本實(shí)用新型屬于化工領(lǐng)域,具體涉及一種氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置。
背景技術(shù):
目前,金屬化合物包括碳酸鎳、碳酸鋅、(活性)氧化銅、碳酸銅等的生產(chǎn)工藝流程長、耗能大,裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且工藝中存在各種各樣的缺點(diǎn)。
例如:活性氧化銅具有純度高、粒徑小、比表面積大、在電鍍行業(yè)規(guī)定的酸中溶解速度快等特點(diǎn),在電子、催化等領(lǐng)域有許多特異性能和極大的潛在應(yīng)用價(jià)值。通常生產(chǎn)高純活性氧化銅粉主要采用碳酸鹽煅燒法,由于碳酸鹽煅燒法工藝流程長,后續(xù)洗滌困難,產(chǎn)品純度不高、分散性不好、同時(shí)煅燒后晶粒粗化造成的產(chǎn)品活性不高、成本相對較高、有高鹽廢水產(chǎn)生。
而,關(guān)于活性氧化銅的生產(chǎn)工藝,在目前公開的一些實(shí)用新型專利中,主要有以下幾種常用的工藝:
(1) 申請?zhí)枮?1127175.2 的中國專利公開的以硫酸銅及銅料為原料,經(jīng)80-85℃的低溫氧化得硫酸銅結(jié)晶,然后配制溶液與氫氧化鈉反應(yīng),在經(jīng)球磨、壓濾、洗滌、烘干、粉碎制的活性氧化銅的工藝。
(2) 申請?zhí)枮?00710076208.1 的中國專利公開的以堿性蝕刻廢液經(jīng)蒸氨生產(chǎn)氧化銅的工藝。
以上方法均存在工藝、裝置復(fù)雜和耗能高的缺點(diǎn),并且會(huì)產(chǎn)生大量洗滌廢水,給后續(xù)處理帶來麻煩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提出一種環(huán)保、節(jié)能的氨法生產(chǎn)金屬氧化物的裝置。
本實(shí)用新型提供的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置,包括:浸出槽、分解沉淀槽和吸收裝置;其中浸出槽的放料口通過設(shè)有過濾裝置的管線連接分解沉淀槽的加料口,浸出槽的反應(yīng)氣出口連接所述吸收裝置的進(jìn)氣口,所述分解沉淀槽的混合氣出口通過設(shè)有冷凝器的管線連接所述吸收裝置的進(jìn)氣口;
其中,所述浸出槽包括:
浸出槽殼體,其頂部設(shè)有反應(yīng)氣出口,底部設(shè)有放料口;
循環(huán)管,其通過支撐件固定在所述浸出槽殼體內(nèi)部;
隔離套管,其套設(shè)在所述循環(huán)管外,并通過支撐件固定在所述浸出槽殼體內(nèi)部;其中,所述循環(huán)管與所述隔離套管之間形成的空間的頂部封閉;
設(shè)有一開口的孔板,其通過支撐件固定于所述浸出槽殼體內(nèi),所述孔板的邊沿貼合固定在所述浸出槽殼體的內(nèi)壁,所述隔離套管的下端固定在孔板上,循環(huán)管的下端通過設(shè)在孔板的開口伸入孔板下方;
反應(yīng)氣進(jìn)口,其設(shè)置在浸出槽殼體外側(cè),對應(yīng)位于所述孔板的下方,所述反應(yīng)氣進(jìn)口連接一進(jìn)氣管道,該進(jìn)氣管道通過設(shè)于所述循環(huán)管的管壁的開口與所述循環(huán)管連通;
其中,所述浸出槽殼體與所述隔離套管之間的空間為金屬加料區(qū),所述金屬加料區(qū)位于所述孔板上方、所述循環(huán)管的上開口的下方,金屬原料裝填于所述金屬加料區(qū)。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽的循環(huán)管與所述隔離套管之間形成的空間的底部開放,所述隔離套管的管壁下部開設(shè)有多個(gè)循環(huán)孔。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽的隔離套管的多個(gè)循環(huán)孔對應(yīng)位于所述隔離套管高度的二分之一以下。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽的循環(huán)管的上開口上方設(shè)有循環(huán)擋板,所述循環(huán)擋板通過支撐架固定在所述循環(huán)管的上開口上方。