一種高效旋流常溫溶銅裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高效旋流常溫溶銅裝置，包括旋流反應器、防腐進液泵、多個氣液乳化混合器、過濾分離器和臭氧發(fā)生器，每個氣液乳化混合器都與防腐進液泵和臭氧發(fā)生器相連，經(jīng)氣液乳化混合器混合后的氣液混合體通過噴嘴沿旋流反應器的切線方向噴射到旋流反應器中，過濾分離器設置在旋流反應器的中心，旋流反應器呈圓筒形的密封結(jié)構(gòu)，其底部設置有廢渣出口，頂部設置有投料口，與過濾分離器相對的頂部設置有廢氣抽氣口，側(cè)壁的上部設置有溢流出液口，內(nèi)部設置有銅料堆放區(qū)，銅料堆放區(qū)用于堆放銅料。該裝置節(jié)能、高效、耐腐蝕、操作簡單、氧化速度快、反應時間段、且廢氣排放少。
【專利說明】一種高效旋流常溫溶銅裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電解液造液【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于海綿銅、廢紫銅、廢黃銅、銅箔、廢銅線等富銅原料的溶解裝置，尤其涉及一種能夠在常溫下實現(xiàn)上述富銅原料的高效溶解的溶銅裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]溶銅設備是生產(chǎn)硫酸銅溶液工藝裝備中的關(guān)鍵設備之一。由于Cu27Cu的標準電極電位為0.337V，一般情況下單質(zhì)銅很難從硫酸溶液中置換出氫離子生成硫酸銅溶液，因此一般采用氧化溶浸的方法:Cu+1/202+H2S04= Cu 2++SO廣+H20。采用這種方法，首先將經(jīng)過清洗的銅料及硫酸、水加入到具有溶解能力的溶銅罐中，向內(nèi)鼓入壓縮空氣，然后加熱到60?85°C條件下使銅發(fā)生氧化，生成氧化銅與硫酸發(fā)生反應，生產(chǎn)硫酸銅水溶液。
[0003]目前，國內(nèi)生產(chǎn)硫酸銅工藝裝備中的溶銅設備主要有中和槽和噴淋塔兩種。中和槽因耗能多已逐漸被淘汰，噴淋塔相比之下降低了能耗，但仍需供給大量蒸汽以維持反應所需要的溫度，且溶解過濾需要鼓入大量的空氣來保證設備的生產(chǎn)能力，因而造成溶液大量蒸發(fā)，熱量散失嚴重的后果。
[0004]因此，目前急需為硫酸銅的生產(chǎn)工藝提供一種新的溶銅設備，使其能在常溫情況下實現(xiàn)銅金屬的快速溶解，從而達到提高生產(chǎn)效率，降低能耗的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠集合多種技術(shù)特點和優(yōu)勢的新型溶銅裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、低能耗、高效環(huán)保、便于操作、生產(chǎn)成本低等特點。
[0006]為此，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種高效旋流常溫溶銅裝置，其包括旋流反應器、防腐進液泵、多個氣液乳化混合器、過濾分離器和臭氧發(fā)生器，其中，每個所述氣液乳化混合器都與所述防腐進液泵和所述臭氧發(fā)生器相連，并且經(jīng)所述氣液乳化混合器混合后的氣液混合體通過噴嘴沿所述旋流反應器的切線方向噴射到所述旋流反應器中，所述過濾分離器設置在所述旋流反應器的中心，所述旋流反應器呈圓筒形的密封結(jié)構(gòu)，其底部設置有廢渣出口，頂部設置有投料口，與所述過濾分離器相對的頂部設置有廢氣抽氣口，側(cè)壁的上部設置有溢流出液口，內(nèi)部設置有銅料堆放區(qū)，所述銅料堆放區(qū)用于堆放銅料。
[0007]進一步地，其中，所述旋流反應器的底部呈錐形，且其由不銹鋼、鈦材或工程塑料制成。
[0008]更進一步地，其中，所述旋流反應器的直徑為50-6000mm，高度為1000-6000mm。
[0009]再進一步地，其中，所述過濾分離器采用316L不銹鋼網(wǎng)或鈦網(wǎng)制成。
[0010]此外，其中，所述防腐進液泵為化工流程泵或磁力泵。
[0011 ] 進一步地，其中，所述溢流出液口采用斜板結(jié)構(gòu)。
[0012]與已有的產(chǎn)生硫酸銅溶液的溶銅裝置相比，本實用新型的高效旋流常溫溶銅裝置具有如下顯著優(yōu)點:
[0013]1、在反應過程中溶液和物料自動攪拌，反應速度快；同時，在反應過程中，溶解廢物被過濾分離，且能實現(xiàn)自動收集；
[0014]2、使用臭氧和空氣的混合氣體作為氧化劑，氧化劑自動吸入，高效安全；
[0015]3、溶液與氣體充分乳化混合，氧利用率高，溶銅速度快；
[0016]4、裝置占地面積小、效率高、操作簡單、連續(xù)運行；
