CN105087919B - 旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置，化合浸出桶和尾气净化器通过法兰连接；搅拌电机通过空心轴连接锥罩后插入化合浸出桶内，锥罩内设有叶片和进液孔，空心轴上部有轴圆周均布开通的进气口，化合浸出桶内设有进液口和返流管穿出桶体外在底阀上；尾气净化器外部设有夹套，内部设有中间管与螺旋翅片筒构成夹套结构，尾气净化器出口设有旋风分离器。本发明化合浸出桶内空气（氧气）补充自动便捷、液流混合作用完善充分，化合浸出效率很高；防止物料沉积堵塞便捷、可靠、高效；尾气净化器多级、高效完成传热、传质、气液分离效果特别好，有效防止氨的泄漏，实现了铜矿化合浸出的绿色环保和自动高效，具有重要的应用价值。

Description

旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置

技术领域

本发明涉及一种旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置。

背景技术

自然界中的铜矿有相当一部分是以硫化铜的形式存在，硫化铜在适合浓度的氨溶液中，有足够空气鼓入（主要是氧气参与反应），可以形成络合物并溶解，完成化合并浸出溶解后，再进行固液分离就可进行下一步工序。

因此，铜矿的化合浸出装置是制铜工艺必不可少的关键设备，但现有的铜矿化合浸出装置存在两大缺陷，从而制约了制铜技术的发展。一是空气鼓入不充分和不方便，硫化铜的化合浸出速度慢、效率低，需要增加专门的空气鼓入设备，增加设备投入，也引起不必要的麻烦；二是氨容易泄漏，由于氨是具有高刺激性、易挥发的有毒有害气体，因而对环境影响很大、对氨的损耗也很大，但如果采用密闭设备进行反应，则容易引发爆炸等安全事故。

因此，如果能设计一种空气自动便捷鼓入、氨不容易泄漏、又不是压力容器的铜矿高效化合浸出装置，则具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单实用，空气自动便捷鼓入、氨不容易泄漏、又不是压力容器的旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置。

为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

一种旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置，包括化合浸出桶和尾气净化器，其特征在于：化合浸出桶和尾气净化器的中间管通过法兰可拆卸连接，尾气净化器通过溢流管和回液斜管连回化合浸出桶；化合浸出桶设有人孔、进液阀和加热夹套，搅拌电机通过空心轴连接锥罩后插入化合浸出桶内，锥罩内设有叶片和进液孔，空心轴上部有轴圆周均布开通的进气口，空心轴下部有轴套起动态限位与稳定支撑作用，化合浸出桶内设有进液口和返流管穿出桶体外在底阀上；尾气净化器外部设有夹套通冷却水或冷冻水，内部设有开放的中间管与封闭的螺旋翅片筒构成夹套结构，螺旋翅片筒为内壁焊接螺旋翅片而成，螺旋翅片筒和尾气净化器内壁的间隙设有填料层，尾气净化器出口连接旋风分离器后排空，旋风分离器液相出口与回液斜管汇合。

所述加热夹套设有热媒进管和出管。

所述尾气回收器夹套设有冷媒进管和出管。

本设计的核心就是化合浸出桶与尾气净化器通过法兰进行可拆卸连接。

化合浸出桶有加热夹套，操作一定的液面高度，硫化铜矿等固相物料通过打开人孔的活动盖板加入，氨等液相物料通过进液阀控制加入，搅拌电机通过空心轴连接叶轮锥罩，空心轴上部有轴圆周均布开通的进气口，下部有轴套起动态限位与稳定支撑作用，底阀起排料控制作用。

叶轮锥罩连接空心轴由电机带动高速旋转，进液孔进液被叶片加速离心，沿锥罩内表面运动，通过锥罩边缘甩出，这样可以在高速锥罩内产生高速液流继而产生真空，这样大量空气通过进气口沿空心轴被真空拉入混合液流，通过锥罩边缘甩出，实现气液高效混合和空气（氧气）补给。同时液流可以通过进液口收集，通过返流管进行返流，形成底部涌流，有效防止锥底物料的沉积与堵塞。