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽的浸出槽殼體頂部的反應(yīng)氣出口下方設(shè)有加料孔。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽殼體的外側(cè)套設(shè)有冷卻套管。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽的冷卻套管對應(yīng)位于所述孔板的上方、所述循環(huán)管的上開口的下方,所述冷卻套管的進(jìn)水口位于冷卻套管的下部,出水口位于冷卻套管的上部。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述浸出槽殼體、所述循環(huán)管、所述隔離套管和所述支撐件均為不銹鋼材質(zhì)。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽,包括:
沉淀槽殼體,其包括自上而下相互連接的頂區(qū)、上連接區(qū)、消泡區(qū)、下連接區(qū)、速熱區(qū)和底區(qū);所述頂區(qū)設(shè)有混合氣出口;所述上連接區(qū)設(shè)有空氣入口和加料口;所述底區(qū)設(shè)有放料口;
設(shè)有一開口的孔板,設(shè)于沉淀槽殼體內(nèi)對應(yīng)位于所述速熱區(qū)的底部以下,孔板的邊緣貼合固定在沉淀槽殼體的內(nèi)壁;
空氣攪拌管,其設(shè)于沉淀槽殼體內(nèi)部,一端連接所述空氣入口,另一端穿過所述孔板的開口伸入所述孔板下方的底區(qū)內(nèi);
加熱盤管組,固定于孔板上;
其中,消泡區(qū)的內(nèi)徑大于速熱區(qū)的內(nèi)徑。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的沉淀槽殼體的速熱區(qū)設(shè)有熱介質(zhì)入口和熱介質(zhì)出口,所述熱介質(zhì)入口連接所述加熱盤管組的入口,所述熱介質(zhì)出口連接所述加熱盤管組的出口。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的加熱盤管組包括多個(gè)串聯(lián)的加熱盤管。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的消泡區(qū)的內(nèi)徑為速熱區(qū)的內(nèi)徑的1.1倍以上。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的消泡區(qū)的內(nèi)徑為速熱區(qū)的內(nèi)徑的1.1倍~5倍。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽還包括:第一保溫套管,其套設(shè)在所述沉淀槽殼體的設(shè)有加熱套管組的位置的外側(cè),所述第一保溫套管的熱介質(zhì)入口連接設(shè)于所述速熱區(qū)的熱介質(zhì)出口。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽還包括:第二保溫套管,其套設(shè)在所述底區(qū)外側(cè),所述第二保溫套管的熱介質(zhì)入口連接設(shè)于所述第一保溫套管的熱介質(zhì)出口。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的頂區(qū)還設(shè)有觀察孔。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的消泡區(qū)的內(nèi)徑大于頂區(qū)的內(nèi)徑。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述分解沉淀槽的頂區(qū)、消泡區(qū)、速熱區(qū)為圓筒形,所述分解沉淀槽的上連接區(qū)和下連接區(qū)為圓臺(tái)筒形,所述底區(qū)為圓錐筒形;所述上連接區(qū)的小直徑頂面連接頂區(qū)的底面,所述上連接區(qū)的小直徑頂面與所述頂區(qū)的橫截面相同;所述上連接區(qū)的大直徑底面連接消泡區(qū)的頂面,所述上連接區(qū)的大直徑底面與所述消泡區(qū)的橫截面相同;所述下連接區(qū)的大直徑頂面連接所述消泡區(qū)底面,所述下連接區(qū)的大直徑頂面與所述消泡區(qū)的橫截面相同;所述下連接區(qū)的小直徑底面連接所述速熱區(qū)的頂面,所述下連接區(qū)的小直徑底面與所述速熱區(qū)的橫截面相同;所述底區(qū)的頂面連接所述速熱區(qū)的底面,所述底區(qū)的頂面與所述速熱區(qū)的橫截面相同。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收裝置包括至少一個(gè)吸收塔,所述吸收塔自上而下包括連通的頂區(qū)、吸收區(qū)和冷凝區(qū);
