[发明专利]一种电解铜粉干燥和还原连续处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解铜粉干燥及还原连续处理装置及工艺。

背景技术

铜粉由于其良好的物理和机械性能、价格低廉等特点，在工业生产各领域均有广泛应用，且随着我国社会和技术的快速发展，对铜粉的需求正快速增长。电解铜粉由于具有纯度高，粉末颗粒具有树枝状结构，松装密度小，压制和成型性很好等优点，是目前最重要的铜粉生产方法之一。但电解铜粉由于颗粒小，比表面积大，在空气中易发生氧化变质。因此需要采用合适有机基团对粉体表面进行改性处理以提高其抗氧化能力。我国国内铜粉生产厂家通常采用肥皂液对电解铜粉进行皂化处理，利用皂液中的硬脂酸在铜粉表面形成一层脂类保护膜来抑制其氧化。但部分铜粉在皂化处理过程仍旧会被氧化，因此在皂化处理后，通常还需进行还原处理，才能筛分包装。

目前国内大部分铜粉生产厂家采用的是先将皂化的铜粉高温干燥后，再进行还原处理，两者不连续，这样会造成整个生产过程耗时长，效率低下、能耗高和产品成本高。烘粉干燥环节采用的主要有远红外炉烘粉方式法或水蒸气真空干燥，整个干燥过程速度慢，效率低，电耗高。还原处理环节目前通用的是带式还原炉还原，即通过钢带输送氧化的铜粉进入高温还原炉中与氨分解的氮氢气反应还原。但经过这种方式还原的铜粉会结块，还原后还需要进行破碎处理。破碎处理不仅增加了铜粉生产工序，增加了成本，同时还对电解铜粉的树枝状结构破坏较大，造成处理后的铜粉松装密度变大，压制和成型性变差，严重影响粉末的工艺性能。因此，传统的铜粉还原方法和工艺的这些局限性严重制约了其推广和使用。

发明专利申请(公开号CN202337842U)公开了一种电解铜粉集成生产系统，通过该系统将铜粉的电解、洗涤脱水及还原工艺连接成一个整体，使得整个工艺流程大幅缩短，自动化程度显著提高，但该系统还原装置采用的是传统的带式还原炉，还原后的铜粉仍旧需要破碎处理，铜粉的结构遭到破坏，严重影响其工艺性能。发明专利申请(公开号CN101474677A)公开了一种低松装密度比的铜粉还原发生器及生产工艺，该工艺采用立式还原炉进行还原，氧化铜粉通过在立式还原炉中自上而下的下落过程中与高温氮氢混合气体反应而被还原，在运动过程中被还原的铜粉不易结块，从而保持了原来的松散结构。但该发生器仅是对铜粉的还原处理装置，未涉及铜粉干燥等环节。因此在实际生产中，该项技术还需要进一步改进。

发明内容

本发明针对现有电解铜粉皂化后干燥、还原处理工艺不连续，以及传统带式还原炉还原铜粉经过破碎工序后铜粉结构被破坏，造成的生产过程耗时长，效率低下、能耗高和产品成本高等问题，提供了一种电解铜粉干燥和还原连续处理装置及工艺，该装置将铜粉置于同一个反应炉中进行连续的干燥和还原处理。采用该装置，皂化后的铜粉进入该反应炉中经过高温真空干燥后，不经冷却，立即通入氮氢混合气体，利用干燥的热源进行还原，在干燥和还原过程保持反应炉旋转，以保持炉内铜粉受热和还原均匀。通过该装置进行干燥、还原后的铜粉保持能够原来的松散结构，可避免还原后的破碎工序，保证了铜粉颗粒保持树枝状结构，降低了还原铜粉的松装密度，其松装密度可达2.1g/cm³。

本发明所提供的一种电解铜粉干燥和还原连续处理装置及工艺的技术方案如下：该干燥和还原连续处理装置包括加热装置、干燥和还原装置、氨分解装置和冷却水装置。

所述加热装置包括由导电介质构成的加热装置和两个导热油进、出阀，以及一台导热油输送泵。在设备工作时，首先利用加热装置将导热油加热到需要的温度，然后通过输送泵导热油进入反应炉壁上的加热套中。

所述的干燥和还原装置包括一个反应炉，在反应炉壁上有导热油加热套，并与反应炉一侧导热油进、出管道相通，反应炉的腔部一侧有一个进/出粉阀；两根进、出气体管道从反应炉另一侧壁连入其内部，管口部位都带有过滤板，防止铜粉滤出，两根气体管道分别连有进、 出气体阀，在出气管道尾部还连有一个真空泵，工作时，先将皂化后的铜粉通过进粉阀输送到反应炉中，通过出气管道将炉内抽成真空，然后在导热油的加热下真空干燥；待干燥结束后，再通过进气管道通入氮氢混合气体进行还原反应，反应完全后排出残余反应气体和生成的水蒸气。最后通过冷却的导热油降温，从反应炉内出粉。

所述氨分解装置含氨分解反应装置，以及一个氮氢混合气体输出管道和阀门，工作时，氨分解的氮氢混合气体通过气体管道进入反应炉中进行还原反应。

所述冷却装置包括循环冷却水装置，导热油管及进、出油阀。工作时，首先利用循环冷却水装置将热的导热油冷却到室温，然后通过输送泵将冷却的导热油进入反应炉壁上的加热套中，冷却高温的还原铜粉。