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一种快速溶的方法

阅读:426发布:2024-01-13

专利汇可以提供一种快速溶的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种快速溶 铜 的方法,其将固体铜通过铜料加入口加入溶铜罐,物 料堆 积厚度以空气可以顺利通过为宜,物料加入完毕封闭加料口;开启 循环 泵 经过溶解液进口向溶铜罐1中加入溶解液;开启加热设备,将溶解液加热50-65℃,向溶铜罐1中加入压缩空气,通过SO2气体进口加入SO2气体,对各反应参数进行综合调整,快速溶铜生成CuSO4,当溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时,停止反应,经由溶铜罐的溶解液排出口排出,产出合格的 硫酸 铜溶液由溶解液出口排出,废气由排 风 口排出。本发明溶铜速率快,空气中 氧 的利用率达到80%,鼓入空气量大幅减少,溶解液 蒸发 量减少约30%,溶铜能 力 可达800kg/m3.d。,下面是一种快速溶的方法专利的具体信息内容。

1.一种快速溶的方法,其特征在于:包括以下步骤,
a. 向溶铜罐内依次加入固体铜、溶解液,其中,溶解液为硫酸和硫酸铜配制而成的混合液,混合液中硫酸浓度为30-180g/L, Cu2+初始浓度为0-55g/L;
b. 对溶解液加热至50-65℃后停止加热,从溶铜罐的底部向溶解液中通入0.03-
0.3Mpa的压缩空气,流量为5-550m3/h,且在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入
0.035-0.35Mpa,流量0.15-55 m3/h的SO2气体,压缩空气与SO2气体两者的体积比为100:3-
10,提高溶解液的化电位,快速氧化溶铜生成CuSO4。
2.根据权利要求1所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:固体铜是铜、铜米、铜线、铜粉中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:混合液中硫酸浓度为
80-90g/L,Cu2+初始浓度为15-25g/L。
4.根据权利要求3所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入的SO2气体的压高于压缩空气的压力。
5.根据权利要求1或4所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:溶解液的加入量按每吨固体铜,加入2.9-4.5 m3计。
6.根据权利要求5所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:溶解液体积根据生产需要确定,体积不够时通过单独设置溶解液罐,与溶铜罐串联使用;溶解液中铜含量高时,多个溶铜罐串联使用。
7.根据权利要求1或6所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:通入压缩空气和SO2气体后溶解液的氧化电位由400-500mV提高到1000-1200mV。
8.根据权利要求7所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时,停止反应,经由溶铜罐的溶解液排出口排出。
9.根据权利要求1、 2 、4 、6或8所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:溶铜罐的体积为3-120m3,高度为3-6m。
10.根据权利要求9所述的一种快速溶铜的方法,其特征在于:溶铜罐内设有多层用于放置固体铜的放料层。

说明书全文

一种快速溶的方法

技术领域

[0001] 本发明属于化工领域,涉及废铜的回收再利用,具体涉及一种快速溶铜的方法。

背景技术

[0002] 溶铜就是将固体铜变成Cu2+,溶解于溶液,广泛应用于硫酸铜制备,铜箔生产,废铜回收制备铜盐。国内外溶铜均采用空气作化剂,生产过程中将空气充入溶解液,然后同金属铜反应。利用空气(主要是空气中的氧气)做氧化剂,氧化电位较低,只有400-500mV,溶铜速度慢,反应时间长,生产效率低。

