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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分散装置,具体为一种稀土混合物混合焙烧工艺及其分散研磨设备。
技术介绍
1、稀土混合物的分散装置主要目的是将稀土元素(如镧系元素和钪、钇等)的化合物或混合物与其他物质(如溶剂、添加剂、载体等)进行均匀混合,并通过物理或化学方法使稀土颗粒达到所需的分散状态,这有助于提高稀土材料的性能,如发光效率、催化活性、磁性能等,通过搅拌器对物料进行机械搅拌,使稀土颗粒在介质中均匀分布,搅拌器的类型多样,如桨式、锚式、涡轮式等,可根据物料特性和分散要求选择,利用高速旋转的剪切部件对物料进行强烈的剪切作用,使稀土颗粒破碎并均匀分散在介质中,这种方法适用于需要高分散度的场合,利用超声波在介质中产生的空化效应和微射流作用,对稀土颗粒进行非接触式的分散处理,超声分散具有高效、环保等优点。
2、金属氧化物和稀土元素在混合过程中,会因为自身的高表面能使得它们在混合过程中容易发生团聚和沉淀现象,对后续焙烧会造成一定影响,导致产品质量下降,团聚是由于颗粒间的相互吸引力导致的小颗粒聚集成大颗粒,而沉淀则是由于重力作用使得密度较大的颗粒在混合体系中沉降,一般的分散装置难以产生足够的剪切力对团聚物进行分散,同时,存在沉淀时难以保证分散混合的均匀性,无法产生向上的水流保证混合,为提高焙烧后产品的质量,需要在分散混合的过程中使得金属氧化物和稀土元素均匀混合在溶剂中。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题:针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种稀土混合物混合焙烧工艺及其分散研磨设备,具备均匀分散
2、(二)技术方案:为实现上述均匀分散目的,本专利技术提供如下技术方案:一种稀土混合物混合焙烧工艺,步骤一、配制混合焙烧料,将含有氧化锌/氧化锰/氧化钛的无机氧化物与含镧/铈的稀土混合物进行混合为混合焙烧料;控制混合焙烧料中稀土与无机氧化物的质量比为3:7。其中金属铈/金属镧以硝酸铈/硝酸镧的乙醇溶液的形式加入,金属锌金属锰/金属钛以粉末的形式加入。
3、步骤二、机械分散,将步骤一配制好的混合焙烧料投入分散设备的加料口中进行机械分散,分散20—30min,使其各组分混合均匀,得到糊状混合物。
4、步骤三、高能分散,将步骤二混合好的糊状混合物投入分散设备的加料口中进行高能分散,分散40—50min,使其各组分微观层面充分混合均匀,得到固液分离的混悬料。
5、步骤四、二次机械分散,将步骤三出现固液分离的混悬料再次投入分散设备的加料口中进行机械分散,分散20—30min,使其各组分充分混合均匀,得到糊状混合物。
6、步骤五、烘干,将步骤四混合物置于烘箱中120℃烘干24-48h,将糊状混合物彻底烘干。
7、步骤六、隧道窑炉烧制,将步骤五所得的块状物置于坩埚中并置于传送装置上,通过全自动智能排列装置,控制各坩埚之间留置一定间隙,形成焙烧风道,同时控制保持各坩埚之间焙烧温度一致,控制焙烧缓冲区温度为室温升至1500℃,经过2h升温烧制后进入高温焙烧区,温度为1500℃,高温焙烧时间为3h,然后进入降温区,温度为1500℃降至室温,降温区用时2h,随后转出置外部传送带,等待取出,整体控温精度≤5℃。
8、步骤七、研磨,将步骤六焙烧完成的高温共混掺杂氧化物进行研磨处理,先将块状物料置于研磨设备中进行粉碎初磨,分散为小颗粒物质,再根据材料用途选用不同精细研磨设备进行二次精细研磨,使其达到所需粒径值,该材料粒径范围为200nm—150,000nm。
9、一种稀土混合物分散研磨设备,包括用于分散混合的分散筒,所述分散筒中轴心处设置有搅拌杆,搅拌杆通过电机驱动,分散筒上方设置有供原料倒入的入料口,所述搅拌杆上竖直阵列有用于分散搅拌的搅拌叶,分散筒内下方设有供加工完成原料通过的出料口,所述分散筒内至少设有1个分隔组件,所述分隔组件由固定片和转动片组成,分隔组件与分散筒内壁贴合,并将分散筒内部分隔为至少两个独立的空间,所述固定片和转动片上设有槽孔,固定片固定角度,所述转动片与搅拌杆连接随着搅拌杆受电机驱动旋转,当搅拌杆旋转时,固定片上的槽孔受转动片的阻挡形成大小变化的空隙,且在特定旋转角度孔隙呈闭合状态,所述分散筒内底部设有超声波装置,所述超声波装置能够发出向上的超声波。
10、所述超声波装置呈圆环状排列在分散筒内底部。
11、所述分散筒内壁设有固定环,所述固定环设置位置与分隔组件中的固定片位置对应,用于固定支撑固定片。
12、所述搅拌叶设置在安装环上,所述安装环在能够受搅拌杆带动旋转的同时,能够在搅拌杆上进行竖直方向上的位移,并在位移极限距离处设置有挡环,所述安装环和挡环之间设置有橡胶。
