氨法生产金属化合物的吸收装置的制作方法

本发明属于化工设备领域，具体涉及一种氨法生产金属化合物的吸收装置。

背景技术：

目前，金属化合物包括碳酸镍、碳酸锌、（活性）氧化铜、碳酸铜的生产工艺流程长、耗能大，装置设备结构复杂，并且工艺中存在各种各样的缺点。

例如：活性氧化铜具有纯度高、粒径小、比表面积大、在电镀行业规定的酸中溶解速度快等特点，在电子、催化等领域有许多特异性能和极大的潜在应用价值。通常生产高纯活性氧化铜粉主要采用碳酸盐煅烧法，由于碳酸盐煅烧法工艺流程长，后续洗涤困难，产品纯度不高、分散性不好、同时煅烧后晶粒粗化造成的产品活性不高、成本相对较高、有高盐废水产生。

而，关于活性氧化铜的生产工艺，在目前公开的一些发明专利中，主要有以下几种常用的工艺：

(1) 申请号为01127175.2 的中国专利公开的以硫酸铜及铜料为原料，经80-85℃的低温氧化得硫酸铜结晶，然后配制溶液与氢氧化钠反应，在经球磨、压滤、洗涤、烘干、粉碎制的活性氧化铜的工艺。

(2) 申请号为200710076208.1 的中国专利公开的以碱性蚀刻废液经蒸氨生产氧化铜的工艺。

以上方法均存在工艺、装置复杂和耗能高的缺点，并且会产生大量洗涤废水，给后续处理带来麻烦。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出一种氨法生产金属氧化物的工艺，并且具体提供了一种用于氨法生产金属化合物的吸收装置。

本发明提供的氨法生产金属化合物的吸收装置，包括至少一个吸收塔，所述吸收塔自上而下包括连通的顶区、吸收区和冷凝区；

所述顶区设有混合气出口；

所述吸收区底部设有漏斗状底板，所述漏斗状底板的边缘贴合固定于所述吸收塔的内壁，所述漏斗状底板的出口连通所述冷凝区；所述吸收区设有对应位于所述漏斗状底板上方的进气口；所述吸收区内设有第一孔板和第二孔板，第一孔板位于所述进气口上方，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边缘贴合固定于所述吸收塔的内壁；所述吸收区设有吸收液入口，所述吸收液入口对应位于所述第一孔板和第二孔板之间；所述第一孔板上和第二孔板上均堆放吸收材料；

所述冷凝区设有冷凝装置和吸收液出口。

作为优选技术方案，所述吸收装置包括多个串连的吸收塔；所述吸收塔的顶区的混合气出口连接另一吸收塔的进气口。

作为优选技术方案，所述吸收塔的顶区还设有回流液入口，所述吸收塔的吸收液出口连接前一个吸收塔的回流液入口，第一个吸收塔的回流液入口连接碳铵溶液储罐，最后一个吸收塔的回流液入口连接供水装置。

作为优选技术方案，最后一个吸收塔的混合气出口连接一压力调节装置。优选地，所述压力调节装置为罗茨风机。

优选地，所述吸收塔为4个以上，更优选为4~16个，最有选为8个。

作为优选技术方案，所述吸收塔的吸收液出口通过设有提升泵的管线连接该吸收塔的吸收液入口。

作为优选技术方案，所述吸收液入口连接设于所述吸收塔内的喷雾管道，所述喷雾管道对应位于所述第二孔板的下方。

作为优选技术方案，所述冷凝装置为冷凝盘管组，其包括多个串连的冷凝盘管。

作为优选技术方案，所述冷凝区设有冷却介质入口和冷却介质出口，冷却介质入口连接所述冷凝装置的入口，冷却介质出口连接所述冷凝装置的出口。

本发明能够达到如下技术效果：

1、本发明的吸收装置包括多个串联的吸收塔，多个吸收塔组合形成逆流吸收能够很好的满足生产工艺要求和环保要求。

2、本发明的吸收塔结构简单，可以常压、微负压（-0.2公斤以内）或微正压（0.2公斤以内）操作。

附图说明

图1是本发明的氨法生产金属化合物的吸收塔的剖面结构示意图。

图2是本发明的氨法生产金属化合物的吸收装置的结构示意图。

图3是本发明的氨法生产金属化合物的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图3所示，本发明采用的氨法生产金属化合物（包括氧化铜、碳酸铜、碳酸锌和碳酸镍等）的原理是：金属（铜、镍、锌等）、碳铵溶液（碳酸氢铵水溶液和氨水的混合溶液）和氧气反应，形成金属络合物，对金属络合物进行加热，根据加热温度的不同，会生成氨气和金属氧化物（或金属碳酸盐）等。