发明内容

[0003] 本发明针对现有溶铜时存在的上述问题,提供了一种快速溶铜的方法,缩短反应时间,降低了反应温度及生产成本,提高了溶铜效率。
[0004] 本发明采用的技术方案如下:一种快速溶铜的方法,包括以下步骤,a. 向溶铜罐内依次加入固体铜、溶解液,其中,溶解液为硫酸和硫酸铜配制而成的混合液,混合液中硫酸浓度为30-180g/L, Cu2+初始浓度为0-55g/L;b. 对溶解液加热至50-65℃后停止加热,从溶铜罐的底部向溶解液中通入0.03-
0.3Mpa的压缩空气,流量为5-550m3/h,且在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入
0.035-0.35Mpa,流量0.15-55 m3/h的SO2气体,压缩空气与SO2气体两者的体积比为100:3-
10,提高溶解液的氧化电位,快速氧化溶铜生成CuSO4。
本发明所述的固体铜是铜、铜米、铜线、铜粉中的任意一种。
[0005] 作为优选,混合液中硫酸浓度为80-90g/L,Cu2+初始浓度为15-25g/L。
[0006] 作为优选,在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入的SO2气体的压高于压缩空气的压力。
[0007] 作为优选,溶解液的加入量按每吨固体铜,加入2.9-4.5 m3计。
[0008] 本发明的溶解液体积根据生产需要确定,体积不够时通过单独设置溶解液罐,与溶铜罐串联使用;溶解液中铜含量高时,多个溶铜罐串联使用。
[0009] 本发明通入压缩空气和SO2气体后溶解液的氧化电位由400-500mV提高到1000-1200mV。
[0010] 本发明当溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时,停止反应,经由溶铜罐的溶解液排出口排出。
[0011] 优选,溶铜罐的体积为3-120m3,高度为3-6m。溶铜罐内设有多层用于放置固体铜的放料层。
[0012] 本发明与现有溶铜方法相比较,具有以下优越性:1.本发明空气加入溶铜罐前加入占压缩空气体积3-10%的SO2,溶解液氧化电位由400-
2- 2- 2-
500mV,提高到1000-1200mV(即:SO2溶解于水电离出SO3 ;SO3 与空气中的O2结合生成SO5 ,SO52-具有高能团,溶解液的氧化电位最高可达1200mV。),氧化效率提高2倍以上,快速溶铜生成CuSO4,空气中氧的利用率达到80%,鼓入空气量大幅减少,溶解液蒸发量减少约30%,溶铜能力可达800kg/m3.d。
[0013] 2.SO2与空气一起加入溶解液后最后生成硫酸,参与溶铜反应,与Cu反应生成CuSO4,溶解液中无多余的物质生成,无副反应,可以减少硫酸消耗。
[0014] 2.本发明解决空气、氧气做氧化剂,氧化电位低,溶铜速度慢,反应时间长,生产效率低的弊端。
[0015] 3.本发明由于溶解液氧化电位高,铜溶解速度快,单位时间内释放热量多,溶铜过程中溶解液无需加热。
[0016] 4. 溶铜时,温度过低生产效率低下,温度超过80℃溶解液中氧气及其他气体溶解量会急剧下降,生产速度大幅变慢;由于固体铜溶解为放热反应,本发明仅需生产初期对溶解液加热至50-65℃后停止加热,溶解液氧化电位高,固体铜溶解可以再低温50-60℃条件下快速反应;本发明由于溶解液氧化电位高,即使硫酸浓度为20g/L时,铜的溶解速度依然很快。
[0017] 5. 本发明溶铜罐体积根据生产需要确定,一般在3-120m3之间,高度在3-6m之间;通过在溶铜罐内设置多个固体铜料层,增加固体铜装料量,将固体铜的堆积在每一层上,厚度以混合气体顺利通过为准,增大了与空气、及溶解液的接触面积,加快了反应速率,缩短了生产周期。
[0018] 6.固体铜可以是铜块、铜米、铜线、铜粉等,通过对其进行剪切增大比表面积,比表面积越大,反应面积越大,溶解速度越快,生产效率越高。
[0019] 7. 本发明将SO2气体在空气进入溶解罐之前加入,便于空气与SO2充分混合,且压缩空气与SO2气体的体积比为设置为100:3-10固体铜的溶解速度快,因SO2气体浓度过低溶液氧化性较弱,SO2气体浓度过高溶液呈还原性,溶解速度急剧降低。附图说明
[0020] 图1.本发明的结构示意图。
[0021] 图中:1. 溶铜罐 ;2. 空气进口;3. SO2气体进口;4. 溶解液出口 ;5. 溶解液进口 ;6. 铜料加入口;7. 排口。