13、所述搅拌叶采用轴流式搅拌叶。
14、所述分散筒内底部中心处设有限位环,所述搅拌杆底端穿入限位环内,搅拌杆底端和限位环之间设置有橡胶。
15、所述固定片和转动片上的槽孔为圆形,且所占面积不超过固定片和转动片整体的50%。
16、所述固定片和转动片上的槽孔为偏心斜条状,且所占面积不超过固定片和转动片整体的50%,在转动片受搅拌杆带动旋转时,固定片和转动片重叠形成的空隙,在槽孔中从外向内或从内向外移动。
17、所述固定片和转动片上的偏心斜条状槽孔分隔为多段,每段之间设有间隙,且保证旋转过程中固定片和转动片形成的孔隙能够闭合。
18、(三)有益效果:与现有技术相比,本专利技术提供了一种稀土混合物混合焙烧工艺及其分散研磨设备,具备以下有益效果:1、该稀土混合物混合焙烧工艺,通过采用机械分散、高能分散以及二次机械分散相结合的方式,确保了各组分在宏观和微观层面上都能达到充分的混合均匀性,这种多层次、多阶段的混合方式有效避免了局部浓度不均或团聚现象,提高了混合效率和混合质量,烘干过程在适当的温度和时间下进行,确保了糊状混合物能够彻底干燥而不影响材料的性能,隧道窑炉的烧制过程则通过精确的温度控制和时间管理,实现了从室温到高温的平稳过渡和均令加热,避免了温度波动对材料结构的不良影响,同时,焙烧缓中区的设置进一步确保了升温过程中的温度稳定性,提高了焙烧效果。
19、2、该稀土混合物分散研磨设备,通过搅拌杆和搅拌叶的旋转,结合超声波装置的作用,能够在宏观和微观层面上实现原料的高效混合,搅拌叶的剪切力和冲击力有助于打破粉末颗粒之间的团聚,超声波装置发出的超声波能够直接作用于原料,通过空化效应、微射流等机制细化颗粒,增加比表面积,从而提高原料的活性,这对于后续的热处理过程中形成均匀的固溶体或复合氧化物至关重要,分隔组件的设计(固定片与转动片的配合)在旋转过程中不仅产生了额外的剪切力对粉料进行破碎,对通过孔隙的物料进行细化,还通过孔隙的开合变化对原料进行了动态的挤压和释放,分隔组件的孔隙开合变化也间接促进了颗粒的细化,特别是在孔隙闭合时,向上运动的微弱水流对原料产生的瞬时压力增加,有助于进一步破碎颗粒,进一步增强了混合效果,而超声波的“声流效应”则进一步促进了液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土混合物混合焙烧工艺,其特征在于:所述焙烧工艺包括如下步骤:步骤一、配制混合焙烧料,将含有氧化锌/氧化锰/氧化钛的无机氧化物与含镧/铈的稀土混合物进行混合为混合焙烧料,控制混合焙烧料中稀土与无机氧化物的质量比为3:7,其中金属铈/金属镧以硝酸铈/硝酸镧的乙醇溶液的形式加入,金属锌/金属锰/金属钛以粉末的形式加入;步骤二、机械分散,将步骤一中配制好的混合焙烧料投入分散设备的加料口中进行机械分散,分散20—30min,使其各组分混合均匀,得到糊状混合物;步骤三、高能分散,将步骤二中混合好的糊状混合物投入分散设备的加料口中进行高能分散,分散40—50min,使其各组分微观层面充分混合均匀,得到固液分离的混悬料;步骤四、二次机械分散,将步骤三中出现固液分离的混悬料再次投入分散设备的加料口中进行机械分散,分散20—30min,使其各组分充分混合均匀,得到糊状混合物;步骤五、烘干,将步骤四中的糊状混合物置于烘箱中120℃烘干24-48h,将糊状混合物彻底烘干;步骤六、隧道窑炉烧制,将步骤五中所得的块状物置于坩埚中并置于传送装置上,通过全自动智能排列装置,控制各坩埚之间留置一定间隙,
2.一种用于权利要求1中的稀土混合物混合焙烧工艺的稀土混合物分散研磨设备,包括用于分散混合的分散筒(1),所述分散筒(1)的轴心处设置有搅拌杆(11),搅拌杆(11)通过电机驱动,分散筒(1)上方设置有供原料倒入的入料口,所述搅拌杆(11)上竖直阵列有用于分散搅拌的搅拌叶(13),分散筒(1)内下方设有供加工完成原料通过的出料口(15),其特征在于:所述分散筒(1)内至少设有1个分隔组件(12),所述分隔组件(12)由固定片(122)和转动片(123)组成,分隔组件(12)与分散筒(1)内壁贴合,并将分散筒(1)内部分隔为至少两个独立的空间,所述固定片(122)和转动片(123)上设有槽孔,固定片(122)固定角度,所述转动片(123)与搅拌杆(11)连接并随着搅拌杆(11)受电机驱动旋转,当搅拌杆(11)旋转时,固定片(122)上的槽孔受转动片(123)的阻挡形成大小变化的空隙,且在特定旋转角度孔隙呈闭合状态,所述分散筒(1)内底部设有超声波装置(14),所述超声波装置(14)能够发出向上的超声波。
3.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述超声波装置(14)呈圆环状排列在分散筒(1)内底部。
