CN103934233A - 一种氢氧化铜清洗装置 - Google Patents

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李艳辉
周璐
公彦猛
唐兴颖
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Abstract

本发明公开了一种氢氧化铜清洗装置，包括锥形封头、锥底锚式搅拌器、涡轮搅拌器、筒体、电动机、减速箱、端盖、异径管、接管和转轴；其中，端盖设置在筒体的顶部，锥形封头设置在筒体的底部，筒体的上部侧壁上设有氢氧化铜泥料入口和清洗水入口，锥形封头的底部设有出料口和排污口；电动机和减速箱设置在端盖的上部，电动机通过减速箱与伸入至筒体的转轴相连，转轴上从上之下依次设置有涡轮搅拌器和锥底锚式搅拌器，且锥底锚式搅拌器的底部与锥形封头的内壁相贴合。本发明用于对氢氧化铜的清洗，提高氢氧化铜的清洁度，此外，本发明也可以使用其他颗粒流代替氢氧化铜泥料，并采用相应的清洗剂，便可以实现对该颗粒流的清洗。

Description

一种氢氧化铜清洗装置
【技术领域】
本发明涉及一种颗粒清洗装置，特别涉及一种氢氧化铜清洗装置。
【背景技术】
近年来，我国电子工业迅速发展，作为电子工业的基础，印制电路板（PCB）产业以每年14.4%的速度持续增长，2006年中国已经取代日本，成为全球产值最大的PCB生产基地，目前我国印制电路板产业年产值已达到290亿美元。然而在印制电路板生产过程中，镀铜、漂洗、蚀刻、影印等生产工序中会产生大量废水。2008年全国印制电路板废水的年排放总量为4亿吨，预计每年仍以15%的速度增长。印制电路板废水中含有大量铜离子，具有较高的回收价值。印制电路板废水中每年可回收铜50万吨，带来经济效益约470亿元/年。因此，如何实现废水中铜的高效回收利用，变废为宝已经成为PCB制造业环保问题上的一个突出问题。
超临界水热合成法是将超临界流体引入到传统的水热合成方法中。超临界水同时作为反应介质和反应物，在超临界条件下与溶解在去离子水中的金属盐发生水解化学反应，生成高温不稳定的金属氢氧化物，进而脱水生成金属氧化物纳米颗粒沉淀析出，若体系中添加合适的还原剂，则金属元素以纳米金属的形式析出，经循环水冷凝后收集干燥，得到金属氧化物微粒或者纳米金属颗粒。本工艺流程主要利用超临界水的特殊物理性质，在环境友好的条件下进行，反应迅速、环保、耗能相对较低，得到粒径较小且分布较窄的超细微粒。
大量的研究分析表明，超临界水热合成技术可以将废水中的铜离子以纳米氧化铜/纳米铜的形式进行回收。与普通氧化铜粉体/铜粉末相比，纳米氧化铜/纳米铜市场价值更高，则相应的回收价值可进一步提高。
为了提高所合成纳米氧化铜或者纳米铜的纯度，通常采用的超临界水热合成工艺并不是直接以含铜离子废水为反应物，而多是以硫酸铜溶液为原料。实际上就是先以氢氧化铜颗粒的形式回收含铜离子废水中的铜离子，接着再将清洗后的氢氧化铜颗粒与硫酸反应，从而获得超临界水热合成制备纳米氧化铜或者纳米铜工艺所需的“清洁”原料——硫酸铜溶液。氢氧化铜作为该工艺中的关键性过渡物质，其清洁度对最终产物纳米氧化铜或者纳米铜的纯度起着决定性的作用。因而，对氢氧化铜进行清洗，不断提高其清洁度，这是至关重要的。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种氢氧化铜清洗装置，该装置可以显著提高氢氧化铜的清洁度，针对氢氧化铜泥料的独特性质，可以广泛应用于对颗粒流的清洗。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种氢氧化铜清洗装置，包括锥形封头、锥底锚式搅拌器、涡轮搅拌器、筒体、电动机、减速箱、端盖、异径管、接管和转轴；其中，端盖设置在筒体的顶部，锥形封头设置在筒体的底部，筒体的上部侧壁上设有氢氧化铜泥料入口和清洗水入口，锥形封头的底部设有出料口和排污口；电动机和减速箱设置在端盖的上部，电动机通过减速箱与伸入至筒体的转轴相连，转轴上从上之下依次设置有涡轮搅拌器和锥底锚式搅拌器，且锥底锚式搅拌器的底部与锥形封头的内壁相贴合。
本发明进一步改进在于，锥底锚式搅拌器的叶片呈U型，且其两个U型叶片边与筒体的内壁相贴合。
本发明进一步改进在于，电动机和减速箱之间还设置有冷却油箱。
本发明进一步改进在于，电动机和减速箱设置在端盖的中心位置上，排污口设置在锥形封头底部的中心位置上。
本发明进一步改进在于，出料口和排污口分别设有第一角钢和第二角钢与锥形封头的底部加强连接。
本发明进一步改进在于，端盖通过周向均匀布置的若干组螺栓、垫片和螺母安装在筒体的顶部。
本发明进一步改进在于，筒体的侧壁上从上之下依次设置有液位计上端接口和液位计下端接口，液位计设置在两个接口之间。
本发明进一步改进在于，氢氧化铜泥料入口的开口朝上，其包括设置在筒体的上部侧壁上的接管以及与接管相连的异径管。
本发明进一步改进在于，还包括用于支撑该氢氧化铜清洗装置的腿式支座。
