一种节能型铜泥回收利用制备硫酸铜的装置的制作方法

本发明涉及硫酸铜的生产装置，具体涉及一种节能型铜泥回收利用制备硫酸铜的装置。

背景技术：

工业级硫酸铜的生产主要是大型冶炼厂在电解铜过程由含铜废酸液经浓缩结晶而制得的一种副产物,小型企业均用废铜屑、铜丝作原料来生产。目前,因铜资源的需求量越来越大，紧缺趋势愈加严重,价格上涨，导致工业级硫酸铜生产成本不断增加。因此继续一种节能型的生产装置。

如今“绿色化学”观念越来越强，各工业流程都尽可能做到减少废物的排放，.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”。而在电解工业剩下的铜泥中还有大量的铜元素，如何将其重新利用以达到“环境友好”是目前一个较好的发展方向。

因此本发明利用铜泥制备工业级硫酸铜既解决了铜泥污染环境又缓解了铜资源短缺的问题。而传统的硫酸铜制备装置有以下缺点：（1）耗能大，需要提供大量热量。（2）反应热利用率低，反应釜中为放热反应，这部分的热量利用效率不高。（3）自动化控制覆盖率低。（4）焙烧炉中反应不充分，反应效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种一体化、结构较为简单、太阳能供能与、反应热利用效率高、反应程度大且较稳定的节能型铜泥回收利用制备硫酸铜的装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种节能型铜泥回收利用制备硫酸铜的装置，包括干燥装置、研磨机、缓冲反应装置、焙烧炉、板式过滤器、浓缩釜、结晶釜、太阳能供能装置和控制电路；所述缓冲反应装置由缓冲罐和反应釜，所述缓冲反应装置分为内外两层，其中外层为反应釜，内层嵌套缓冲罐；所述干燥装置包括干燥器、鼓风机和传送带；所述焙烧炉包括焙烧列管、气体分布板、固体分布板、物料收集器和电加热丝；所述太阳能供能装置包括太阳能板、蓄电池；

所述干燥器顶部进料口与铜泥进料管相连，刮落的铜泥通过底部的传送带与研磨机入口相连接；传送带与研磨机入口相连；所述鼓风机与干燥器连接；研磨机顶部的通过管道与缓冲罐顶部相连；缓冲罐内设置质量传感器，并从底部经固体泵与焙烧炉的固体进料端相连；所述反应釜底部出口端通过管道与板式过滤器相连，所述板式过滤器与浓缩釜、结晶釜、过滤器的出入口顺次相连；所述太阳能板安装于装置上端，为装置提供全部或部分电能；所述控制电路板一端与蓄电池连接，另外一端与干燥器、缓冲罐连接；所述焙烧炉内顶部固体进料口下方安装固体分布板，焙烧炉内底部富氧进料口上方安装有气体分布板，所述气体分布板还与物料收集器连接，焙烧列管的两端分别与气体分布板和固体分布板上的孔相连接；焙烧列管是在长直管的基础上等距制作的葫芦串形，焙烧列管外围绕着电加热丝，电加热丝由太阳能供能。

进一步地，所述干燥器包括内干燥台、外干燥台、内刮刀、外刮刀和中心轴；所述内干燥台由许多饼状干燥台构成，干燥台内径由下至上逐渐减小，层层叠加，整体呈圆锥形，每个内干燥台中心开设通风孔，通风孔处设有挡板，孔径由上到下逐渐减小，呈圆锥形；外干燥台为许多环形干燥台组成，物料从顶部流下，接住物料的同时将物料引入内干燥台；内刮刀与内干燥台相契合，外刮刀与外干燥台相契合，将物料刮下，通过传送带送至研磨机，内干燥台和外干燥台通过中心轴旋转，内刮刀和外刮刀为固定设置。

进一步地，所述研磨机为市场常见的研磨机，进口端与干燥器相连，出口端与缓冲罐进口相连。

进一步地，所述反应器内设缓冲罐，外部为反应部分，充分利用反应的热量为缓冲罐中的物料提供预热，缓冲罐内设有重力传感器，当物料收集满时，停止进料，其出口与焙烧室入口相连。

进一步地，焙烧炉包括焙烧列管、气体分布板、固体分布板、电加热丝。焙烧炉通过底部收集装置的出口与所述反应釜侧面固体入口相连。来自所述缓冲罐的定量物料通过出口管道从焙烧炉顶部入口进入。焙烧炉内顶部安装有固体分布板，将物料均匀分散进入焙烧列管，同时富氧通过焙烧炉内底部设置的气体分布板均匀进入焙烧列管。焙烧列管是在长直管的基础上等距制作球形室，在球形室中可增加物料与气体的接触与扰动，进一步增加生产效率。焙烧列管外围绕着电加热丝，电加热丝由太阳能供能装置提供部分能量，不足时外部电源供能。

