[发明专利]超微金属氧化物制取的工艺与装置

权利要求书

1、使用可溶金属盐∑MX(金属∑M包含至少一元或多元的金属，如Li等碱金属，Be、Mg、Ca、Sr、Ba等碱土金属，Al、Ga、In等IIIA族金属，Zn、Cd等IIB族金属，Sc、Y、La等稀土金属，Ti、Zr等IVB族金属，V、Nb、Ta等VB族金属，Cr、Mo、W等VIB族金属，Fe、Co、Ni等过滤金属以及元素周期表上的其他金属，∑MX为其可溶的硫酸盐、硝酸盐、氯化物中至少一种盐或其混合盐。下同)和MZ沉淀剂(M＝Na₂、NaH、k₂、KH等碱金属和/或(NH₄)2、NH₄H等含NH₄⁺的与H₂⁺，即MZ为其碳酸盐作沉淀剂及也可用草酸作沉淀剂。下同)作用，制取活性金属氧化物(下称“A∑MO”)与超微金属氧化物(下称“UFP—∑MO”)的工艺，包括沉淀过滤、热解收尘等主要工序，其特点是：沉淀过滤工序使用至少一种可溶∑MX或其混合盐的净化溶液(下称“净液”)，与至少一种MZ或其混合的MZ沉淀剂的溶液作用，生成超微金属碳酸盐(下称“UFP—∑MCO₃”)或超微金属草酸盐(下称“UFP—∑MA”)的粉料做原料，采用公知热解方法制取A∑MO和UFP—∑MO，优选经热解收尘等主要工序制取A∑MO和UFP—∑MO。

2、根据权利要求1，沉淀过滤工序的主要工艺条件是：a)原料浓度：[金属盐]0.50～2.50mol ∑MX，[沉淀剂]0.50～1.50mol MZ，其用量为理论用量的1.01～1.05倍；b)溶液温度：∑MX净液温度t₁＝室温～90℃，MZ溶液温度t₂＝室温～70℃；c)母液MX(即硫酸盐、硝酸盐、氯化物、弱酸性液等。下同)PH＝6.8～7.2，其搅拌速度越快越好。

3、本发明沉淀过滤工序其工艺与装置的特点，用至少两条由加热调温高位槽、调节阀门、流量计及联接管道等设备和公知仪表组成的输液线路，分别输送∑MX净液和MZ溶液到原子反应器，经混合反应随即注入搅拌槽内，用过滤机过滤分离MX母液，便可获得UFP—∑MCO₃/∑MA粉料。(下称“UFP—∑MZ粉料”)

4、根据权利要求1至3，原子反应器的特点，它是有一个共同出口流出液体的、至少两根并列重叠或重套组成的管子结构，优选在原子反应器出口的下端，装一个可以淋浴的莲蓬头，并优选在莲蓬头内设置一个用电磁搅拌器驱动的螺旋叶片。

5、依据权利要求1至4，用公知方法热解UFP—∑MZ粉料制取A∑MO与UFP—∑MO的设备，可以是反射炉、回转窑等冶金炉，优选采用间接加热的真空冶金炉。

6、本发明使用一般常用的金属的碳酸盐、氧化物、氢氧化物、草酸盐，和UFP—∑MZ粉料做原料，热解制取A∑MO与UFP—∑MO的工艺特点是：至少包括气粉输送、热解、至少一级收尘(如机械收尘、布袋收尘、电收尘等其之一种。下同)，优选包括气粉输送、气粉预热、热解、有两级收尘末级为电收尘等过程的热解收尘工艺。

7、根据权利要求1至6，热解收尘工序的主要工艺条件是：a)气粉输送：UFP—∑MZ粉料的含水量≯10，含O₂气体的压力0.50～3.00MPa，其含{O₂}量20～35，气粉流50～200kg/Nm³；b)气粉预热：预热炉炉膛温度600～900℃，炉尾废气出口温度450～650℃；c)热解：分子热解炉内压力0.01～0.20MPa，炉内热解温度300～700℃，扩散板的转速越快越好。

8、本发明热解收尘等主要工序制取A∑MO和UFP—∑MO的装置特点是，至少包括由喷粉缸、分子热解炉、至少有一级收尘器，优选包括喷粉缸、预热炉、分于热解炉、两级收尘末级为电收尘器以及联接管道等设备仪表组成的装置。

9、依据权利要求8，分子热解炉的特点是由用耐火材料与耐热金属材料(优选不锈钢、金属钛等材质)构筑制造的炉体，炉体上有加热件间接对炉内加热，在炉内一条轴线两侧对应的炉壁上，分别安装喷咀与旋转的扩散板，喷咀垂直于板面，扩散板优选用炉外的电动机直接带动以及炉体上粉料的出口等零部件和公知仪表构成的设备。

10、依据权利要求8与9，预热炉的特点是由用耐火材料与钢结构件等构筑制造的炉体，在炉体的适当位置有加热件，间接加热设置在炉内的至少两组热交换件(优选用耐热金属管制造)，炉尾有废气出口等零部件和公知仪表构成的设备。