一种冲洗铜冶炼导电铜排及阴阳极触点的装置的制作方法

1.本实用新型涉及采用高温高压汽水混合物喷洗铜冶炼过程中所用导电铜排及阴阳极触点的装置。


背景技术：

2.铜冶炼过程主要包含火法粗炼和电解精炼两大部分，其中火法粗炼是将含铜低于30％的硫化铜精矿配料后，在高温条件下经过一系列氧化还原反应产出含铜99％的粗阳极铜。而电解精炼则是利用金属的电化学性质提纯粗阳极铜，其生产工艺是将不锈钢阴极板，粗阳极铜装入盛有电解液(主要成分：硫酸铜、水、硫酸混合溶液)的电解槽内，持续供给一定电流强度的直流电，阳极板中包括铜在内的大部分金属溶解进入电解液，一定时间后，阴极上析出符合国标的99.9935％精铜产品。
3.随着电解精炼的进行，从阳极板中溶解进入电解液里的铜及其它杂质金属不断富集，为了保证精炼过程的正常进行，必须对电解液进行净化，脱除多余的铜、砷、锑、铋、镍等等杂质。其净化工艺中的诱导法电积脱杂主要是为了脱除铜及砷、锑、铋等杂质，所用设备基本和电解精炼相同，只是阳极板采用不溶解的永久铅阳极，阴极采用电解精炼产出的残极板，原料为经过蒸发浓缩冷却结晶产出硫酸铜后的一次脱铜液，其主要成分铜：20～35g/l，砷： 12～20g/l，镍：5～30g/l，锑+铋：1～2g/l，酸：300～450g/l。工艺原理是：持续供给一定直流电的情况下，带有正电荷的铜、砷、锑、铋等金属离子在阴极板上得到电子还原析出富集，一定时间后，铲刮并收集阴极板上富集的大量杂质回炉处理，阴极板视情况再用或者换新板，以此达到脱除电解液中杂质的目的。由于电积液中酸度和杂质离子浓度均较高，所以在电积过程中，溶解度较低的硫酸铜和硫酸镍会结晶析出富集在阴阳极板和导电铜排上，由于晶体电阻较大，甚至绝缘，促使槽电压升高，极板发热，烧损极板，同时浪费电能，严重影响电积效率。所以日常的槽面维护和出装槽作业必须对铜排和阴阳极的导电触点进行清洗。目前常规的冲洗方法有：(1)先用酸性电解液泼洒溶解，然后用自来水冲洗；(2)直接用自来水冲洗；(3)用钢、铜刷或手提磨机之类的耐腐蚀硬物手动刷洗等。但这些方法基本只对附着有极少量的疏松的氧化物或结晶体的铜排和触点有作用，刷洗效果不理想的同时还存在作业劳动强度大，作业环境酸雾弥漫等安全环保隐患。对于有大量硫酸铜和硫酸镍等致密结晶的情况，难以实现经济，安全，快速，有效，轻便的清洗，最终降低企业有效生产时间的同时，增加导电铜排、生产水和铜(不锈钢)刷子等材料费用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于完善和解决目前存在的技术问题，提供一种即使在高酸高杂质湿法铜冶炼工况下，也能简便安全高效冲洗导电铜排和阴阳极触点上致密结晶物的装置。
5.本实用新型的目的通过如下安装方案实现：
6.一种冲洗铜冶炼导电铜排及阴阳极触点的装置，所述装置包括有管道阀组和喷枪
装置，所述管道阀组包括安装于蒸汽输送管路上的第一截止阀、连接于第一截止阀后端的减压阀、连接于减压阀后端的安全阀、连接于安全阀后端的第二截止阀；所述喷枪装置包括连接于第二截止阀后端的旋拧阀、连接于旋拧阀后端的不锈钢管，在不锈钢管上接入水管，水管上安装不锈钢球阀，在水管的出流端加装有限流孔板，不锈钢管末端带有螺纹接头，螺纹接头与两端都带螺纹旋钮帽的绝缘不锈钢波纹管相连接，绝缘不锈钢波纹管末端与喷枪的汽水进口连接。
7.进一步地，所述喷枪包括有不锈钢管枪身、手柄、枪头，枪身靠近枪头下部焊接有支撑并固定不锈钢波纹管的管扣。
8.更进一步地，所述喷枪的枪头喷口为圆口或者鸭嘴口，在枪头上部安装有防飞溅罩。
9.本实用新型可以利用高温高压的蒸汽将极少量的生产水迅速加热后，形成高温高压的汽水混合物，经枪口喷出，形成冲击力较集中的高温高压汽水束，加速致密结晶物的溶解脱落，而枪口端的罩子可以防止结晶物、酸液和蒸汽等的猛烈飞溅，达到经济，安全，快速，有效，轻便冲洗的目的，适于同行业及相关领域的实践生产应用。
附图说明
10.图1是本实用新型的示意图；
11.图2是喷枪前端部分的示意图；
12.图3是防飞溅罩的示意图；
13.图4是限流孔板的板面示意图。
具体实施方式