4.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述分散筒(1)内壁设有固定环(121),所述固定环(121)设置位置与分隔组件(12)中的固定片(122)位置对应,用于固定支撑固定片(122)。
5.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述搅拌叶(13)设置在安装环(131)上,所述安装环(131)在能够受搅拌杆(11)带动旋转的同时,能够在搅拌杆(11)上进行竖直方向上的位移,并在位移极限距离处设置有挡环(132),所述安装环(131)和挡环(132)之间设置有橡胶。
6.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述搅拌叶(13)采用轴流式搅拌叶。
7.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述分散筒(1)内底部中心处设有限位环(111),所述搅拌杆(11)底端穿入限位环(111)内,搅拌杆(11)底端和限位环(111)之间设置有橡胶。
8.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述固定片(122)和转动片(123)上的槽孔为圆形,且其所占的面积不超过固定片(122)和转动片(123)整体的50%。
9.根据权利要求2所述的一种稀土混合物分散研磨设备,其特征在于:所述固定片(122)和转动片(123)上的槽孔为偏心斜条状,且其所占的面积不超过固定片(122)和转动片(123)整体的50%,在转动片(123)受搅拌杆(11)带动旋转时,固定片(122)和转动片(123)重叠形成的空隙,在槽孔中从外向内或从内向外移动。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土混合物混合焙烧工艺,其特征在于:所述焙烧工艺包括如下步骤:步骤一、配制混合焙烧料,将含有氧化锌/氧化锰/氧化钛的无机氧化物与含镧/铈的稀土混合物进行混合为混合焙烧料,控制混合焙烧料中稀土与无机氧化物的质量比为3:7,其中金属铈/金属镧以硝酸铈/硝酸镧的乙醇溶液的形式加入,金属锌/金属锰/金属钛以粉末的形式加入;步骤二、机械分散,将步骤一中配制好的混合焙烧料投入分散设备的加料口中进行机械分散,分散20—30min,使其各组分混合均匀,得到糊状混合物;步骤三、高能分散,将步骤二中混合好的糊状混合物投入分散设备的加料口中进行高能分散,分散40—50min,使其各组分微观层面充分混合均匀,得到固液分离的混悬料;步骤四、二次机械分散,将步骤三中出现固液分离的混悬料再次投入分散设备的加料口中进行机械分散,分散20—30min,使其各组分充分混合均匀,得到糊状混合物;步骤五、烘干,将步骤四中的糊状混合物置于烘箱中120℃烘干24-48h,将糊状混合物彻底烘干;步骤六、隧道窑炉烧制,将步骤五中所得的块状物置于坩埚中并置于传送装置上,通过全自动智能排列装置,控制各坩埚之间留置一定间隙,形成焙烧风道,同时控制保持各坩埚之间的焙烧温度一致,控制焙烧缓冲区温度为室温升至1500℃,经过2h升温烧制后进入高温焙烧区,温度为1500℃,高温焙烧时间为3h,然后进入降温区,温度为1500℃降至室温,降温区用时2h,随后转出置外部传送带,等待取出,整体控温精度≤5℃;步骤七、研磨,将步骤六焙烧完成的高温共混掺杂氧化物进行研磨处理,先将块状物料置于研磨设备中进行粉碎初磨,分散为小颗粒物质,再根据材料用途选用不同精细研磨设备进行二次精细研磨,使其达到所需粒径值,该材料粒径范围为200nm—150,000nm。
2.一种用于权利要求1中的稀土混合物混合焙烧工艺的稀土混合物分散研磨设备,包括用于分散混合的分散筒(1),所述分散筒(1)的轴心处设置有搅拌杆(11),搅拌杆(11)通过电机驱动,分散筒(1)上方设置有供原料倒入的入料口,所述搅拌杆(11)上竖直阵列有用于分散搅拌的搅拌叶(13),分散筒(1)内下方设有供加工完成原料通过的出料口(15),其特征在于:所述分散筒(1)内至少设有1个分隔组件(12),所述分隔组件(12)由固定片(122)和转动片(123)组成,分隔组件(12)与分散筒(1)内壁贴合,并将分散筒(1)内部分隔为至少两个独立的空间,所述固定片(122)和转动片(123)上...
【专利技术属性】
技术研发人员:周效,郑元滨,王盟盟,赵天宇,梁磊,张鑫宇,先婷,耿佳静,
申请(专利权)人:稀瑞材料技术杭州有限公司,
类型:发明
国别省市:
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