所述頂區(qū)設(shè)有混合氣出口;
所述吸收區(qū)底部設(shè)有漏斗狀底板,所述漏斗狀底板的邊緣貼合固定于所述吸收塔的內(nèi)壁,所述漏斗狀底板的出口連通所述冷凝區(qū);所述吸收區(qū)設(shè)有對應(yīng)位于所述漏斗狀底板上方的進(jìn)氣口;所述吸收區(qū)內(nèi)設(shè)有第一孔板和第二孔板,第一孔板位于所述進(jìn)氣口上方,第二孔板位于所述第一孔板的上方,第一孔板和第二孔板的邊緣貼合固定于所述吸收塔的內(nèi)壁;所述吸收區(qū)設(shè)有吸收液入口,所述吸收液入口對應(yīng)位于所述第一孔板和第二孔板之間;所述第一孔板上和第二孔板上均堆放吸收材料;
所述冷凝區(qū)設(shè)有冷凝裝置和吸收液出口。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收裝置包括多個(gè)串連的吸收塔;所述吸收塔的頂區(qū)的混合氣出口連接另一吸收塔的進(jìn)氣口。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置還包括碳銨溶液儲(chǔ)罐和供水裝置;
所述吸收塔的頂區(qū)還設(shè)有回流液入口,所述吸收塔的吸收液出口連接前一個(gè)吸收塔的回流液入口,第一個(gè)吸收塔的回流液入口連接所述碳銨溶液儲(chǔ)罐,最后一個(gè)吸收塔的回流液入口連接所述供水裝置。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,碳銨溶液儲(chǔ)罐連接所述浸出槽。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收裝置中的最后一個(gè)吸收塔的混合氣出口連接一壓力調(diào)節(jié)裝置。優(yōu)選地,所述壓力調(diào)節(jié)裝置為羅茨風(fēng)機(jī)。
優(yōu)選地,所述吸收裝置包括4個(gè)以上串連的吸收塔。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收塔的吸收液出口通過設(shè)有提升泵的管線連接該吸收塔的吸收液入口。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收塔的吸收液入口連接設(shè)于所述吸收塔內(nèi)的噴霧管道,所述噴霧管道對應(yīng)位于所述第二孔板的下方。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收裝置的冷凝裝置為冷凝盤管組,其包括多個(gè)串連的冷凝盤管。
作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述吸收塔的冷凝區(qū)設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口,冷卻介質(zhì)入口連接所述冷凝裝置的入口,冷卻介質(zhì)出口連接所述冷凝裝置的出口。
本實(shí)用新型能夠達(dá)到以下技術(shù)效果:
1、本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置簡單,耗能低,且環(huán)保。
2、本實(shí)用新型的浸出槽通過循環(huán)管、隔離套管(循環(huán)孔)、孔板和反應(yīng)氣進(jìn)氣的設(shè)置使得浸出槽內(nèi)部形成一個(gè)循環(huán)反應(yīng)區(qū),能夠提高反應(yīng)效率,節(jié)約能源。浸出槽利用隔離套管和孔板分隔出一個(gè)獨(dú)立的金屬加料區(qū),高壓空氣通入循環(huán)管在循環(huán)管內(nèi)和浸出液充分反應(yīng),經(jīng)循環(huán)管噴出的反應(yīng)液進(jìn)入金屬加料區(qū)下行和金屬充分接觸進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng),反復(fù)循環(huán),速度極快(金屬與溶液反應(yīng)生成離子,溶液中金屬離子濃度從0至100g/L只需要2小時(shí)左右的時(shí)間)。
