本發(fā)明涉及溶銅反應(yīng)裝置，具體為一種高效溶銅裝置及溶銅方法。

背景技術(shù)：

1、溶銅是把銅板或銅線均布于溶銅容器內(nèi)，與硫酸溶液中的硫酸和空氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使銅板或銅線溶解為硫酸銅溶液，金屬銅變?yōu)殂~離子，其主要使用到的設(shè)備包括溶銅罐、污液槽、凈液槽、硅藻土過濾器、凈液過濾器、添加劑罐、精濾器、板式換熱器、循環(huán)泵等。

2、目前現(xiàn)有技術(shù)中的溶銅方式一般采用浸泡式溶銅和噴淋式溶銅，浸泡式溶銅一般采用空氣壓縮機(jī)供風(fēng)，供風(fēng)的目的一是供氧，二是用風(fēng)對(duì)溶液進(jìn)行攪，由于空氣氣泡大，不能將空氣中的氧充分地溶解到介質(zhì)中，溶銅過程氧的利用率只有3％左右，氧利用效率低。同時(shí)空氣將溶液熱量帶走，使硫酸溶液溫度下降；而噴淋式溶銅是將原料銅線投入溶銅塔里，溶銅塔下面是的篩板，上面有排風(fēng)管直通引風(fēng)機(jī)，所以溶銅塔里始終充滿空氣，銅線始終處在與空氣接觸狀態(tài)，硫酸銅水溶液用泵從溶銅塔頂部噴淋在銅線上，雖然提高了氧的利用效率，但為了提高處理能力，需加大空氣量，溶液蒸發(fā)損失超過反應(yīng)熱，仍需補(bǔ)充熱量計(jì)水分，同時(shí)增加了水汽的處理成本；鑒于此，我們提出了一種高效溶銅裝置及溶銅方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高效溶銅裝置及溶銅方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高效溶銅裝置，包括溶銅罐，所述溶銅罐的底部內(nèi)壁上固定安裝有支撐格柵，所述溶銅罐的頂部開設(shè)有進(jìn)料口，所述溶銅罐的側(cè)面設(shè)置有循環(huán)溶銅組件，所述循環(huán)溶銅組件包括：

3、補(bǔ)液管，所述補(bǔ)液管的端部固定連接在溶銅罐的底部側(cè)壁上，所述補(bǔ)液管遠(yuǎn)離溶銅罐的一端固定連接有射流器，所述射流器的側(cè)壁固定安裝有進(jìn)氣控制閥；

4、循環(huán)管一，所述循環(huán)管一的端部固定連接在射流器遠(yuǎn)離補(bǔ)液管的一端，所述循環(huán)管一遠(yuǎn)離射流器的一端固定連接有循環(huán)泵，所述循環(huán)泵的輸入端固定連接有循環(huán)管二；

5、氣液分離罐，所述循環(huán)管二遠(yuǎn)離循環(huán)泵的一端與氣液分離罐的底端固定連接，所述氣液分離罐的底端側(cè)壁上固定安裝有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管的端部固定連接有螺旋換熱管道，所述螺旋換熱管道遠(yuǎn)離進(jìn)水管的一端固定連接有出水管，所述溶銅罐與氣液分離罐之間固定連接有導(dǎo)氣管，所述氣液分離罐的頂端固定安裝有廢氣管。

6、優(yōu)選的，所述支撐格柵的底部設(shè)置有弧形支撐件，并且所述弧形支撐件的數(shù)量設(shè)置有多組，多組所述弧形支撐件呈圓周陣列均勻分布在支撐格柵的底部表面上，以使得支撐格柵的底部表面與溶銅罐的底部內(nèi)壁之間具有一定的間隙，方便含氧酸液在溶銅罐底部的填充。

7、優(yōu)選的，所述補(bǔ)液管與溶銅罐的連接處設(shè)置在支撐格柵的下方，以使得補(bǔ)液管通過循環(huán)泵導(dǎo)入的含氧酸液從溶銅罐的底部輸入，保證溶銅罐底部的酸性溶液的濃度均勻性。

8、優(yōu)選的，所述射流器包括噴嘴與進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口設(shè)置在射流器的側(cè)面，并且所述進(jìn)氣口與進(jìn)氣控制閥固定連接，通過進(jìn)氣控制閥可以控制進(jìn)氣口的進(jìn)氣量，同時(shí)所述噴嘴設(shè)置在射流器的頂部內(nèi)壁上，在循環(huán)泵將循環(huán)的硫酸溶液輸入至射流器的頂部時(shí)，通過射流器頂部內(nèi)壁上設(shè)置的噴嘴將硫酸溶液高速向下噴出。

9、優(yōu)選的，所述導(dǎo)氣管設(shè)置在溶銅罐以及氣液分離罐靠近頂部的位置，以使得溶銅罐內(nèi)受到溶銅反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣以及夾帶空氣的硫酸溶液上升后經(jīng)導(dǎo)氣管進(jìn)入到氣液分離罐的內(nèi)部，所述進(jìn)水管與出水管遠(yuǎn)離氣液分離罐的一端均與外部的冷卻水循環(huán)設(shè)備的輸出端和輸入端固定連接。

