一种硫酸铜溶液中氯的脱出装置及脱氯方法与流程

1.本发明涉及电积铜废液回收的技术领域，尤其是涉及一种硫酸铜溶液中氯的脱出装置及脱氯方法。


背景技术：

2.在电镀级硫酸铜结晶生产中，随着硫酸铜溶液使用循环次数的增加，溶液中的氯含量不断累积升高，使产品的品质不断下降，尤其是高纯电镀硫酸铜品质受到影响。为了保证产品的质量，常用的方法是更换硫酸铜溶液，这样导致生产成本增大。
3.现有授权公开号为cn106435206a的中国专利公开了一种铜精炼渣脱除硫酸铜溶液中氯的方法，其步骤是：将铜精炼渣破碎、球磨至一定粒度，加入至含氯硫酸铜溶液中，铜精炼渣中亚铜与氯离子形成难溶于酸的氯化亚铜，经板框压滤机过滤后，得到低氯硫酸铜溶液。
4.上述脱氯方法生产得到的硫酸铜溶液中仍含有一定量的氯离子，溶液中的氯离子浓度为0.1
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10g/l，而工业电积铜或电镀硫酸铜使用的硫酸铜溶液氯离子浓度要求在50mg/l以下。缺陷是经过一些列的工序虽然降低了硫酸铜溶液中氯的浓度，但是达不到工业电积铜或电镀硫酸铜所需生产要求，氯的脱除率不够高。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种硫酸铜溶液中氯的脱出装置及脱氯方法。其优点是提升铜粉与硫酸铜溶液的接触面积，提升对硫酸铜溶液的除氯效果。
6.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种硫酸铜溶液中氯的脱出装置，包括搅拌筒、转动连接在搅拌筒上的筒盖、设置在搅拌筒内用于搅拌硫酸铜溶液的搅拌组件、用于转动搅拌筒的滚动组件以及用于将搅拌筒和筒盖锁紧的锁紧组件，所述锁紧组件设置在搅拌筒长度方向两端，所述筒盖的外侧壁上连通有进料管，所述筒盖长度方向远离进料管一端连通有出料管，所述进料管远离筒盖一端连通有第一液压快插接头，所述出料管远离搅拌筒一端连通有第二液压快插接头；所述搅拌组件包括与搅拌筒同轴转动连接在搅拌筒内的搅拌轴、沿搅拌轴轴线方向设置的搅拌桨，所述搅拌桨设置在搅拌轴的侧壁上，所述搅拌轴轴线方向一端设有用于驱动搅拌轴转动的驱动电机。
7.通过采用上述技术方案，搅拌筒用于盛放硫酸铜溶液并在搅拌筒内进行脱氯，筒盖用于封闭搅拌筒，锁紧组件将筒盖和搅拌筒锁紧，防止脱氯过程中筒盖在溶液压力作用下被打开导致溶液泄露，保证溶液在搅拌筒内完全反应；搅拌轴转动带动搅拌桨在搅拌筒内对硫酸铜溶液和铜粉进行搅拌，提升铜粉与溶液的接触面积，提升除氯效果；滚动组件转动滚筒，防止脱氯过程中产生的固体杂质在滚筒底部堆积而影响铜粉与溶液中的氯离子充分反应，保证铜粉的除氯效果，进一步提升溶液中氯的脱除率。
8.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述搅拌桨呈螺旋形叶片状。
9.通过采用上述技术方案，螺旋形的叶片可以减小搅拌过程的无法搅拌到的死角，对铜粉和溶液进行更充分的搅拌，使铜粉与硫酸铜溶液中氯离子反应更加充分，进一步提升溶液中氯的脱除率。
10.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滚动组件包括支撑座、设置在支撑座上的滚筒和设在搅拌筒长度方向一端的齿圈，所述滚筒的轴线与搅拌筒的长度方向平行，所述滚筒沿搅拌筒的长度方向设置有多个，多个所述滚筒关于搅拌轴的轴线对称设置；所述齿圈与搅拌轴同轴设置并与搅拌筒固定连接，所述驱动电机的转轴上设有传动齿轮，所述传动齿轮与齿圈啮合。
11.通过采用上述技术方案，支撑座支撑滚筒和搅拌筒，提升装置的稳定性；滚筒支撑搅拌筒在滚筒上转动，同时降低转动搅拌筒需要的转矩，降低能耗；齿圈与传动齿轮啮合，齿圈在传动齿轮的带动下转动，带动搅拌筒转动，将沉积在搅拌筒底部的铜粉和固体杂质的混合物向上提升，保证铜粉与溶液中氯离子充分反应，进一步提升硫酸铜溶液中氯的脱除效果。
12.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动电机的转轴上设有驱动轮，所述驱动轮设置在传动齿轮远离滚筒一侧，所述搅拌轴靠近驱动电机一端设有从动轮，所述驱动轮与从动轮轴线平行设置，所述支撑座上竖直设有安装板，所述安装板上转动连接有变向齿轮，所述变向齿轮与驱动轮轴线平行设置，所述变向齿轮与驱动轮和从动轮啮合。