本发明进一步改进在于，氢氧化铜泥料由皮带输送机输送至清洗装置顶部，然后由氢氧化铜泥料入口N1，经异径管13及接管14进入筒体5，同时清洗水由清洗水入口N2也流入筒体5；在电动机9的驱动下，转轴15带动涡轮搅拌器4及锥底锚式搅拌器3运转，在两个搅拌器的联合作用下，氢氧化铜泥料与清洗水在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，实现氢氧化铜的清洗。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、在涡轮搅拌器与锚式搅拌器的联合作用下，氢氧化铜泥料与清洗水在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，氢氧化铜泥料颗粒受力复杂，不但有助于氢氧化铜泥料的破碎、分散，提高氢氧化铜的清洗效率，而且避免了氢氧化铜泥料在筒体内发生短路——直接沉积到筒体底部。
2、锚式搅拌器底部为锥形，与筒体底部锥形封头均匀贴壁配合，锚式搅拌器侧面与筒体内表面也采用贴壁配合，避免了氢氧化铜及污垢在筒体内壁与锥形封头内壁面堆积。
3、出料口设置在锥形封头底部偏中心位置，有效地避开了封头底部中心的搅拌死角区，从而保证出料口处氢氧化铜的清洁度。在对装置进行排污和清洗时，污水可以方便地从位于锥形封头底部中心处的排污口流出。
4、氢氧化铜泥料入口接管向上倾斜，与筒体呈一定的角度布置，避免氢氧化铜泥料在接管入口处发生堵塞，而且便于冲洗氢氧化铜入口接管。
【附图说明】
图1是本发明一种氢氧化铜清洗装置的结构示意图。
图中：1为腿式支座、2为锥形封头、3为锥底锚式搅拌器、4为涡轮搅拌器、5为筒体、6为螺栓、7为垫片、8为螺母、9为电动机、10为冷却油箱、11为减速箱、12为端盖、13为异径管、14为接管、15为转轴、16为第一角钢、17为第二角钢。
N1为氢氧化铜泥料入口、N2为清洗水入口、N3a为液位计上端接口、N3b为液位计下端接口、N4为出料口、N5排污口。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明一种氢氧化铜清洗装置，包括腿式支座1、锥形封头2、锥底锚式搅拌器3、涡轮搅拌器4、筒体5、电动机9、冷却油箱10、减速箱11、端盖12、异径管13、接管14、转轴15、第一角钢16和第二角钢17。
其中，端盖12通过周向均匀布置的若干组螺栓6、垫片7和螺母8安装在筒体5的顶部，锥形封头2设置在筒体5的底部；筒体5的上部侧壁上设有氢氧化铜泥料入口N1和清洗水入口N2，氢氧化铜泥料入口N1包括设置在筒体5的上部侧壁上的接管14以及与接管14相连的异径管13，经异径管13与前置设备连接。锥形封头2的底部设有出料口N4和排污口N5，且排污口N5设置在锥形封头2底部的中心位置上，便于对装置进行排污与冲洗。
电动机9和减速箱11设置在端盖12的中心位置上，电动机9通过减速箱11与伸入至筒体5的转轴15相连，电动机9和减速箱11之间还设置有冷却油箱10，电动机9通过冷却油箱10中的冷却油实现冷却；转轴15上从上之下依次设置有涡轮搅拌器4和锥底锚式搅拌器3，且锥底锚式搅拌器3的底部与锥形封头2的内壁相贴合，锥底锚式搅拌器3的叶片呈U型，且其两个U型叶片边与筒体5的内壁相贴合。
此外，出料口N4和排污口N5分别设有第一角钢16和第二角钢17与锥形封头2的底部加强连接。筒体5的侧壁上从上之下依次设置有液位计上端接口N3a和液位计下端接口N3b，液位计设置在两个接口之间。整个氢氧化铜清洗装置固定在腿式支座1上。
进一步地，出料口N4设置在锥形封头2底部偏中心位置，有效地避开了封头底部中心的搅拌死角区，从而保证出料口处氢氧化铜的清洁度。
转轴15上集成有涡轮搅拌器4与锚式搅拌器3，在二者的联合作用下，氢氧化铜泥料与清洗水在筒体5内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，不但有助于氢氧化铜泥料的破碎、分散，提高氢氧化铜的清洗效率，而且避免了氢氧化铜泥料在筒体5内发生短路——直接沉积到筒体5底部。锚式搅拌器3底部为锥形，可以实现与锥形封头2的均匀贴壁配合，避免氢氧化铜及污垢在锥形封头2内壁面堆积。
为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做一说明。
氢氧化铜泥料由皮带输送机输送至清洗装置顶部，然后由氢氧化铜泥料入口N1，经异径管13、接管14进入筒体5，同时清洗水由清洗水入口N2也流入筒体5。在电动机9的驱动下，转轴15带动涡轮搅拌器4、锥底锚式搅拌器3运转。在两搅拌器的联合作用下，氢氧化铜泥料与清洗水在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，湍动程度高，氢氧化铜泥料颗粒受力复杂，不但有助于氢氧化铜泥料的破碎、分散，提高氢氧化铜的清洗效率，而且避免了氢氧化铜泥料在筒体内发生短路——直接沉积到筒体底部。另外，锥底锚式搅拌器底部、侧面分别与锥形封头2内壁、筒体5下部内壁间仅留有较小的间隙，从而避免了氢氧化铜及污垢在筒体5下部内壁与锥形封头2内壁堆积。清洗后的氢氧化铜颗粒流由出料口N4，经被第一角钢16固定在锥形封头底部的出料口N4流出。以位于筒体5侧面的液位计内液位为指示信号，调节清洗水与氢氧化铜泥料的流量，保证液位计内液位处于正常水平。
装置运行一定周期后，切断氢氧化铜泥料供给，关闭清洗水入口N2和出料口N4，启动电动机驱动减速器，由转轴带动涡轮搅拌器4、锚式搅拌器3在筒体内转动，清洗水由氢氧化铜泥料入口N1进入筒体，残余氢氧化铜以及清洗污水由排污口N5流出；运行一段时间后，开启出料口N4，紧接着关闭排污口N5，再运行一段时间，从而实现对本发明氢氧化铜清洗装置进行彻底冲洗。
在具体实施过程中，也可以使用其他颗粒流代替氢氧化铜泥料，并采用相应的清洗剂，便可以实现对该颗粒流的清洗。