3、本實(shí)用新型的分解沉淀槽的空氣攪拌功能使產(chǎn)生的金屬化合物不沉淀,同時(shí)鼓入的空氣在上升時(shí)帶走大量的氨氣,降低液內(nèi)氨氣揮發(fā)的阻力,降低氨氣被溶液二次吸收生成氨水的可能性。同時(shí),第一保溫套管和第二保溫套管保證了熱量的充分利用。
4、本實(shí)用新型的吸收裝置的吸收塔可常壓和低壓操作,并采用的逐級噴淋吸收的方法,很好的滿足了生產(chǎn)要求和環(huán)境要求。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置的浸出槽剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置的分解沉淀槽剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置的吸收塔剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置的吸收裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明,以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施,但所舉實(shí)施例不作為對本實(shí)用新型的限定。
如圖1所示,本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置,其特征在于,包括:浸出槽1、分解沉淀槽3和吸收裝置5;其中浸出槽1的放料口通過設(shè)有過濾裝置2的管線連接分解沉淀槽3的加料口,浸出槽1的反應(yīng)氣出口連接吸收裝置的進(jìn)氣口,分解沉淀槽3的混合氣出口通過設(shè)有冷凝器4的管線連接吸收裝置5的進(jìn)氣口。
結(jié)合圖2所示,本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的溶金屬浸出槽1,包括:
浸出槽殼體10,其頂部設(shè)有反應(yīng)氣出口100,底部設(shè)有放料口110;
循環(huán)管11,其通過支撐件12固定在浸出槽殼體10內(nèi)部;
隔離套管13,其套設(shè)在循環(huán)管11外,并通過支撐件14固定在浸出槽殼體10內(nèi)部;其中,循環(huán)管11與隔離套管13之間形成的空間的頂部封閉;
設(shè)有一開口的孔板15,其通過支撐件16固定于浸出槽殼體10內(nèi),孔板15的邊沿貼合固定在浸出槽殼體10的內(nèi)壁,隔離套管13的下端固定在孔板15上,循環(huán)管11的下端通過設(shè)在孔板15的開口伸入孔板15下方;
反應(yīng)氣進(jìn)口120,其設(shè)置在浸出槽殼體10外側(cè),對應(yīng)位于孔板15的下方,反應(yīng)氣進(jìn)口120連接一進(jìn)氣管道17,該進(jìn)氣管道17通過設(shè)于循環(huán)管11的管壁的開口與循環(huán)管11連通。
循環(huán)管11與隔離套管13之間形成的空間的底部開放,隔離套管13的管壁下部開設(shè)有多個(gè)循環(huán)孔131。多個(gè)循環(huán)孔131對應(yīng)位于隔離套管13高度的二分之一以下。
循環(huán)管11的上開口上方設(shè)有循環(huán)擋板18,循環(huán)擋板18通過支撐架19固定在循環(huán)管11的上開口上方(支撐架190固定在循環(huán)管11與隔離套管13之間形成的空間的封閉頂部)。
浸出槽殼體10與隔離套管13之間的空間為金屬加料區(qū)140,金屬加料區(qū)140位于孔板15上方、循環(huán)管11的上開口的下方,金屬原料裝填于金屬加料區(qū)140。
浸出槽殼體10頂部的反應(yīng)氣出口100下方設(shè)有加料孔150。