进一步地，来自焙烧炉的物料通过反应釜固体物料入口进入反应釜，与硫酸反应，反应的同时放热为反应釜内部的所述缓冲罐中的物料进行预热，达到节能的目的。反应后溶液通过出口管道与板式过滤器的入口相连。

进一步地，所述板式过滤器为市面上常见的板式过滤器，所述板式过滤器的出口通过管道与浓缩釜入口相连。

进一步地，所述浓缩釜为市面上常见的浓缩釜，所述浓缩釜底部的出口通过管道与结晶釜的入口相连。

进一步地，所述结晶釜为市面上常见的结晶釜，所述结晶釜底部的出口通过管道与板式过滤器的入口相连。

进一步地，所述板式过滤器过滤器为市面上常见的过滤器，所述板式过滤器的固体物料出口与产品罐入口相连。

进一步地，所述太阳能供能装置包括太阳能板、蓄电池，太阳能板安装于装置上端，为各装置提供全部或部分电能。

进一步地，所述控制电路板一端与蓄电池相连，另外一端与干燥器、缓冲罐内传感器相连；控制电路包括常开开关s1、双控开关s2（包括s21端和s22端）；s1一端与干燥台内的湿度传感器，另一端与双控开关s2的s21端相连；s2的s21端与旋转轴r1相连，s22与与缓冲罐进口端的电动常开阀门r2、出口端的电动常闭阀门r3相连，其中s21常闭，s22常开。当物料达到一定干度，此时s1、s21闭合，s22打开，此时r2打开，r3闭合，旋转轴r1带动内外干燥台旋转，对缓冲罐进行填料。缓冲罐装满后，s21打开、s22闭合，r2闭合，r3打开，对焙烧室进行填料，进行焙烧，焙烧完成后，s21闭合、s22打开继续填料焙烧，直至干燥台物料全部焙烧完成，则完成一次周期。

本发明相当于现有技术，具有如下优点以及效果：

1、本装置采用太阳能供能，太阳能为清洁能源，节能环保。

2、本装置采用新型干燥器，设有内外干燥台，干燥面积大大增加，干燥速率和效率得到了极大提高。干燥台呈圆锥形，物料从顶部加入时自动分布在各层干燥台上，操作效率得到了一定程度上的提高。

3、本装置采用节新型反应器，反应器内设置缓冲罐，节省了装置体积的同时，利用反应釜中反应放热热量，用于预热缓物料，提高热量的利用率。

4、本装置采用新型焙烧室，焙烧室采用固气逆流焙烧的形式，上下两个分布板之间存在紧密排列的焙烧列管，每根焙烧列管都存在球形室，增加了物料和富氧相遇之后的扰动与反应，极大提高了焙烧速率和效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的干燥器示意图。

图3是本发明的内干燥台示意图。

图4是本发明的外干燥台示意图。

图5是本发明的内刮刀示意图。

图6是本发明的外刮刀示意图。

图7是本发明的反应器示意图

图8是本发明的焙烧室示意图。

图9是本发明的焙烧列管示意图。

图10是本发明的控制装置的电路图。

图中各个部件如下：干燥装置1、研磨机2、缓冲反应装置3、焙烧炉4、板式过滤器5、浓缩釜6、结晶釜7、太阳能供能装置8、控制电路9、干燥器101、鼓风机102、传送带103、内干燥台1011、内刮刀1012、外干燥台1013、外刮刀1014、缓冲罐301、反应釜302、焙烧列管401、气体分布板402、固体分布板403、电加热丝405、物料收集器404、太阳能板801、蓄电池802、常开开关s1、双控开关s22和s21、旋转轴r1、电动常开阀门r2、电动常闭阀门r3、

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1~图10所示，本节能型铜泥回收利用制备硫酸铜的装置，包括干燥装置1、研磨机2、缓冲反应装置3、焙烧炉4、板式过滤器5、浓缩釜6、结晶釜7、太阳能供能装置8和控制电路9；所述缓冲反应装置3由缓冲罐301和反应釜302，所述缓冲反应装置3分为内外两层，其中外层为反应釜302，内层嵌套缓冲罐301；所述干燥装置1包括干燥器101、鼓风机102和传送带103；所述焙烧炉4包括焙烧列管401、气体分布板402、固体分布板403、物料收集器404和电加热丝405；所述太阳能供能装置8包括太阳能板801、蓄电池802；