13.通过采用上述技术方案，驱动轮用于驱动变向齿轮转动，变向齿轮同时与驱动轮和从动轮啮合，使搅拌轴的转向与搅拌筒的转动方向相反，搅拌桨对搅拌筒的内溶液与铜粉的搅拌更加均匀，大大提升了硫酸铜溶液中氯的脱除效果。
14.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述搅拌筒两端设有连接管，所述连接管分为设置在筒盖上的上半管及设置在搅拌筒上的下半管；所述锁紧组件包括平行设置在上半管外侧壁上的两块连接块、与连接块转动连接的锁紧杆、螺纹连接在锁紧杆上的调节套和平行设置在下半管上的两块锁紧块，所述锁紧杆的旋转轴与搅拌筒长度方向平行，所述锁紧杆滑动设置在两块锁紧块之间。
15.通过采用上述技术方案，连接管方便锁紧组件的安装，在锁紧杆滑入两锁紧块之间，旋入调节套，调节套抵紧两锁紧块将筒盖锁死，在转动过程中保证筒盖闭合稳定，保证搅拌筒内的溶液不会泄漏。
16.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：两块所述锁紧杆远离下半管一端设有防松块。
17.通过采用上述技术方案，防松块用于阻挡锁紧杆向外侧松脱的力，防止锁紧杆在离心力的作用下被甩开而使丧失锁紧作用，保证调节套和锁紧块的锁紧稳定，保证搅拌筒内溶液不会泄漏。
18.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述出料管靠近筒盖一端设有过滤袋，所述过滤袋袋口边缘设有连接套，所述连接套与出料管的内壁螺纹连接。
19.通过采用上述技术方案，滤袋在进行溶液排放时进行固液分离，将溶液中的固体杂质和未反应的铜粉过滤，防止带有氯离子的杂质随溶液被收集导致溶液中氯离子浓度升高，进一步提升氯离子的脱除效果，同时滤除溶液中的杂质后提升溶液中硫酸铜的纯度和溶液的收集率。
20.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑座上设有液压缸，所述滚筒轴线方向远离驱动电机一端竖直设有挡板，所述挡板与支撑座固定连接。
21.通过采用上述技术方案，液压缸将搅拌罐顶起，挡板与搅拌罐轴线方向一端相抵，防止搅拌罐翻倒，方便从搅拌罐内提取硫酸铜溶液，且螺旋形的搅拌叶将固体杂质向进料管一端推送，保证出料管一端的溶液杂质含量少，提升溶液的纯度。
22.一种硫酸铜溶液的脱氯方法，包括一种硫酸铜溶液中氯的脱出装置，包含以下步骤；step1放入除氯原料：在搅拌筒内放入铜粉和硫酸，用所述锁紧组件将搅拌筒锁死，旋转所述搅拌筒使进料管远离筒盖一端的管口朝上；step2通入硫酸铜溶液：将连通硫酸铜溶液的管道与所述进料管通过第一液压快插接头连通，所述出料管的第二液压快插接头与一根空管连接，向所述搅拌筒内通入硫酸铜溶液直到空管流出硫酸铜溶液停止；step3搅拌、进行除氯：接通电源，所述驱动电机运转，所述搅拌桨与搅拌筒开始旋转对搅拌筒内的铜粉及硫酸铜溶液进行搅拌；step4卸料：转动进料管使进料管远离筒盖一端的管口朝上，在出料管上连接硫酸铜溶液收集容器，进料管上连接一根与外界连通的空管，液压缸将搅拌筒顶起，开始卸料，溶液不再流出时停止，打开搅拌筒将残渣和废料去除。
23.通过采用上述技术方案，加入硫酸保证溶液的酸性，铜粉与硫酸铜溶液中的氯离子发生反应，放热的同时铜粉与氯离子生成氯化亚铜，氯化亚铜为难溶于水的固体颗粒，微量的氯化亚铜不会对硫酸铜溶液的氯离子含量造成太大影响，反应完成后对溶液进行过滤，将氯化亚铜从溶液中滤除即可完成对硫酸铜溶液的脱氯。
24.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：step1中按照氯离子的总摩尔质量的1.1
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1.5倍添加铜粉；step3中的搅拌时间为30
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60分钟。