浸出槽殼體10的外側(cè)套設(shè)有冷卻套管130。冷卻套管130對應(yīng)位于孔板15的上方、循環(huán)管11的上開口的下方,冷卻套管130的進(jìn)水口1300位于冷卻套管130的下部,出水口1301位于冷卻套管1300的上部。
浸出槽殼體10、循環(huán)管20、隔離套管40和支撐件均為不銹鋼材質(zhì)。
結(jié)合圖3所示,本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽3,包括:
沉淀槽殼體31,其包括自上而下相互連接的頂區(qū)310、上連接區(qū)311、消泡區(qū)312、下連接區(qū)313、速熱區(qū)314和底區(qū)315。頂區(qū)310、消泡區(qū)312、速熱區(qū)314為圓筒形,上連接區(qū)311和下連接區(qū)313為圓臺(tái)筒形,底區(qū)315為圓錐筒形。消泡區(qū)312的內(nèi)徑大于速熱區(qū)314的內(nèi)徑,優(yōu)選地,消泡區(qū)312的內(nèi)徑為速熱區(qū)314的內(nèi)徑的1.1倍以上,更優(yōu)選地消泡區(qū)312的內(nèi)徑為速熱區(qū)314的內(nèi)徑的1.1倍~5倍(如此設(shè)置能夠有效實(shí)現(xiàn)消泡和氣液分離)。消泡區(qū)312的內(nèi)徑大于頂區(qū)310的內(nèi)徑。上連接區(qū)311的小直徑頂面連接頂區(qū)310的底面,上連接區(qū)311的小直徑頂面與頂區(qū)310的橫截面相同;上連接區(qū)311的大直徑底面連接消泡區(qū)312的頂面,上連接區(qū)311的大直徑底面與消泡區(qū)312的橫截面相同;下連接區(qū)313的大直徑頂面連接消泡區(qū)312底面,下連接區(qū)313的大直徑頂面與消泡區(qū)312的橫截面相同;下連接區(qū)313的小直徑底面連接速熱區(qū)314的頂面,下連接區(qū)313的小直徑底面與速熱區(qū)314的橫截面相同;底區(qū)315的頂面連接速熱區(qū)314的底面,底區(qū)315的頂面與速熱區(qū)314的橫截面相同。
頂區(qū)310設(shè)有混合氣出口3100和觀察孔3101;上連接區(qū)311設(shè)有空氣入口3110和加料口3111;底區(qū)315設(shè)有放料口3150。
設(shè)有一開口的孔板32,其設(shè)于沉淀槽殼體31內(nèi)對應(yīng)位于速熱區(qū)314的底部以下,孔板32的邊緣貼合固定在沉淀槽殼體31的內(nèi)壁;
空氣攪拌管33,其設(shè)于沉淀槽殼體31內(nèi)部,一端連接空氣入口3110,另一端穿過孔板32的開口伸入孔板32下方的底區(qū)315內(nèi);
加熱盤管組34,加熱盤管組34包括多個(gè)彼此連接的加熱盤管340,其固定于孔板32上;速熱區(qū)314設(shè)有熱介質(zhì)入口3140和熱介質(zhì)出口3141,熱介質(zhì)入口3140連接加熱盤管組34的入口,熱介質(zhì)出口3141連接加熱盤管組34的出口。
第一保溫套管35,其套設(shè)在沉淀槽殼體31的設(shè)有加熱套管組34的位置的外側(cè),第一保溫套管35的熱介質(zhì)入口350連接設(shè)于速熱區(qū)314的熱介質(zhì)出口3141(圖中未示出)。
第二保溫套管36,其套設(shè)在底區(qū)315外側(cè),第二保溫套管36的熱介質(zhì)入口360連接設(shè)于第一保溫套管的熱介質(zhì)出口351。
結(jié)合圖4和5所示,本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的吸收裝置5,包括至少一個(gè)吸收塔51,在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中,吸收塔51為多個(gè)串連連接,最優(yōu)選的實(shí)施方式中,為了保證最佳的吸收效率,吸收塔優(yōu)選為4個(gè)以上串聯(lián)連接,更優(yōu)選為4~16個(gè),最優(yōu)選為8個(gè)。
吸收塔51自上而下包括連通的頂區(qū)510、吸收區(qū)511和冷凝區(qū)512;
頂區(qū)510設(shè)有混合氣出口5100,其可連接另一吸收塔的進(jìn)氣口,最后一個(gè)吸收塔51的混合氣出口連接一羅茨風(fēng)機(jī)52以調(diào)節(jié)吸收塔內(nèi)的壓力。