加热夹套通蒸汽或热水实现加热升温，也可通冷水进行降温，溢出液面的气体同时会携带水蒸气、氨成为尾气，混合气通过尾气净化器实现回收与尾气净化，避免氨的泄漏。

尾气净化器有夹套可以通冷却水或冷冻水，中间管与螺旋翅片筒构成夹套结构，溢出气体通过中间管上升到顶端再通过螺旋翅片筒向下导流，由于螺旋翅片筒内有螺旋翅片，可以对夹层中气体实现引导旋转，产生向下的螺旋气流路径，通过螺旋翅片筒下沿溢出并穿过填料层，从液面溢出上升，气流在旋风分离器可以有效离心分离其中可能携带的液相，使排出气体实现净化，液相与回液斜管汇合后回流到化合浸出桶。

尾气净化器的净化效果取决于克服困难进行的传质与传热，其中液面受控溢流管位置，冷凝液多了后溢流管会溢流，回液斜管可以有效防止返渣堵塞，夹套内冷冻水与尾气净化器内液相有很高的总传热系数，尾气净化器内液体由于温度与气体溢出会产生良好的自动搅拌对流循环，螺旋翅片筒有更大的气相侧换热面积，同时液面下的液相可以高效传热，对筒内气相实现降温氨冷凝，液面上部分被溢出的低温气体实现筒内气相预冷；螺旋翅片筒内旋转气流可以有效扰动空气膜促进传热与传质，进行一级冷却、冷凝、气液分离，再穿过填料液相层实现二级直接接触的传热与传质，实现氨高效捕捉，上升气相最后在旋风分离器中再度实现分离，使排放尾气达到净化要求。

本设计采用基本密闭夹层锅化合浸出系统，再配套尾气回收氨，在空气量较大的情况下，实现氨的冷凝与有效回收，同时完成尾气净化排放。在不凝性气体大量存在并严重影响冷凝界面传质与传热状态的情况下，实现了氨的高效冷凝捕捉。

与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：

化合浸出桶内空气（氧气）补充自动便捷、液流混合作用完善充分，化合浸出效率很高；通过收集液流后由返流管产生锥底涌流，防止物料沉积堵塞特别便捷、可靠、高效；尾气净化器多级、高效完成传热、传质、气液分离效果特别好，有效防止氨的泄漏。

本发明通过以上技术集成，实现了铜矿化合浸出的绿色环保和自动高效，具有重要的应用价值。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图

图2是叶轮锥罩的三维结构示意图。

图3是螺旋翅片筒管口三维结构示意图。

图4是螺旋翅片筒剖视三维结构示意图。

图中各标号表示：

A、叶轮锥罩；D、螺旋翅片筒；1、搅拌电机；2、进气口；3、人孔；4、进液阀；5、化合浸出桶；6、空心轴；7、化合浸出桶内液面；8、热媒进管；9、加热夹套；10、空心轴轴套；11、热媒出管；12、进液口；13、返流管；14、底阀；15、回液斜管；21、尾气净化器；22、冷媒出管；23、尾气净化器液面；24、溢流管；25、冷冻夹套；26、气流螺旋路径；27、填料；28、中间管；29、冷媒进管；30、旋风分离器；31、锥罩；32、进液孔；33、叶片；39、外筒；40、螺旋翅片。

具体实施方式

现结合附图，对本发明进一步具体说明。

如图1、图2、图3和图4所示旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置，包括化合浸出桶5和尾气净化器21，化合浸出桶5和尾气净化器21的中间管28通过法兰可拆卸连接，尾气净化器21通过溢流管24和回液斜管15连回化合浸出桶5；化合浸出桶5设有人孔3、进液阀4和加热夹套9，搅拌电机1通过空心轴6连接锥罩31后插入化合浸出桶5内，锥罩31内设有叶片33和进液孔32，空心轴6上部有轴圆周均布开通的进气口2，空心轴6下部有空心轴轴套10起动态限位与稳定支撑作用，化合浸出桶5内设有进液口12和返流管13穿出桶体外在底阀上14；尾气净化器21外部设有冷冻夹套25通冷却水或冷冻水，内部设有开放的中间管28与封闭的螺旋翅片筒D构成夹套结构，螺旋翅片筒D为内壁焊接螺旋翅片40而成，螺旋翅片筒D和尾气净化器21内壁的间隙设有填料27，尾气净化器21出口连接旋风分离器30后排空，旋风分离器30液相出口与回液斜管15汇合。