[0017]5、無廢氣排放，現(xiàn)場操作環(huán)境好，安全、環(huán)保，勞動強度低；
[0018]6、溶銅過程不用加熱，常溫運行，能耗低，生產(chǎn)成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的高效旋流常溫溶銅裝置的示意圖。
[0020]其中，1、旋流反應器；2、防腐進液泵；3、氣液乳化混合器；4、過濾分離器；5、臭氧發(fā)生器；6、廢渣出口 ；7、投料口 ；8、廢氣抽氣口 ；9、溢流出液口 ；10、銅料堆放區(qū)。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細描述本實用新型的【具體實施方式】，【具體實施方式】的內(nèi)容不是對本實用新型的保護內(nèi)容的限制。
[0022]本實用新型涉及一種含銅物料的溶解裝置，主要用于銅電解液造液，其是一種節(jié)能、高效、耐腐蝕、操作簡單、氧化速度快、反應時間短、廢氣排放少的溶銅裝置，具有提高溶解速度，常溫溶解降低能耗、降低生產(chǎn)成本等重要意義，是一種環(huán)保、高效率、低消耗、低造價、操作管理方便的新型溶銅反應裝置。
[0023]圖1示出了本實用新型的高效旋流常溫溶銅裝置的示意圖。如圖1所示，本實用新型的高效旋流常溫溶銅裝置包括旋流反應器1、防腐進液泵2、多個氣液乳化混合器3、過濾分離器4和臭氧發(fā)生器5。
[0024]在本實用新型中，所述過濾分離器4呈環(huán)型結(jié)構(gòu)，置于所述旋流反應器I中部。優(yōu)選地，所述過濾分離器4可以采用316L不銹鋼網(wǎng)或鈦網(wǎng)進行制作。此外，根據(jù)溶解物料的顆粒和雜質(zhì)的成分，來確定網(wǎng)孔的大小，以保證能夠濾除反應的雜質(zhì)且不影響反應的進行。通過所述過濾分離器4，可以過濾掉反應過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)，確保制造的硫酸銅的質(zhì)量。
[0025]在本實用新型中，所述旋流反應器I呈封閉圓筒形，優(yōu)選地，根據(jù)置換介質(zhì)溫度、酸度、腐蝕性、銅料的形狀及生產(chǎn)產(chǎn)量的不同，所述旋流反應器I的直徑可以為50-6000_，高度可以為1000-6000mm。在本實用新型中，更優(yōu)選地，所述旋流反應I的底部呈錐形，從而方便雜質(zhì)的匯聚和收集。此外，根據(jù)反應介質(zhì)的不同，所述旋流反應器I可由不銹鋼、鈦材、工程塑料及其它非金屬材質(zhì)制成。如圖1所示的那樣，所述旋流反應器I的底部設置有廢渣出口 6，溶銅反應后的廢渣經(jīng)所述過濾分離器4過濾之后由所述廢渣出口 6排出所述旋流反應器I。所述旋流反應器I的頂部設置有投料口 7，優(yōu)選為設置有多個投料口 7，從而便于將反應用的銅料投放到所述旋流反應器I中。所述旋流反應器I的與所述過濾分離器4相對的頂部設置有廢氣抽氣口 8。所述廢氣抽氣口 8用于將反應產(chǎn)生的酸性氣體、水蒸汽和空氣抽出，進入尾氣吸收裝置，從而防止所述旋流反應器I中的酸性氣體污染現(xiàn)場環(huán)境。此外，所述旋流反應器I的側(cè)壁的上部設置有溢流出液口 9，通過所述溢流出液口 9將反應所得到的溶銅溶液從所述旋流反應器I內(nèi)排出。所述旋流反應器I的內(nèi)部設置有銅料堆放區(qū)10，所述銅料堆放區(qū)10用于堆放銅料。
[0026]繼續(xù)參考圖1，每個所述氣液乳化混合器3都與所述防腐進液泵2和所述臭氧發(fā)生器5相連。所述防腐進液泵2用于泵送硫酸。在本實用新型中，優(yōu)選地，所述防腐進液泵2采用耐酸的化工流程泵或磁力泵，最優(yōu)選地，選用磁力泵。所述臭氧發(fā)生器5是用于制取臭氧氣體(O3)的裝置。臭氧的氧化能力極強，在常溫條件下與銅料接觸即可快速將銅氧化成氧化銅，所述氧化銅與硫酸反應，生產(chǎn)硫酸銅。所述氣液乳化混合器3是利用射流負壓原理發(fā)展起來的一種多用途氣液乳化混合裝置，經(jīng)所述防腐進液泵2泵送過來的硫酸和經(jīng)所述臭氧發(fā)生器5輸送過來的臭氧在所述氣液乳化混合器3中形成氣液乳化混合體，然后再排出。其中，氣體與液體在所述氣液乳化混合器3中充分溶解，溶解效率可達80?100%。臭氧和硫酸經(jīng)所述氣液乳化混合器3混合后的氣液混合體通過多個噴嘴沿所述旋流反應器I的切線方向噴射到所述旋流反應器I中。多個噴嘴的出液口與旋流反應器I采用切線進液方式，兼顧反應和攪拌的雙重作用，使得銅料能邊被攪拌邊反應，從而提高反應效率。