頂區(qū)510設(shè)有混合氣出口5100,其可連接下一個(gè)吸收塔的進(jìn)氣口,最后一個(gè)吸收塔的混合氣出口連接一羅茨風(fēng)機(jī)52以調(diào)節(jié)吸收塔內(nèi)的壓力。吸收塔51的頂區(qū)510還設(shè)有回流液入口5101,吸收塔的吸收液出口5120通過設(shè)有提升泵的管線連接前一個(gè)吸收塔的回流液入口5101,第一個(gè)吸收塔的回流液入口5101連接碳銨溶液儲(chǔ)罐6,最后一個(gè)吸收塔51的回流液入口5101連接供水裝置7。并且,吸收塔的吸收液出口5120通過設(shè)有提升泵的管線連接該吸收塔的吸收液入口5114。
吸收區(qū)511底部設(shè)有漏斗狀底板5110,漏斗狀底板5110的邊緣貼合固定于吸收塔51的內(nèi)壁,漏斗狀底板5110的出口51100連通冷凝區(qū)512;吸收區(qū)511設(shè)有對應(yīng)位于漏斗狀底板5110上方的進(jìn)氣口5111;吸收區(qū)511內(nèi)設(shè)有第一孔板5112和第二孔板5113,第一孔板5112位于進(jìn)氣口511上方,第二孔板5113位于第一孔板5112的上方,第一孔板5112和第二孔板5113的邊緣貼合固定于吸收塔51的內(nèi)壁;吸收區(qū)511設(shè)有吸收液入口5114,吸收液入口5114對應(yīng)位于第一孔板5112和第二孔板5113之間;第一孔板5112上和第二孔板5113上均堆放吸收材料(圖中未示出)。
冷凝區(qū)512設(shè)有冷凝裝置和吸收液出口5120。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中,吸收液入口5114連接設(shè)于吸收塔51內(nèi)的噴霧管道5115,噴霧管道5115對應(yīng)位于第二孔板5113的下方。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中,冷凝裝置為冷凝盤管組5121,其包括多個(gè)串連的冷凝盤管51211。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式中,冷凝區(qū)512設(shè)有冷卻介質(zhì)入口5122和冷卻介質(zhì)出口5123,冷卻介質(zhì)入口5122連接冷凝裝置的入口,冷卻介質(zhì)出口5123連接冷凝裝置的出口。
結(jié)合圖1和圖6所示,本實(shí)用新型的氨法生產(chǎn)金屬化合物的裝置的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:
(1)浸取絡(luò)合反應(yīng):將金屬原料加入到所述浸出槽的金屬加料區(qū)140,然后向浸出槽中加入碳銨溶液,并通過反應(yīng)氣進(jìn)口120和循環(huán)管11向浸出槽內(nèi)部鼓入空氣,鼓入的空氣在循環(huán)管11內(nèi)和碳銨溶液充分反應(yīng)后,逸出的氣體通過浸出槽的反應(yīng)氣出口100冷凝后進(jìn)入吸收裝置5,溶液被空氣推出循環(huán)管11而與金屬原料充分接觸進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng),反應(yīng)同時(shí)溶液也通過孔板的孔和設(shè)于隔離套管13上的循環(huán)孔131流入孔板15下方,再通過循環(huán)管11的下端開口進(jìn)入循環(huán)管11循環(huán)反應(yīng),至金屬含量達(dá)標(biāo)。
(2)加熱分解反應(yīng):浸出槽1中得到金屬氨絡(luò)合物溶液過濾后,自分解沉淀槽3的加料口3111加入分解沉淀槽3內(nèi),通過分解沉淀槽3內(nèi)的加熱盤管組34進(jìn)行加熱,自同時(shí)空氣攪拌管33鼓入空氣,對分解沉淀槽3內(nèi)的溶液攪拌(金屬化合物在其中懸浮),分解后得到的金屬化合物自分解沉淀槽的放料口流出;
(3)尾氣吸收:分解沉淀槽內(nèi)分解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻后進(jìn)入吸收裝置5進(jìn)行吸收。