Claims (10)

1.一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，包括锥形封头（2）、锥底锚式搅拌器（3）、涡轮搅拌器（4）、筒体（5）、电动机（9）、减速箱（11）、端盖（12）、异径管（13）、接管（14）和转轴（15）；其中，端盖（12）设置在筒体（5）的顶部，锥形封头（2）设置在筒体（5）的底部，筒体（5）的上部侧壁上设有氢氧化铜泥料入口（N1）和清洗水入口（N2），锥形封头（2）的底部设有出料口（N4）和排污口（N5）；电动机（9）和减速箱（11）设置在端盖（12）的上部，电动机（9）通过减速箱（11）与伸入至筒体（5）的转轴（15）相连，转轴（15）上从上之下依次设置有涡轮搅拌器（4）和锥底锚式搅拌器（3），且锥底锚式搅拌器（3）的底部与锥形封头（2）的内壁相贴合。
2.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，锥底锚式搅拌器（3）的叶片呈U型，且其两个U型叶片边与筒体（5）的内壁相贴合。
3.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，电动机（9）和减速箱（11）之间还设置有冷却油箱（10）。
4.根据权利要求1或3所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，电动机（9）和减速箱设置在端盖（12）的中心位置上，排污口（N5）设置在锥形封头（2）底部的中心位置上。
5.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，出料口（N4）和排污口（N5）分别设有第一角钢（16）和第二角钢（17）与锥形封头（2）的底部加强连接。
6.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，端盖（12）通过周向均匀布置的若干组螺栓（6）、垫片（7）和螺母（8）安装在筒体（5）的顶部。
7.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，筒体（5）的侧壁上从上之下依次设置有液位计上端接口（N3a）和液位计下端接口（N3b），液位计设置在两个接口之间。
8.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，氢氧化铜泥料入口（N1）的开口朝上，其包括设置在筒体（5）的上部侧壁上的接管（14）以及与接管（14）相连的异径管（13）。
9.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，还包括用于支撑该氢氧化铜清洗装置的腿式支座（1）。
10.根据权利要求1所述的一种氢氧化铜清洗装置，其特征在于，氢氧化铜泥料由皮带输送机输送至清洗装置顶部，然后由氢氧化铜泥料入口（N1），经异径管（13）及接管（14）进入筒体（5），同时清洗水由清洗水入口（N2）也流入筒体（5）；在电动机（9）的驱动下，转轴（15）带动涡轮搅拌器（4）及锥底锚式搅拌器（3）运转，在两个搅拌器的联合作用下，氢氧化铜泥料与清洗水在筒体内既具有轴向和切向的大循环，又有切向和径向的涡旋运动，实现氢氧化铜的清洗。
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