所述加热夹套9设有热媒进管8和热媒出管11。

所述尾气回收器夹套设有冷媒进管29和冷媒出管22。

本设计的核心就是化合浸出桶5与尾气净化器21的通过法兰进行可拆卸连接。

化合浸出桶5有加热夹套9，液面高度为化合浸出桶内液面7，硫化铜矿等固相物料通过打开人孔3的活动盖板加入，氨等液相物料通过进液阀4控制加入，搅拌电机1通过空心轴6连接叶轮锥罩A，空心轴6上部有轴圆周均布开通的进气口2，下部有空心轴轴套10起动态限位与稳定支撑作用，底阀14起排料控制作用。

叶轮锥罩A连接空心轴6由电机1带动高速旋转，进液孔32进液被叶片33加速离心，沿锥罩31内表面运动，通过锥罩31边缘甩出，这样可以在高速锥罩31内产生高速液流继而产生真空，这样大量空气通过进气口2沿空心轴6被真空拉入混合液流，通过锥罩31边缘甩出，实现气液高效混合和空气（氧气）补给。同时液流可以通过进液口12收集，通过返流管13进行返流，形成底部涌流，有效防止锥底物料的沉积与堵塞。

加热夹套9通蒸汽或热水实现加热升温，也可通冷水进行降温，溢出液面的气体同时会携带水蒸气、氨成为尾气，混合气通过尾气净化器21实现回收与尾气净化，避免氨的泄漏。

尾气净化器21有冷冻夹套25可以通冷却水或冷冻水，中间管28与螺旋翅片筒D构成夹套结构，溢出气体通过中间管28上升到顶端再通过螺旋翅片筒D向下导流，由于螺旋翅片筒D内有螺旋翅片40，可以对夹层中气体实现引导旋转，产生向下的气流螺旋路径26，通过螺旋翅片筒D下沿溢出并穿过填料27，从尾气净化器液面23溢出上升，气流在旋风分离器30可以有效离心分离其中可能携带的液相，使排出气体实现净化，液相与回液斜管15汇合后回流到化合浸出桶5。

尾气净化器21的净化效果取决于克服困难进行的传质与传热，其中尾气净化器液面23受控溢流管24位置，冷凝液多了后溢流管24会溢流，回液斜管15可以有效防止返渣堵塞，冷冻夹套25内冷冻水与尾气净化器内液相有很高的总传热系数，尾气净化器内液体由于温度与气体溢出会产生良好的自动搅拌对流循环，螺旋翅片筒D有更大的气相侧换热面积，同时尾气净化器液面23下的液相可以高效传热，对筒内气相实现降温氨冷凝，尾气净化器液面23上部分被溢出的低温气体实现筒内气相预冷；螺旋翅片筒D内旋转气流可以有效扰动空气膜促进传热与传质，进行一级冷却、冷凝、气液分离，再穿过填料27液相层实现二级直接接触的传热与传质，实现氨高效捕捉，上升气相最后在旋风分离器30中再度实现分离，使排放尾气达到净化要求。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置，包括化合浸出桶和尾气净化器，其特征在于：化合浸出桶和尾气净化器的中间管通过法兰可拆卸连接，尾气净化器通过溢流管和回液斜管连回化合浸出桶；化合浸出桶设有人孔、进液阀和加热夹套，搅拌电机通过空心轴连接锥罩后插入化合浸出桶内，锥罩内设有叶片和进液孔，空心轴上部有轴圆周均布开通的进气口，空心轴下部有轴套起动态限位与稳定支撑作用，化合浸出桶内设有进液口和返流管穿出桶体外在底阀上；尾气净化器外部设有夹套通冷却水或冷冻水，内部设有开放的中间管与封闭的螺旋翅片筒构成夹套结构，螺旋翅片筒为内壁焊接螺旋翅片而成，螺旋翅片筒和尾气净化器内壁的间隙设有填料层，尾气净化器出口连接旋风分离器后排空，旋风分离器液相出口与回液斜管汇合。

2.根据权利要求1所述旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置，其特征在于：所述加热夹套设有热媒进管和出管。

3.根据权利要求1或2所述旋风分离氨无泄漏式铜矿高效化合浸出装置，其特征在于：所述尾气回收器夹套设有冷媒进管和出管。