等离子汽相法生产氧化铋的方法 【技术领域】
本发明涉及金属氧化物的制备，即一种等离子汽相法生产氧化铋的方法。
背景技术
氧化铋在电子行业应用很广，但目前生产氧化铋的厂家多采用化学法，用硝酸铋水解法进行生产，欧洲曼浦汉克化工公司有400多年的生产历史，是世界上最大的氧化铋生产商，2005年在中国浙江建立独资工厂。中国的氧化铋生产厂也都是使用化学法，用硝酸铋水解法生产，如北京的当升公司、成都的蜀都公司、湖南郴州的铋业集团。
化学法生产的工艺流程如下：铋锭→造粒→加入硝酸溶液反应、溶解→加入氢氧化钠溶液、沉淀→洗涤→烘干→粉碎。采用化学法生产工艺步骤多、产品粒径为微米级水平，而且有大量的废气、废水产生。
【发明内容】
为了克服化学法生产氧化铋工艺步骤多、产品粒径粗和污染环境的缺点，本发明提出了用等离子汽相法生产氧化铋的方法。
利用等离技术生产氧化铋的方法称之为“等离子汽相法生产氧化铋的方法”。
在直流电源作用下，阳极与阴极之间形成等离子孤，在等离子汽相反应炉中，使金属铋液迅速汽化，并同时与富氧空气瞬间化合，而生成超细氧化铋，随之加入大量的空气，使生成的氧化铋超细颗粒，迅速冷却，进入分离回收系统，其特征在于，供给等离子汽相反应炉电极的电压为25～40伏，电流600～2000安倍，正极为金属铋，负极为碳棒，负极碳棒截面中的电流密度为20～45安倍/cm2，弧长20～30mm，向等离子汽相炉中送入的空气质量为同期等离子弧汽化金属铋质量的130～70倍。
分离回收系统包括重力沉降室和布袋收尘器，在重力沉降室中，氧化铋颗粒随烟气由下而上，其流速小于0.125米/秒，随后进入布袋收尘器，在布袋收尘器中，空气透过滤袋的速度小于0.4米/每分钟，氧化铋细粒粘附在布袋地外层，两个布袋收尘器轮流工作，当一个布袋收尘器达到饱和时，系统会自动转换到另一个布袋收尘器，同时，已饱和的布袋收尘器开始自动喷吹，清灰卸料。
等离子体是物质的第四态，将等离子技术应用在化学反应中替代反应釜，制备金属氧化物是本发明的特点。应用等离子技术使炉中温度由室温瞬间升高到5000K以上，又瞬间将含氧化铋的烟气降到120℃以下。骤热骤冷是形成纳米氧化铋的关键
和化学法，即用硝酸铋水解法比较，等离子汽相法产出的氧化铋纯度达99.9％以上，平径粒径小于100nm，达到纳米级水平，而硝酸铋水解法纯度一般只有99.85％，平均粒径5～10μm，而且等离子汽相法工艺简单，一步完成，人为影响质量的因素少，耗能少，工时少，不用其他酸、碱等化工原料，生产中无三废产生。
【附图说明】
图1是本发明的设备示意图
图中：1、控制柜，2、电源柜，3、氧气瓶，4、汽化炉，5、重力沉降室，6、换向阀，7、布袋收尘器，8、换向排空阀，9、卸料阀，10、风机。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的具体实施方式详细说明如下：
等离子汽相生产氧化铋的方法，是在汽化炉4中进行，炉中正极和金属铋相连，负极为碳棒，控制柜1通过控制线路和生产线中的各个执行机构相连，在汽化炉4上，还有可调进风口和投料口，汽化炉4经氧气输送管路和氧气瓶3相连，风管安装在电极的上方，并和重力沉降室5的下部相连，重力沉降室5的上口通过风管和换向阀6，与布袋收尘器的下端相连，布袋收尘器7有两个，它们之间安有换向阀6，两个布袋收尘器7轮流收尘、出料，布袋收尘器7的上口通过换向排空阀8、风管和风机10相连，布袋收尘器7的下口装有卸料阀9，卸料阀9的下方，放有收料桶。
下面举三个实施例，其工艺参数列表如下：
电极电压 (伏) 电极电流 (安) 电流密度 (安/cm2) 孤长 (mm) 加入空气质 量为金属铋 的倍数 氧气流量 (0.15Mpa) L/min 氧化铋烟 气中的固 含量(克 /m3) 实 施 例一 30 800 28.3 28 120 5 10.44 实 施 例 二 28 1070 37.84 26 96 5.5 12.9 实 施 例 三 26 1380 27.4 24 80 6.6 15.3
沉降室中烟尘流速 (米/秒) 空气透过滤袋的速度 (米/分钟) 生产能力 (Kg/小时) 实 施 例一 0.117 0.36 20 实 施 例 二 0.118 0.365 25 实 施 例三 0.12 0.37 30