以下,以電子級活性氧化銅的制備為例,對本實(shí)用新型進(jìn)行說明:
(1)將剪好的銅板由加料孔150放入金屬加料區(qū)140,加入碳銨溶液,空氣由反應(yīng)氣進(jìn)口120進(jìn)入循環(huán)管11,進(jìn)入循環(huán)管11的空氣和被空氣吸入的浸出液在循環(huán)管11內(nèi)充分反應(yīng),反應(yīng)好的浸出液被循環(huán)擋板18阻擋進(jìn)入金屬加料區(qū)140溶解銅板,溶銅液經(jīng)孔板15的孔和隔離套管13下部設(shè)置的循環(huán)孔131再進(jìn)入循環(huán)管11循環(huán),反應(yīng)至銅含量達(dá)標(biāo)止,得到銅氨絡(luò)合物。銅氨絡(luò)合物加熱分解后得到氧化銅。本實(shí)用新型的浸出槽1由隔離套管13隔離出一個(gè)獨(dú)立的金屬加料區(qū)140,循環(huán)管11實(shí)現(xiàn)攪拌功能,同時(shí)溶銅所需的反應(yīng)原料在循環(huán)管內(nèi)溶入浸出液中,用于提高氨浸出液對銅的溶解度和溶解速度。
反應(yīng)方程式如下:Cu+2NH4HCO3+2NH3+O2=Cu(NH3)4CO3+2H2O。
(2)經(jīng)過濾的銅氨絡(luò)合物溶液,由加料口3111進(jìn)入分解沉淀槽,由空氣攪拌管33進(jìn)入的空氣經(jīng)底部的孔板32均勻分布進(jìn)行鼓泡攪拌,銅氨絡(luò)合物溶液在速熱區(qū)314被加熱盤管組34迅速加熱(加熱盤管組中的熱介質(zhì)可為蒸汽),當(dāng)溶液達(dá)到一定溫度時(shí),分解生成碳酸銅(或氧化銅)和混合氨氣,碳酸銅在空氣攪拌下在溶液中懸浮。因快速分解氨氣產(chǎn)生的大量泡沫在消泡區(qū)312實(shí)現(xiàn)消泡和氣液分離,經(jīng)分離后的混合氨氣經(jīng)混合氣出口3100排放至冷凝器被冷凝為混合氨水。本實(shí)用新型的分解沉淀槽的空氣攪拌管33的攪拌功能使產(chǎn)生的金屬化合物(碳酸銅)不沉淀,同時(shí)鼓入的空氣在上升時(shí)帶走大量的氨氣,降低液內(nèi)氨氣揮發(fā)的阻力,降低氨氣被溶液二次吸收生成氨水的可能性。同時(shí),第一保溫套管35和第二保溫套管36保證了熱量的充分利用。
(3)來自浸出槽1的氣體進(jìn)入吸收裝置5,來自分解沉淀槽3的氣體經(jīng)冷凝器2冷凝,沒有完全冷凝的混合氨氣進(jìn)入吸收裝置5的吸收塔51,經(jīng)由孔板(第一孔板5112)均勻分布上升至下部吸收材料(拉西環(huán))堆放區(qū),在上升過程中被堆放區(qū)堆放的吸收材料表面的水液吸收,沒有被吸收的混合氨氣進(jìn)一步被噴霧管道5115噴出的水霧吸收,匯聚在吸收塔底部的混合氨液被冷卻盤管51211冷卻,并不斷由泵循環(huán)噴霧吸收,未被噴霧吸收的氨混合氣經(jīng)頂部的第二孔板5113上的吸收材料堆放區(qū)時(shí),實(shí)現(xiàn)了氣水分離,該部分混合氨氣經(jīng)混合氣出口進(jìn)入下一個(gè)吸收塔,逐步吸收至氨尾氣達(dá)標(biāo)排放。其中,在多個(gè)串連的吸收塔構(gòu)成的吸收裝置中,吸收液出口5120流出的吸收液可提升至該吸收塔的吸收液入口5114作為吸收液對氨氣進(jìn)行吸收,并且吸收塔的吸收液出口5120流出的吸收液可提升后自前一個(gè)吸收塔的回流液入口5101進(jìn)入前一個(gè)吸收塔中,以對吸收材料進(jìn)行濕潤并對氨氣進(jìn)行吸收。為保證吸收效率,吸收塔可設(shè)4個(gè)以上為一組(優(yōu)選為8個(gè)),操作過程可由最后一個(gè)吸收塔排出口的羅茨風(fēng)機(jī)根據(jù)需要調(diào)節(jié)微正壓或微負(fù)壓。一般常見的吸收塔都是有壓操作的泡沫吸收塔,不適合氨法生產(chǎn)金屬化合物的工藝要求。本實(shí)用新型采用的逐級噴淋吸收的方法,很好的滿足了生產(chǎn)要求和環(huán)境要求。
以上所述實(shí)施例僅是為充分說明本實(shí)用新型而所舉的較佳的實(shí)施例,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換,均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。