具体实施方式

[0022] 一种快速溶铜的方法,其步骤如下:将固体铜(铜块、铜丝、铜皮、铜粉)通过铜料加入口6加入溶铜罐1,物料堆积厚度以空气可以顺利通过为宜,物料加入完毕封闭加料口;开启循环经过溶解液进口5向溶铜罐1中加入溶解液;开启加热设备,将溶解液加热;经过空气(氧气)进口2向溶铜罐1中加入压缩空气(氧气),通过SO2气体进口3加入SO2气体,对各反应参数进行综合调整,快速溶铜生成CuSO4,当溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时,停止反应,经由溶铜罐的溶解液排出口排出,产出合格的硫酸铜溶液由溶解液出口4排出,废气由排风口7排出。
[0023] 上述铜罐体积根据生产需要确定,一般在3-120m3之间,高度在3-6m之间,固体铜可以是铜块、铜米、铜线、铜粉等,固体铜的堆积厚度以混合气体可以顺利通过为准,溶铜罐可以设计多个固体铜的放料层;溶解液由硫酸和硫酸铜配制而成的混合液,其中,混合液中硫酸浓度一般在30-180g/L之间,以80-90g/L为最佳,生产过程中随时补加保持酸度稳定,Cu2+初始浓度一般在0-55g/L之间,以15-25g/L为佳,溶解液体积根据生产需要确定,如果体积不够可单独设置溶解液罐,与溶铜罐串联使用;如果溶铜液铜含量要求较高,多个溶铜罐可以串联使用,串联级数根据生产要求确定。从溶铜罐的底部向溶解液中通入压缩空气,空气压力在0.03-0.3Mpa之间,流量在5-550m3/h之间,在压缩空气进入溶解罐之前压缩空气中通入SO2气体,SO2气体压力在0.035-0.35之间,流量0.15-55 m3/h之间,压缩空气与SO2气体的体积比为100:3-10,通入SO2。
[0024] 实施例1一种快速溶铜的方法,其步骤如下:
(1)将阴极铜或废铜剪切成100×100mm块状,加入溶铜罐(溶铜罐φ2500×4000mm),加入铜量约5吨,料层堆积厚度约1.0m,然后封闭加料口;
(2)开启循环泵,向溶铜罐中加入溶解液,溶解液成分为硫酸、水、硫酸铜溶液,其中硫酸浓度为85g/L左右,Cu2+浓度为10g/L左右,溶解液体积为15m3;
(3)开启加热设备,将溶解液加热到50-60℃;
(4)向溶铜罐通入压缩空气,压缩空气流量100m3/h,压力:0.25Mpa;
3
(5)向压缩空气中通入SO2,流量4.5m/h,压力:0.25Mpa;
(6)溶解大约5h,溶铜罐溶解液Cu2+浓度达到100g/L,满足下道工序生产要求;
(7)将合格的溶铜液送往下游工序应用。
[0025] 实施例2一种快速溶铜的方法,其步骤如下:
(1)将铜线加入溶铜罐,铜线直径φ1mm,长度600mm,溶铜罐φ2500×4000mm,加入量约
5吨,料层堆积厚度约1.5m,然后封闭加料口;
(2)开启循环泵,向溶铜罐中加入溶解液,溶解液成分为硫酸、水、硫酸铜溶液,其中硫酸浓度为85g/L左右,Cu2+浓度为10g/L左右,溶解液体积为14.5m3,溶液中硫酸浓度低于
20g/L时及时补充;
(3)开启加热设备,将溶解液加热到50-60℃,然后停止加热;
(4)向溶铜罐通入压缩空气,压缩空气流量120m3/h,压力:0.25Mpa;
(5)向压缩空气中通入SO2,流量5.0m3/h,压力:0.25Mpa;
(6)溶解大约4h,溶铜罐溶解液Cu2+浓度达到100g/L,满足下道工序生产要求;
(7)将合格的溶铜液送往下游工序应用。
[0026] 实施例3一种快速溶铜的方法,其步骤如下:
(1)将铜粉加入溶铜罐,粉末D5070-100υm,溶铜罐φ2500×4000mm,加入量约3.5吨,料层堆积厚度约0.35m,然后封闭加料口;
(2)开启循环泵,向溶铜罐中加入溶解液,溶解液成分为硫酸、水、硫酸铜溶液,其中硫酸浓度为85g/L左右,Cu2+浓度为10g/L左右,溶解液体积为15.5m3,溶液中硫酸浓度低于
20g/L时及时补充;
(3)开启加热设备,将溶解液加热到50-60℃,然后停止加热;
(4)向溶铜罐通入压缩空气,压缩空气流量125m3/h,压力:0.25Mpa;
(5)向压缩空气中通入SO2,流量5.0m3/h,压力:0.25Mpa;
(6)溶解大约3.8h,溶铜罐溶解液Cu2+浓度达到100g/L,满足下道工序生产要求;
(7)将合格的溶铜液送往下游工序应用。
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