[发明专利]一种使用火焰法制备纳米球形硅微粉的方法

权利要求书

1.一种使用火焰法制备纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将天然脉石英矿破碎并分级制成50目～325目石英砂，对该石英砂进行提纯精制，对提纯精制后得到的石英砂进行粉碎，并采用气流分级机对粉碎后的石英砂进行分级，以得到粒径D₉₀＜5μm的超细石英粉；

(2)采用气流输送方式将分级后的超细石英粉送往倒焰燃烧器中进行富氧燃烧，富氧空气中氧气体积浓度为40％～80％，火焰温度为1650℃～2200℃；

(3)使用旋风收集器和布袋除尘器对富氧燃烧后得到的石英粉进行处理，以得到球形硅微粉粉末，将粉末加去离子水或纯净水按固液重量比为(1：10)～(3：2)调浆，加入占浆料重量比为0.01％～5％的助剂，将混合溶液转移到研磨机中进行研磨；

(4)用200目以上细筛网把研磨后的混合溶液中的浆料与研磨介质分离；将浆料盛装入干净容器中，加入水溶性有机溶液进行稀释，使固相含量为5％～20％，对稀释后的水溶性有机溶液进行高速搅拌和分散，并静置陈化24小时以上；

(5)把陈化后的浆料进行分离，将下层沉淀返回研磨机进行重新研磨，将上层悬浮浆料转移入到高速离心机中进行离心沉降，将低转速下的上层溶液分离，提取下层沉淀，得到粗粒级球形硅微粉粒子，再将低转速下分离出来的上层溶液放入超重力分离机中继续进行高转速分离，提取下层沉淀，得到细粒级球形硅微粉粒子，重复上述步骤，从而得到30～1200nm不同粒级范围的纳米级球形硅微粉粒子。

2.一种使用火焰法制备纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将天然脉石英矿破碎并分级制成50目～325目石英砂，对该石英砂进行提纯精制，对提纯精制后得到的石英砂进行粉碎，并采用气流分级机对粉碎后的石英砂进行分级，以得到粒径D₉₀＜5μm的超细石英粉；

(2)采用气流输送方式将分级后的超细石英粉送往倒焰燃烧器中进行富氧燃烧，富氧空气中氧气体积浓度为40％～80％，火焰温度为1650℃～2200℃；

(3)使用旋风收集器和布袋除尘器对富氧燃烧后得到的石英粉进行处理，以得到球形硅微粉粉末，将粉末加去离子水或纯净水按固液重量比为(1：10)～(3：2)调浆，加入占浆料重量比为0.01％～5％的助剂，将混合溶液转移到研磨机中进行研磨；

(4)用200目以上细筛网把研磨后的混合溶液中的浆料与研磨介质分离；将浆料盛装入干净容器中，加入水溶性有机溶液进行稀释，使固相含量为5％～20％，对稀释后的水溶性有机溶液进行高速搅拌和分散，并静置陈化24小时以上；

(5)把陈化后的浆料进行分离，对下层沉淀进行直接收集并干燥，将上层悬浮浆料转移入到高速离心机中进行离心沉降，将低转速下的上层溶液分离，提取下层沉淀，得到粗粒级球形硅微粉粒子，再将低转速下分离出来的上层溶液放入超重力分离机中继续进行高转速分离，提取下层沉淀，得到细粒级球形硅微粉粒子，重复上述步骤，从而得到30～1200nm不同粒级范围的纳米级球形硅微粉粒子。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中提纯精制的过程采用的是通常的磁选、浮选、重选及酸洗方法，对精制的石英砂进行粉碎采用的是气流粉碎机、球磨机、振动球磨机、搅拌磨、或行星磨。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，富氧空气中氧气体积浓度为45％～65％，火焰温度为1700℃～1900℃；

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，富氧燃烧使用的燃料气为天然气、石油液化气、乙炔、氢气中的一种或几种，助燃气体为氧气、空气或富氧空气中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

步骤(3)中使用的助剂为有机硅烷偶联剂、硅油、甘油、羊毛脂、三乙醇胺、六偏磷酸钠、聚乙二醇、水玻璃中的一种或者几种；

使用的研磨机是搅拌磨、行星磨、或砂磨机中的一种或者几种；

研磨介质选用非金属材质。