25.通过采用上述技术方案，稍微过量的铜粉保证对溶液中氯离子去除效果，搅拌时间保证铜粉与溶液中的氯离子充分反应，进一步提升除氯效果。
26.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：1.搅拌筒和搅拌桨的转动方向相反，螺旋形的搅拌叶片减少无法搅拌的死角扩大了搅拌面积，溶液与铜粉的混合更加充分，铜粉与溶液中的氯离子反应更充分，氯离子变成难溶于水的氯化亚铜颗粒而沉降，降低了溶液中氯离子的含量；2.出料管内连通有滤袋，出料管进行排料过程中，滤袋将溶液中的固体杂质滤除，降低溶液中混有的氯化亚铜微粒的含量，进一步降低溶液中氯离子的含量；3.液压缸将搅拌罐顶起，挡板防止搅拌罐向两侧翻倒，提升卸料的效率。
附图说明
27.图1是实施例一的整体结构示意图（图1为摘要附图）；图2是体现搅拌桨连接关系的示意图；图3是图2中a处的局部放大图；图4是体现锁紧组件位置关系的示意图；图5是图4中b处的局部放大图。
28.图中，1、搅拌筒；2、筒盖；3、搅拌组件；31、搅拌轴；32、搅拌桨；4、滚动组件；41、支撑座；42、齿圈；43、滚筒；5、锁紧组件；51、连接块；52、锁紧杆；53、调节套；54、锁紧块；55、防松块；6、进料管；7、出料管；8、第一液压快插接头；9、第二液压快插接头；10、滚动条；11、驱动电机；12、安装板；13、从动轮；14、变向齿轮；15、驱动轮；16、挡板；17、连接管；171、上半管；172、下半管；18、保护板；19、轴承；20、密封板；21、连接套；22、液压缸；23、承托板；24、滤袋；25、传动齿轮。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
30.实施例一：参照图1，为本发明公开的一种硫酸铜溶液中氯的脱出装置，包括截面为半圆形的搅拌筒1、转动连接在搅拌筒1上的半圆形筒盖2、设置在搅拌筒1内用于搅拌硫酸铜溶液的搅拌组件3、用于转动搅拌筒1的滚动组件4以及用于将搅拌筒1和筒盖2锁紧的锁紧组件5。筒盖2与搅拌筒1闭合后整体呈圆柱形，沿筒盖2长度方向设有多根半圆形的滚动条10，每两根滚动条10相互转动连接成环状，环状的滚动条10设置有三圈，三圈滚动条10设置在筒盖2和搅拌筒1的外侧壁上，多根滚动条10分别与筒盖2和搅拌筒1一体成型。筒盖2长度方向两端分别连通有进料管6和出料管7，进料管6和出料管7轴线平行设置，进料管6远离筒盖2一端连通有第一液压快插接头8，出料管7远离筒盖2一端连通有第二液压快插接头9。第一液压快拆接头8和第二液压快拆接头9内置有单向阀，在不与其他管道连通时，在内部压力的作用下是自动闭合状态，防止溶液泄漏；与其他管道相连时，第一液压快拆接头8和第二液压快拆接头9连接快速，自动导通，提升送料和卸料效率。
31.参照图1和图2，搅拌筒1长度方向两端面上均焊接有连接管17，连接管17由焊接在筒盖2上的上半管171和焊接在搅拌筒1上的下半管172组成，连接管17内插设有轴承19；上半管171和下半管172远离搅拌筒1一端均设有用于防止搅拌筒1内溶液泄漏的密封板20，两块密封板20相互拼接将接缝处密封防止溶液泄漏；上半管171和下半管172靠近搅拌筒1一端设有用于保护轴承19的保护板18，保护板18相互拼接防止溶液进入连接管17内进而腐蚀轴承19，延长轴承19的使用寿命。
32.参照图1和图2，搅拌组件3包括与搅拌筒1同轴转动连接在搅拌筒1内的搅拌轴31、沿搅拌轴31轴线方向设置的搅拌桨32，搅拌轴31插设在两个轴承19的内环内，搅拌桨32为螺旋形的叶片。螺旋形的叶片提升搅拌过程中叶片的搅拌面积，减小搅拌筒1中无法搅拌到的死角面积，提升搅拌效果，提升除氯效果。
33.参照图2和图3，，出料管7靠近筒盖2一端内壁上螺纹连接有连接套21，连接套21远离出料管7一端设有滤袋24，用线缠绕滤袋24的袋口和连接套21将滤袋24固定在连接套21上。卸料过程中，滤袋24对溶液进行过滤，将溶液中的固体杂质滤除，提升硫酸铜溶液的纯度，进一步提升除氯效果。
34.参照图4和图5，锁紧组件5包括平行焊接在上半管171外侧壁上的两块连接块51、长度方向一端与连接块51转动连接的锁紧杆52、螺纹连接在锁紧杆52上的调节套53和平行焊接在下半管172上的两块锁紧块54，两块连接块51和两块锁紧块54呈矩形设置，锁紧杆52远离连接块51一端滑动设置在两锁紧块54之间，两块锁紧块54上均设有防松块55，防松块
