极和顶盖，汽化室侧面有不锈钢进液槽 和窥镜；顶盖整体也填衬捣打有耐火材料层，顶盖边有氧化铋气体出口。所述 的碳环是一个石墨材料压制片体，片体中央的环孔呈锥形；所述的电极通过电 极调节接杆用夹套连接。

本发明的金属铋液被通入汽化的水冷坩埚中，在铋液和电极之间引燃电弧 后，使铋液能够均匀的被汽化，从氧化铋气体出口送入重力沉降室。由于铋液 汽化时采用了水冷坩锅，控制冷却水量，使铋液温度不高于600℃，特别是在坩 锅口处覆盖有一个碳环，保证了铋液的密封。所以，铋液不会被烧蚀氧化。同 时碳环还具有对少量未挥发的铋渣起到还原作用。本发明采用圆形钢板支架， 具有密封性好，可以克服铋液渗透的缺陷。本发明结构简单，工艺流程便于控 制，产量高，无污染，投资小，节省能源，适合生产粒径小于5μm的氧化铋的 纳米级粉体。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细阐述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为碳环的结构示意图；

图3为图2俯视示意图。

附图中：1圆形钢板支架；2汽化室；3电极；4水冷坩锅；5冷却水管；6 碳环；7耐火材料；8熔体池；9顶盖；10耐火材料层；11氧化铋气体出口； 12电极调节接杆；13不锈钢进液槽；14窥镜。

具体实施方式

参考附图1、一种生产纳米氧化铋粉体的气化炉，包括圆形钢板支架1、汽 化室2、电极3、水冷坩锅4及其冷却水管5；水冷坩锅4是用锰钢材料做成的 空心夹层结构，置于圆形钢板支架1上；水冷坩锅口处覆盖有一个碳环6；水冷 坩锅4的下端与圆形钢板支架1之间用耐火材料7填衬捣打成熔体池8；所述的 耐火材料7可以是石英砂，或氧化铝，或陶土；水冷坩锅的空心夹层接冷却水 管5，冷却水管5穿过圆形钢板支架1上的耐火材料从炉底引出；所述的汽化室 2中央上部有电极3和顶盖9，汽化室2侧面有不锈钢进液槽13和窥镜14；顶 盖9整体也填衬捣打有耐火材料层10，顶盖上有氧化铋气体出口11；所述的电 极3通过电极调节接杆12用夹套连接，电极调节接杆12带有冷却装置。

参考附图2、附图3，所述的碳环6是一个石墨材料压制成的片体，片体中 央的环孔呈锥形。