10、優(yōu)選的，所述溶銅罐的內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器，并且所述溫度傳感器與外部冷卻水循環(huán)設(shè)備的控制器電信連接，并且在控制器內(nèi)設(shè)定溶銅罐中反應(yīng)的溫度閾值為80℃。

11、優(yōu)選的，所述導(dǎo)氣管在豎直方向上設(shè)置在出水管以及廢氣管的下方，以避免導(dǎo)氣管內(nèi)流出的含有水蒸氣和夾帶空氣的硫酸溶液的混合氣體直接從廢氣管的內(nèi)部向外排出，所述廢氣管的頂端與外部的廢氣處理設(shè)備連接，以使得溶銅作業(yè)所產(chǎn)生的廢氣可以經(jīng)過處理后再排放。

12、一種高效溶銅裝置的溶銅方法，所述溶銅方法包括以下步驟：

13、s1、投入原料：打開進(jìn)料口，將需要溶解的銅料置入溶銅罐的內(nèi)部，之后投入200～250g/l濃度的硫酸溶液；

14、s2、啟動(dòng)設(shè)備：關(guān)閉進(jìn)料口并依次啟動(dòng)循環(huán)泵、外部循環(huán)冷卻設(shè)備以及尾氣處理設(shè)備；

15、s3、溶銅反應(yīng)：通過循環(huán)泵與射流器持續(xù)利用硫酸溶液溶氧后進(jìn)行溶銅作業(yè)；

16、s4、關(guān)閉設(shè)備：在s1中投入的銅料完全溶解后依次關(guān)閉循環(huán)泵，在溶銅罐內(nèi)溫度降低至室溫后關(guān)閉外部循環(huán)冷卻設(shè)備，最后關(guān)閉尾氣處理設(shè)備。

17、優(yōu)選的，所述s1中進(jìn)行銅料的投入時(shí)保證銅料在支撐格柵上的均勻平鋪，避免投入的銅料堆積和超高。

18、優(yōu)選的，所述s2中啟動(dòng)設(shè)備時(shí)根據(jù)s1中投入的銅料體積調(diào)節(jié)進(jìn)氣控制閥，在投入大體積銅料時(shí)增加進(jìn)氣控制閥的進(jìn)氣量，在投入較小體積銅料時(shí)降低進(jìn)氣控制閥的進(jìn)氣量，從而控制吸入空氣量，達(dá)到控制銅料的氧化速度的目的。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種高效溶銅裝置及溶銅方法，具備以下有益效果：

20、1、該高效溶銅裝置及溶銅方法，通過在溶銅罐的外置循環(huán)系統(tǒng)中加入了射流器，利用文丘里原理在硫酸溶液的循環(huán)管道中實(shí)現(xiàn)高速噴射，以吸入外部環(huán)境中的空氣并與硫酸溶液充分融合，以實(shí)現(xiàn)快速溶解氧氣的效果，提高硫酸溶液內(nèi)的溶氧量，氧氣的利用率更高，其溶銅的速度更快，同時(shí)也可以適應(yīng)更大體積的銅料溶解需求，并且硫酸溶液與空氣的混合乳化過程中對(duì)空氣的需求量較少，因此最終進(jìn)入到溶銅罐內(nèi)的空氣總量更少，這部分空氣排出時(shí)所帶走的水分更少，從而降低溶銅裝置的補(bǔ)水量，提高反應(yīng)的持續(xù)效率。

21、2、該高效溶銅裝置及溶銅方法，通過在射流器的進(jìn)氣口處設(shè)置了進(jìn)氣控制閥，以控制射流器在作業(yè)時(shí)的進(jìn)氣量，以使得工作人員可以根據(jù)所需要溶解的銅料的體積來調(diào)整進(jìn)氣量，從而調(diào)整經(jīng)射流器混合乳化后的硫酸溶液中的溶氧量，從而更好的控制溶銅罐內(nèi)的銅料溶解速度。

22、3、該高效溶銅裝置及溶銅方法，通過在氣液分離器的頂部設(shè)置廢氣管，配合螺旋狀設(shè)置的螺旋換熱管道，以使得在溶銅罐內(nèi)汽化的硫酸溶液、水蒸氣以及廢氣進(jìn)入到氣液分離器內(nèi)部后可以充分冷凝，廢氣從上方廢氣管排出后不會(huì)隨著硫酸溶液進(jìn)入到循環(huán)系統(tǒng)中，因此不會(huì)對(duì)循環(huán)泵造成氣蝕，同時(shí)導(dǎo)氣管設(shè)置在溶銅罐內(nèi)部靠近頂部的位置，從而使得溶銅反應(yīng)所產(chǎn)生的銅渣不會(huì)進(jìn)入循環(huán)泵內(nèi)對(duì)其造成磨損和堵塞。