14.如图1所示，一种冲洗铜冶炼导电铜排及阴阳极触点的装置，包括有管道阀组a和喷枪装置b。所述管道阀组a包括安装于蒸汽输送管路1上的第一截止阀2、连接于第一截止阀后端的减压阀3、连接于减压阀后端的安全阀4、连接于安全阀后端的第二截止阀5。所述喷枪装置b包括连接于第二截止阀后端的旋拧阀6、连接于旋拧阀后端的不锈钢管7，在不锈钢管上接入水管8，水管上安装不锈钢球阀9，在水管的出流端加装有限流孔板10，不锈钢管末端带有螺纹接头，螺纹接头与两端都带螺纹旋钮帽的绝缘不锈钢波纹管11相连接，绝缘不锈钢波纹管末端与喷枪的汽水进口连接。所述喷枪包括有不锈钢管枪身12、手柄13、枪头 14，枪身靠近枪头下部焊接有支撑并固定不锈钢波纹管的管扣15。枪头14喷口为圆口或者鸭嘴口，在枪头上部安装有防飞溅罩19。所述截止阀、减压阀、安全阀、不锈钢球阀、限流孔板、绝缘不锈钢波纹管、喷枪均为现有技术部件，可市购。
15.不锈钢管7末端带有螺纹接头，方便与两端都带螺纹旋钮帽的可拆卸换装的绝缘不锈钢波纹管11快速进行安装和拆开。绝缘不锈钢波纹管11采用耐压不锈钢波纹管包裹一层轻质绝缘塑料，与其它管件相比较更耐温、耐压、耐褶皱。由于电积槽内部的阴极、阳极和电积液三者组合形成了蓄电池效应，金属材质的东西直接搭接到阴极和阳极后即形成了短路，继而发热烧损，采用绝缘性质的不锈钢波纹管可防止在移动过程中同时搭接阴阳极导致短路烧损。本实施例采用一段5000～10000mm长度的可移动绝缘不锈钢波纹管，冲洗过程中可以灵活方便的移动到需要冲洗的位置。
16.为了降低清洗过程中操作者的持枪负重，喷枪主体枪身12全部采用中空的不锈钢管加工焊接而成，枪头14与枪身12焊接处的内部空间相隔断，防止蒸汽倒压进入手柄13内部，致使手柄升温发烫无法作业，甚至烫伤操作人员。
17.枪头14的具体结构见图2，在枪头14下方设支管即汽水混合体接受管17，在接受管末端安装有可重复使用的固定螺纹接头18，方便与绝缘不锈钢波纹管11一端快速拧紧连接使用。同时为了减少因重力影响而缩短螺纹接口的使用寿命，在枪身靠近枪头处焊接起支撑和固定绝缘不锈钢波纹管作用的管扣15，防止长时间因波纹管自身重力导致螺纹接头处损坏意外脱落或漏汽。枪头末端16呈细圆口或者鸭嘴口状，可以增强汽水混合物喷射压力的作用。由于冲洗过程为高压状，为了减少酸液或者晶体飞溅，在枪头上部焊装防飞溅罩19，防飞溅罩19见图3，由一块长方形板19a和两块三角形不锈钢板19b焊接而成，防飞溅罩通过三个焊接点19c固定在枪头上，作业过程中防飞溅罩基本可以平行贴合被喷洗物，达到防飞溅的作用。
18.管道阀组a的主要作用是将厂区蒸汽源头的蒸汽引入进入生产厂房供给用喷枪装置b并控制减压至相对安全的条件。第一截止阀2和第二截止阀5的作用都是作为后续所有设备故障或维护保养需要断开汽源时可以切断气源，保证安全检维修。减压阀3使供给的高压蒸汽压力减压至安全范围内。安全阀4可以在蒸汽压力过大时安全泄压，防止出现安全事故。第一截止阀2和第二截止阀5均为常开状态，后端需要检维修作业时关闭切断蒸汽源。喷枪装置b是冲洗喷枪的主要操作部分。
19.本实用新型在冲洗作业开始时，打开第一截止阀2、减压阀3、安全阀4、第二截止阀5、旋拧阀6，从蒸汽输送管路1输入蒸汽，蒸汽进入不锈钢管7；从水管8输入冲洗用水，打开不锈钢球阀9，冲洗用水经限流孔板10后呈喷射状进入不锈钢管7并被蒸汽快速加温，形成高温高压的汽水混合物，形成的高温高压汽水混合物由不锈钢管进入绝缘不锈钢波纹管11 内，经不锈钢波纹管11和喷枪的汽水进口进入枪体内，从枪头喷出，将枪头对准需要清洗的铜冶炼导电铜排及阴阳极触点进行冲洗即可。
20.由于在不锈钢球阀9的出流端后面加装了如图4所示的限流孔板10，水流通过孔径仅为 3～5mm的限流孔10a后，呈喷射状进入不锈钢管7内部，水呈气雾状，更有利于高温高压蒸汽快速将其加温，以便形成高温高压的汽水混合物。
21.本实用新型的装置安装及操作简单，所需蒸汽压力0.1～0.2mpa，蒸汽用量仅2～4t/h，所需生产水通常仅为0.4t/h。
22.本实用新型装置及方法也可拓展用于冶金及化工生产中的常温常压下质地坚硬、附着力强、不易清除，同时高温下易溶于水的各类结晶物的喷洗。