專利名稱：氫攪拌氣浮式置換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在冶金工業(yè)中以廢鐵屑置換銅溶液中的銅提取銅粉的置換裝置。
從低含銅溶液中提取銅粉的設(shè)備、目前國內(nèi)外一般使用“敞口流槽”、“園錐置換沉淀器”、最近報(bào)導(dǎo)的“氮攪拌置換槽”和日本專利“水平置換器”等。上述設(shè)備分別存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，置換速度慢，需要氮?dú)鈿庠矗F耗、酸耗大，操作繁瑣和造價(jià)高等不足，且所產(chǎn)銅粉的品位在90％以下，很難提高經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型的目的是提供一種利用反應(yīng)得到的氫氣作為攪拌介質(zhì)并氣浮提取金屬銅粉的置換裝置。
以廢鐵屑置換含銅溶液中的銅主要反應(yīng)為
反應(yīng)自由能為
當(dāng)溫度為298K、反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)△G＝0則上述比值表明，溶液中的銅幾乎全部可以被鐵置換出來。所以合理的裝置就可以進(jìn)一步提交銅的回收率、降低能耗和原材料消耗。
另外，整個(gè)置換反應(yīng)伴隨著多種副反應(yīng)發(fā)生，由于被置換的含銅溶液中通常含有酸、反應(yīng)有大量氫氣產(chǎn)生，由于空氣中氧的參與造成鐵耗、酸耗增大、置換效率下降、而過多的鐵帶進(jìn)的雜質(zhì)又會(huì)影響銅粉的質(zhì)量。
基于上述分析，為保證反應(yīng)的動(dòng)力過程、本實(shí)用新型采用合理的設(shè)備，用反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氣作為攪拌氣源，利用微氣泡的懸浮作用使銅粉與鐵屑分離、再利用連續(xù)磁選分離部分雜質(zhì)，提高銅粉的品位，整個(gè)裝置盡量密閉。
本裝置由反應(yīng)器，耐酸離心泵和水力噴射器等組成。在反應(yīng)器的上方裝有水力噴射器，水力噴射器的進(jìn)氣口與反應(yīng)器上部的容腔相通，而耐酸離心泵和循環(huán)管將反應(yīng)器與水力噴射器連成一個(gè)可循環(huán)的整體裝置、在反應(yīng)器中部和循環(huán)管之間有一回渣管、在反應(yīng)器上溢流口處裝有磁選器，在反應(yīng)器的上方裝有防爆膜。本裝置在硫酸鹽系統(tǒng)中采用1Cr18Ni9Ti材質(zhì)、在其它介質(zhì)系統(tǒng)中，可采用其它不銹鋼、工業(yè)純Ti和非金屬材質(zhì)。
用本實(shí)用新型生產(chǎn)銅粉，當(dāng)溶液含銅高于10g／l時(shí)，生產(chǎn)能力大于50kg／m3·h，回收率大于99％，電耗小于100kwh／1000kg(Cu)、鐵耗在理論值1.5倍以內(nèi)，銅粉粒度全部－200目。
由于本實(shí)用新型巧妙地利用反應(yīng)自身產(chǎn)生的還原性氫氣作氣源、以有效的設(shè)備使氫氣在反應(yīng)中充分地起到了攪拌與懸浮作用。因而克服了以往裝置勞動(dòng)強(qiáng)度大、需氮?dú)鈿庠?、操作繁瑣和消耗高等一系列弊病，使產(chǎn)品質(zhì)量由90％提高到95％以上，當(dāng)溶液中有害雜質(zhì)較低時(shí)，最高可達(dá)99.5％、可直接作為某些產(chǎn)品的原料、具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。所以本實(shí)用新型是一種高效率，高產(chǎn)品質(zhì)量、低消耗、低造價(jià)、操作管理方便的裝置。


圖1為本實(shí)用新型的裝置圖。
其中1水力噴射器，2溶液進(jìn)口，3投料口，4視鏡，5磁選器，6溢流口，7溫度計(jì)，8反應(yīng)器，9支座，10清洗口，11入口閥門，12耐酸離心泵，13放液閥，14出口閥，15回渣管，16循環(huán)管，17防爆膜。
實(shí)施例將廢鐵屑除油除銹后，投入反應(yīng)器，從進(jìn)液口通入含銅溶液，耐酸離心泵從反應(yīng)器下部吸出部分銅溶液加壓后經(jīng)循環(huán)管道進(jìn)入水力噴射器，在噴嘴附近高速液流攜帶反應(yīng)器液面上方由置換反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣一道進(jìn)入水力噴射器的混合管，形成微氣泡，噴入反應(yīng)液中，在微氣泡不斷上升的過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)溶液的攪拌，同時(shí)使已經(jīng)置換出來的銅粉與鐵屑分離上浮，落入反應(yīng)器底部的銅粉經(jīng)離心泵和回渣管返回反應(yīng)器中部。
被置換出來的銅粉和殘液一道經(jīng)磁選器磁選后從溢流口放出，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、獲得金屬銅粉。
權(quán)利要求1.一種以廢鐵屑置換銅溶液中的銅提取金屬銅粉的裝置，有反應(yīng)器(8)、耐酸離心泵(12)、其特征在于本裝置為氫攪拌氣浮式的置換裝置，在反應(yīng)器(8)的上方裝有水力噴射器(1)，水力噴射器(1)的進(jìn)氣口與反應(yīng)器(8)上部的容腔相通，由耐酸離心泵(12)和循環(huán)管(16)將反應(yīng)器(8)與水力噴射器(1)連成一個(gè)可循環(huán)的整體裝置、在反應(yīng)器(8)中部和循環(huán)管(16)之間有一回渣管(15)、在反應(yīng)器(8)上溢流口(6)處裝有磁選器(5)，在反應(yīng)器(8)的上方裝有防爆膜(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置、其特征在于在硫酸鹽系統(tǒng)中、本裝置采用1Cr18Ni9Ti材質(zhì)，在其它介質(zhì)系統(tǒng)中，可采用其它不銹鋼、工業(yè)純Ti，非金屬材質(zhì)。
專利摘要一種以廢鐵屑置換銅溶液中的銅提取金屬銅粉的置換裝置。本實(shí)用新型在反應(yīng)器的上部安裝一水力噴射器，通過水力噴射器對(duì)溶液和反應(yīng)氫的加壓和霧化，達(dá)到了對(duì)反應(yīng)溶液的攪拌及置換產(chǎn)物氣浮分離的目的。經(jīng)磁選后得到高品位的銅粉。本裝置可使產(chǎn)品質(zhì)量由現(xiàn)有工藝的90％提高到95％以上，當(dāng)溶液中有害雜質(zhì)較低時(shí)，最高可達(dá)99.5％，可直接作為某些產(chǎn)品的原料。具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。所以本實(shí)用新型是一種高效率、高產(chǎn)品質(zhì)量、低消耗、低造價(jià)，操作管理方便的裝置。
文檔編號(hào)C22B3/46GK2131870SQ9220986
公開日1993年5月5日 申請(qǐng)日期1992年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月15日
發(fā)明者魏明星, 許曉玲, 張祖龍, 林耀孝 申請(qǐng)人:魏明星