23、4、該高效溶銅裝置及溶銅方法，整個(gè)溶銅罐僅依靠導(dǎo)氣管連接的氣液分離罐實(shí)現(xiàn)內(nèi)部溫度的調(diào)控，從而降低溶銅罐內(nèi)的溫度損失，使得溶銅反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量不會(huì)大量流失，依靠溶銅罐內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器配合外部的冷卻水循環(huán)設(shè)備的控制器控制溶銅罐內(nèi)的溫度處于閾值80℃以下，使得溶銅罐內(nèi)的溫度可以維持平衡，無需外部供熱，減少能源的損耗。

技術(shù)特征：

1.一種高效溶銅裝置，包括溶銅罐(1)，所述溶銅罐(1)的底部內(nèi)壁上固定安裝有支撐格柵(2)，所述溶銅罐(1)的頂部開設(shè)有進(jìn)料口(3)，其特征在于：所述溶銅罐(1)的側(cè)面設(shè)置有循環(huán)溶銅組件(4)，所述循環(huán)溶銅組件(4)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶銅裝置，其特征在于：所述支撐格柵(2)的底部設(shè)置有弧形支撐件，并且所述弧形支撐件的數(shù)量設(shè)置有多組，多組所述弧形支撐件呈圓周陣列均勻分布在支撐格柵(2)的底部表面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶銅裝置，其特征在于：所述補(bǔ)液管(401)與溶銅罐(1)的連接處設(shè)置在支撐格柵(2)的下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶銅裝置，其特征在于：所述射流器(402)包括噴嘴與進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口設(shè)置在射流器(402)的側(cè)面，并且所述進(jìn)氣口與進(jìn)氣控制閥(403)固定連接，通過進(jìn)氣控制閥(403)可以控制進(jìn)氣口的進(jìn)氣量，同時(shí)所述噴嘴設(shè)置在射流器(402)的頂部內(nèi)壁上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶銅裝置，其特征在于：所述導(dǎo)氣管(411)設(shè)置在溶銅罐(1)以及氣液分離罐(407)靠近頂部的位置，所述進(jìn)水管(408)與出水管(410)遠(yuǎn)離氣液分離罐(407)的一端均與外部的冷卻水循環(huán)設(shè)備的輸出端和輸入端固定連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效溶銅裝置，其特征在于：所述溶銅罐(1)的內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器，并且所述溫度傳感器與外部冷卻水循環(huán)設(shè)備的控制器電信連接，并且在控制器內(nèi)設(shè)定溶銅罐(1)中反應(yīng)的溫度閾值為80℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效溶銅裝置，其特征在于：所述導(dǎo)氣管(411)在豎直方向上設(shè)置在出水管(410)以及廢氣管(412)的下方，所述廢氣管(412)的頂端與外部的廢氣處理設(shè)備連接。

8.一種如權(quán)利要求1-7任一所述的高效溶銅裝置的溶銅方法，其特征在于：所述溶銅方法包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高效溶銅裝置的溶銅方法，其特征在于：所述s1中進(jìn)行銅料的投入時(shí)保證銅料在支撐格柵(2)上的均勻平鋪，避免投入的銅料堆積和超高。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高效溶銅裝置的溶銅方法，其特征在于：所述s2中啟動(dòng)設(shè)備時(shí)根據(jù)s1中投入的銅料體積調(diào)節(jié)進(jìn)氣控制閥(403)，在投入大體積銅料時(shí)增加進(jìn)氣控制閥(403)的進(jìn)氣量，在投入較小體積銅料時(shí)降低進(jìn)氣控制閥(403)的進(jìn)氣量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及溶銅反應(yīng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種高效溶銅裝置及溶銅方法，所述溶銅罐的底部內(nèi)壁上固定安裝有支撐格柵，所述溶銅罐的側(cè)面設(shè)置有循環(huán)溶銅組件。通過在溶銅罐的外置循環(huán)系統(tǒng)中配置射流器，利用文丘里原理在硫酸溶液的循環(huán)管道中實(shí)現(xiàn)高速噴射，以吸入外部環(huán)境中的空氣并與硫酸溶液充分融合，以實(shí)現(xiàn)快速溶解氧氣的效果，提高硫酸溶液內(nèi)的溶氧量，氧氣的利用率更高，其溶銅的速度更快，同時(shí)也可以適應(yīng)更大體積的銅料溶解需求，并且硫酸溶液與空氣的混合乳化，提高了氧利用效率，因此對(duì)空氣的需求量較少，因此最終進(jìn)入到溶銅罐內(nèi)的空氣總量更少，這部分空氣排出時(shí)所帶走的水分更少，從而降低溶銅裝置的補(bǔ)水量，提高反應(yīng)的持續(xù)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李靜嫻,潘書琴,吳新明,朱俊,孫健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽朋錦環(huán)保科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30