[0027]在使用本實用新型的高效旋流常溫溶銅裝置進行硫酸銅溶液的制備時，首先通過投料口將銅料投放到旋流反應器中，然后關(guān)閉投料口、廢渣排出口和廢氣抽氣口。接著，所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧和所述防腐進液泵泵送過來的硫酸在所述氣液乳化混合器中進行充分溶解，然后從所述旋流反應器的側(cè)部分多路以切線方向旋流進入所述旋流反應器中，利用流體壓力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。當富含臭氧和氧氣的硫酸溶液以一定的速度進入所述旋流反應器中時，含臭氧和氧氣的硫酸溶液在所述旋流反應器中做回轉(zhuǎn)運動，臭氧和氧氣與旋流反應器中堆放的銅料充分接觸，生成氧化銅，然后硫酸溶液與所述氧化銅發(fā)生化學反應生成硫酸銅溶液。由于旋轉(zhuǎn)水流的沖刷作用，所述旋流反應器中的溶液和銅料被充分攪動，同時，因為不同位置溶液的線速度差異，溶液中的雜質(zhì)在水流的帶動下，向所述旋流反應器的中心部分運動，并在自身重力的共同作用下，沿所述旋流反應器中心的過濾分離器螺旋向下運動，最終由廢渣排出口排出；同時，通過所述廢氣抽氣口抽出反應過程中產(chǎn)生的酸性氣體、水蒸汽和空氣，從而防止旋流反應器中的酸性氣體污染環(huán)境。其中，所述過濾分離器起到阻擋過濾銅料和過濾雜質(zhì)的作用。
[0028]在本實用新型所述的高效旋流常溫溶銅裝置中，溶液采用多組旋流方式進液，在保證反應的動力過程的同時，實現(xiàn)溶液的自動攪拌和溶解廢物旋流過濾分離自動收集，降低攪拌能耗，簡化操作流程。此外，在本實用新型所述的高效旋流常溫溶銅裝置中，通過氣液乳化混合器，實現(xiàn)溶液與氣體(臭氧)的乳化混合，最大限度地提高氧的利用率。而且，在本實用新型所述的高效旋流常溫溶銅裝置中，利用臭氧作為氧化劑，在常溫下實現(xiàn)快速溶銅，能耗低，生產(chǎn)成本低。最后，本實用新型所述的高效旋流常溫溶銅裝置中采用的是密封結(jié)構(gòu)，酸性氣體、水蒸汽和空氣抽出，進入尾氣吸收裝置，從而防止所述旋流反應器I中的酸性氣體污染現(xiàn)場環(huán)境，達到減少環(huán)境污染的效果。
[0029]【具體實施方式】的內(nèi)容是為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和使用本實用新型而描述的，并不構(gòu)成對本實用新型保護內(nèi)容的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本實用新型的內(nèi)容之后，可以對本實用新型進行合適的修改。本實用新型的保護內(nèi)容以權(quán)利要求的內(nèi)容為準。在不脫離權(quán)利要求的實質(zhì)內(nèi)容和保護范圍的情況下，對本實用新型進行的各種修改、變更和替換等都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效旋流常溫溶銅裝置，其包括旋流反應器(I)、防腐進液泵(2)、多個氣液乳化混合器(3)、過濾分離器(4)和臭氧發(fā)生器(5)，其中，每個所述氣液乳化混合器(3)都與所述防腐進液泵(2)和所述臭氧發(fā)生器(5)相連，并且經(jīng)所述氣液乳化混合器(3)混合后的氣液混合體通過噴嘴沿所述旋流反應器(I)的切線方向噴射到所述旋流反應器(I)中，所述過濾分離器(4)設置在所述旋流反應器(I)的中心，所述旋流反應器(I)呈圓筒形的密封結(jié)構(gòu)，其底部設置有廢渣出口出)，頂部設置有投料口(7)，與所述過濾分離器(4)相對的頂部設置有廢氣抽氣口(8)，側(cè)壁的上部設置有溢流出液口(9)，內(nèi)部設置有銅料堆放區(qū)(10)，所述銅料堆放區(qū)(10)用于堆放銅料。
2.如權(quán)利要求1所述的高效旋流常溫溶銅裝置，其中，所述旋流反應器(I)的底部呈錐形，且所述旋流反應器(I)由不銹鋼、鈦材或工程塑料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的高效旋流常溫溶銅裝置，其中，所述溢流出液口(9)采用斜板結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的高效旋流常溫溶銅裝置，其中，所述旋流反應器(I)的直徑為50-6000mm,高度為 1000-6000mm。
5.如權(quán)利要求3所述的高效旋流常溫溶銅裝置，其中，所述過濾分離器(4)采用316L不銹鋼網(wǎng)或鈦網(wǎng)制成。
6.如權(quán)利要求4所述的高效旋流常溫溶銅裝置，其中，所述防腐進液泵(2)為化工流程泵或磁力泵。
【文檔編號】C01G3/10GK204251353SQ201420705901
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】劉曉鵬, 王昆, 張祖民, 王偉, 楊文芳, 羅東輝, 馬馳 申請人:大連鑫恒環(huán)?？萍加邢薰?br>