喷雾焙烧又称喷雾热分解,作为一种新型冶炼技术得到了快速发展,在实验研究方面已经取得很多突破,但是以氯化物溶液为原料液直接制取氧化物的研究和应用尚不多见。本文以氯化物溶液为原料液,着眼于工业应用,从设备建立、监控系统建立、焙烧工艺等方面对氯化物喷雾焙烧系统及产物进行研究。本文建立氯化物溶液喷雾焙烧系统可以从喷雾焙烧管式炉底部和旋风收尘装置收料。经过收尘后的气体在冷凝收酸器内冷凝并实现气液分离,冷凝收得的盐酸流入集酸器内,余下的气体则进入吸收塔然后排空。整套系统正常运行时不排放有害气体和粉尘,达到了无污染的清洁冶金的目的。在炉体高温区内,金属氯化物溶液热分解为氧化物涉及到多个化学反应,反应体系的温度、氯化物溶液浓度是主要影响因素,而H2O分压和HCl分压也会产生一定影响。在线监测上述影响因素,及时了解生产状况并分析所得数据对实验条件及设备加以改进,对生产出高质量的氧化物粉末有重要意义。本文使用Visual Basic6.0可视化编程语言开发基于研华PCI-1711数据采集卡为核心的全流程监控系统,在生产过程中对炉内和炉外温度、管道内压力、载气流量、氯化物溶液流量实现实时在线监控,随时了解生产状况,并记录所有采集到的数据,以便分析、改进。监控系统运行时会受到各种干扰的影响,使得采集的数据不稳定并且严重失真。本文采用软件滤波和电容滤波两种不同方式滤除杂波的干扰影响,经验证取得良好的效果。为使系统操作更人性化,本文开发了针对传感器的温度标定和压力标定以及蠕动泵输出液体流量标定的附属软件,校订准确度高,方便快捷,可以随时校正已建立的数学模型。最后,用建立好的监控系统以氯化铈溶液为原料液制备氧化铈,通过控制温度和氯化铈溶液浓度确定最佳反应条件。采用化学分析、XRD衍射分析以及扫描电镜分析研究焙烧温度、氯化铈浓度对氯化铈喷雾焙烧制备氧化铈的产物转化率以和形貌的影响。采集、记录温度数据,分析反应过程中系统内各部分温度变化,了解反应时炉内热量变化及传递过程,对进一步研究氯化铈喷雾焙烧反应机理有重要意义。炉管内化学反应进行时,采集到的压力也会有相应变化,因此,采集、记录压力也有助于研究反应机理。