以活性氧化铜的制备为例，包括如下步骤：

（1）浸取络合反应：取电解铜，加入碳铵溶液，并鼓入空气，进行络合反应，直至反应液中铜含量达标，得到铜铵溶液。反应方程式如下：

Cu+2NH₄HCO₃+2NH₃+O₂=Cu(NH₃)₄CO₃+2H₂O。

（2）对步骤（1）得到的铜氨溶液进行加热分解，得到碳酸铜或氧化铜（碳酸铜煅烧后得到活性氧化铜）。

（3）对尾气进行吸收。

本发明提供的氨法生产金属化合物的吸收装置用于上述工艺中对尾气进行吸收的步骤。

结合图1和2所示，本发明的氨法生产金属化合物的吸收装置，包括至少一个吸收塔1，在本发明的优选实施方式中，吸收塔1为多个串连连接，最优选的实施方式中，为了保证最佳的吸收效率，吸收塔优选为4个以上串联连接，更优选为4~16个，最优选为8个。

吸收塔1自上而下包括连通的顶区10、吸收区11和冷凝区12；

顶区10设有混合气出口100，其可连接下一个吸收塔的进气口，最后一个吸收塔的混合气出口连接一罗茨风机2以调节吸收塔内的压力。吸收塔1的顶区10还设有回流液入口101，吸收塔的吸收液出口120通过设有提升泵的管线连接前一个吸收塔的回流液入口101，第一个吸收塔的回流液入口101连接碳铵溶液储罐3，最后一个吸收塔1的回流液入口101连接供水装置4。并且，吸收塔的吸收液出口120通过设有提升泵的管线连接该吸收塔的吸收液入口114。

吸收区11底部设有漏斗状底板110，漏斗状底板110的边缘贴合固定于吸收塔1的内壁，漏斗状底板110的出口1100连通冷凝区12；吸收区11设有对应位于漏斗状底板110上方的进气口111；吸收区11内设有第一孔板112和第二孔板113，第一孔板112位于进气口11上方，第二孔板113位于第一孔板112的上方，第一孔板112和第二孔板113的边缘贴合固定于吸收塔1的内壁；吸收区11设有吸收液入口114，吸收液入口114对应位于第一孔板112和第二孔板113之间；第一孔板112上和第二孔板113上均堆放吸收材料（图中未示出）。

冷凝区12设有冷凝装置和吸收液出口120。

在本发明的优选实施方式中，吸收液入口114连接设于吸收塔1内的喷雾管道115，喷雾管道115对应位于第二孔板113的下方。

在本发明的优选实施方式中，冷凝装置为冷凝盘管组121，其包括多个串连的冷凝盘管1211。

在本发明的优选实施方式中，冷凝区12设有冷却介质入口122和冷却介质出口123，冷却介质入口122连接冷凝装置的入口，冷却介质出口123连接冷凝装置的出口。

本发明的氨法生产金属化合物的吸收装置工作原理如下：

本发明的吸收装置是专用于氨法生产活性氧化铜及其它金属盐的吸收尾气的专用设备。生产时冷凝器没有完全冷凝的混合氨气进入吸收塔1，经由孔板（第一孔板112）均匀分布上升至下部吸收材料（拉西环）堆放区，在上升过程中被堆放区堆放的吸收材料表面的水液吸收，没有被吸收的混合氨气进一步被喷雾管道115喷出的水雾吸收，汇聚在吸收塔底部的混合氨液被冷却盘管1211冷却，并不断由泵循环喷雾吸收，未被喷雾吸收的氨混合气经顶部的第二孔板113上的吸收材料堆放区时，实现了气水分离，该部分混合氨气经混合气出口进入下一个吸收塔，逐步吸收至氨尾气达标排放。其中，在多个串连的吸收塔构成的吸收装置中，吸收液出口120流出的吸收液可提升至该吸收塔的吸收液入口114作为吸收液对氨气进行吸收，并且吸收塔的吸收液出口120流出的吸收液可提升后自前一个吸收塔的回流液入口101进入前一个吸收塔中，以对吸收材料进行湿润并对氨气进行吸收。为保证吸收效率，吸收塔可设4个以上为一组（优选为8个），操作过程可由最后一个吸收塔排出口的罗茨风机根据需要调节微正压或微负压。

一般常见的吸收塔都是有压操作的泡沫吸收塔，不适合氨法生产金属化合物的工艺要求。本发明采用的逐级喷淋吸收的方法，很好的满足了生产要求和环境要求。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。