55与锁紧块54一体成型。控制调节套53旋入锁紧杆52的距离将筒盖2和搅拌筒1锁紧，防松块55阻挡调节套53向外脱出的趋势，提升筒盖2与搅拌筒1连接的稳定性，防止硫酸铜溶液泄漏。
35.参照图1和图2，滚动组件4包括支撑座41、转动连接在支撑座41上的滚筒43和焊接在搅拌筒1外侧壁上的齿圈42，滚筒43的轴线与搅拌轴31的轴线平行，支撑座41设置在搅拌筒1的底部，滚筒43的表面与滚动条10远离搅拌筒1一面贴合，齿圈42为两个半圆形的齿条一端转动连接而成。
36.参照图4，支撑座41上设有用于驱动齿圈42和搅拌轴31转动驱动电机11，用螺栓贯穿驱动电机11的外壳将驱动电机11固定在支撑座41上。支撑座41上竖直焊接有安装板12，安装板12上转动连接有变向齿轮14，搅拌轴31靠近驱动电机11一端插设有从动轮13，从动轮13与变向齿轮14啮合。驱动电机11的转轴沿靠近搅拌轴31方向依次插设有驱动轮15和传动齿轮25，传动齿轮25与齿圈42相啮合，驱动轮15和变向齿轮14相啮合。驱动电机11运转，驱动轮15和传动齿轮25转动，传动齿轮25带动齿圈42转动，齿圈42带动搅拌筒1在滚筒43上滚动；驱动轮15带动变向齿轮14转动，变向齿轮14转动带动从动轮13旋转，从动轮13带动搅拌轴31转动，搅拌轴31的转动方向与搅拌筒1的转动方向相反，提升搅拌桨32的搅拌效果，保证铜粉与硫酸铜溶液充分反应，进一步提升除氯效果。
37.参照图2，支撑座41上竖直设有液压缸22，液压缸22的伸缩杆远离支撑座41一端焊接有弧形的承托板23，承托板23与搅拌筒1的外侧壁贴合。支撑座41远离驱动电机11一端竖直焊接有挡板16。卸料时，液压缸22将搅拌筒1向上顶起，挡板16阻挡搅拌筒1的向前作用；卸料时，出料管7的管口朝上，硫酸铜溶液在重力的作用下从出料管7排出，由于搅拌筒1底部的水流流速作用较小，沉积的杂质不会随硫酸铜溶液流出。
38.本实施例的工作过程为：将铜粉和硫酸预置在搅拌筒1内，盖上筒盖2，锁紧组件5将筒盖2和搅拌筒1锁死，向搅拌筒1内通入硫酸铜溶液。接通电源，驱动电机11运转，搅拌筒1和搅拌桨32沿不同方向旋转，对筒内溶液进行搅拌。搅拌结束，液压缸22将搅拌筒1顶起，挡板16阻挡搅拌筒1的下滑趋势，用管道连通出料管7进行卸料，滤袋24将溶液中悬浮的固体杂质过滤，提升对硫酸铜溶液的除氯效果。
39.实施例二：为本发明公开的一种硫酸铜溶液的脱氯方法，，包括以下步骤：step1放入除氯原料：打开筒盖2，在搅拌筒1内放入摩尔质量为溶液中氯离子摩尔质量1.1
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1.5倍的铜粉，向搅拌筒1内加入硫酸调整置入硫酸铜溶液后ph值为1
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3，盖上筒盖2，用锁紧组件5将搅拌筒1锁死，旋转搅拌筒1使进料管6远离筒盖2一端的管口朝上。
40.step2通入硫酸铜溶液：将连通硫酸铜溶液的管道与进料管6通过第一液压快插接头连通，出料管7的第二液压快插接头连接一个通向空的收集桶的管道，向搅拌筒1内通入硫酸铜溶液直到出料管7流出硫酸铜溶液停止。
41.step3搅拌、进行除氯：接通电源，驱动电机11运转，搅拌桨32与搅拌筒1开始转动，搅拌桨32与搅拌筒1转向相反，对铜粉和硫酸铜溶液搅拌30
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60分钟保证搅拌充分，保证对硫酸铜溶液中氯离子的祛除效果。
42.step4卸料：转动进料管6使进料管6的管口朝上，在出料管7上连通与硫酸铜溶液收集容器连通的管道，进料管6上连接一根外界连通的空管向搅拌筒1内通入空气；液压缸
22将搅拌筒1顶起，开始卸料，溶液不再流出时停止。降下液压缸22，搅拌筒1保持水平，打开搅拌筒1将筒内的残渣去除。
43.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。