所述干燥器1顶部进料口与铜泥进料管相连，刮落的铜泥通过底部的传送带与研磨机2入口相连接；传送带103与研磨机2入口相连；研磨机2顶部的通过管道与缓冲罐301顶部相连；所述鼓风机102与干燥器101连接；缓冲罐301内设置质量传感器，并从底部经固体泵与焙烧炉4的固体进料端相连；所述反应釜302底部出口端通过管道与板式过滤器5相连，所述板式过滤器5与浓缩釜6、结晶釜7、板式过滤器5的出入口顺次相连；所述太阳能板801安装于装置上端，为装置提供全部或部分电能；所述控制电路板9一端与蓄电池802连接，另外一端与干燥器101、缓冲罐301连接；所述焙烧炉4内顶部固体进料口下方安装固体分布板403，焙烧炉内底部富氧进料口上方安装有气体分布板402，所述气体分布板402还与物料收集器404连接，焙烧列管401的两端分别与气体分布板402和固体分布板403上的孔相连接；焙烧列管401是在长直管的基础上等距制作的葫芦串形，焙烧列管401外围绕着电加热丝405，电加热丝405由太阳能供能。所述干燥器101包括内干燥台1011、外干燥台1013、内刮刀1012、外刮刀1014和中心轴；所述内干燥台1011由许多饼状干燥台构成，干燥台内径由下至上逐渐减小，层层叠加，整体呈圆锥形，每个内干燥台1011中心开设通风孔，通风孔处设有挡板，孔径由上到下逐渐减小，呈圆锥形；外干燥台1013为许多环形干燥台组成，物料从顶部流下，接住物料的同时将物料引入内干燥台；内刮刀1012与内干燥台1011相契合，外刮刀1014与外干燥台1013相契合，将物料刮下，通过传送带103送至研磨机2，内干燥台1011和外干燥台1013通过中心轴旋转，内刮刀1012和外刮刀1014为固定设置。所述板式过滤器5的出口通过管道与浓缩釜6入口相连。所述浓缩釜6底部的出口通过管道与结晶釜7的入口相连。所述结晶釜7底部的出口通过管道与板式过滤器5的入口相连；所述板式过滤器5的固体物料出口与产品罐入口相连。

在实际操作中，物料从干燥台1顶部口进料，通过底部鼓风机102进行干燥。干燥后的物料通过传送带103送入研磨机2中，研磨成粉末状后通过鼓风机送入缓冲罐中。缓冲罐301设于反应器3内部，内设有重力传感器，传感器与控制电路相连，控制缓冲罐301的进料与出料。

焙烧炉4包括焙烧列管401、气体分布板402、固体分布板403、电加热丝405、物料收集器404。焙烧炉内顶部固体进料口下方安装固体分布板，焙烧炉内底部富氧进料口上方安装气体分布板。如图7所示，焙烧列管401的两端分别与气体分布板402和固体分布板403上的孔相连接。如图8所示，焙烧列管401是在长直管的基础上等距制作的葫芦串形，焙烧列管401外围绕着电加热丝405，电加热丝405由太阳能供能。实际操作中，固体物料和富氧在焙烧列管中逆流接触，并且在球形室中剧烈扰动，充分反应，产物通过收集器、管道直接送入板式过滤器。

如图1所示，依次相连接的板式过滤器5、浓缩釜6、结晶釜7、过滤器5均为市面上常见的设备。实际操作中，反应后的物料依次进入板式过滤器5、浓缩釜6、结晶釜7、过滤器5，直到得到产品硫酸铜，此过程无需人工、大大提高了生产效率。

如图1所示，太阳能供能装置8包括太阳能板801、蓄电池802，太阳能板安装于装置最上端，为各装置供能。蓄电池一端与太阳能板相连接，另一端与控制电路板相连接。实际操作中，太阳能功能装置所提供的清洁能源作为首选能源，当其不足时可采用直接电源加以辅助。

如图9所示，控制电路9一端与蓄电池802相连，另外一端与干燥器1、缓冲罐301内传感器相连。控制电路9包括常开开关s1、双控开关s2。s1一端与干燥台内的湿度传感器，另一端与双控开关s2的s21端相连；s2的s21端与旋转轴r1相连，s22与与缓冲罐进口端的电动常开阀门r2、出口端的电动常闭阀门r3相连，其中s21常闭，s22常开。当物料达到一定干度，此时s1、s21闭合，s22打开，此时r2打开，r3闭合，旋转轴r1带动内外干燥台旋转，对缓冲罐进行填料。缓冲罐装满后，s21打开、s22闭合，r2闭合，r3打开，对焙烧室进行填料，进行焙烧，焙烧完成后，s21闭合、s22打开继续填料焙烧，直至干燥台物料全部焙烧完成，则完成一次周期。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。