CN108993102B - 一种复合型硒吸收塔及吸收塔本体的钢衬f40方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型硒吸收塔，包括吸收塔本体，所述吸收塔本体包括塔体和塔盖，塔体由圆筒状的塔身和圆锥形下封头构成，圆锥形下封头的底部设有下料口，塔身上设有液位观察口；塔盖用于封闭塔体上部，塔盖上设有进气口、排气口、检修口、温度检测口及补水口，所述吸收塔本体由钢衬F40制成。还公布了一种吸收塔本体的钢衬F40方法，通过采用旋转烧结的钢衬F40工艺，使F40防腐层与壳体内壁成为一个整体。本发明采用碳钢塔体内衬F40作为防腐层替代传统铅锑合金，减少了铅的开采和使用，减少了环境污染。本发明的吸收塔重量较传统吸收塔轻，方便搬运及安装。本发明的吸收塔的制造成本是传统吸收塔的三分之二，降低了吸收塔的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种用于铜阳极泥、铅阳极泥、含硒矿渣、铜铟镓硒新能源电池原材料等进行硫酸化焙烧蒸硒过程中硒吸收的一种复合型硒吸收塔。
背景技术
硒是稀散非金属之一，粗硒是铜冶炼过程中的副产品，硒产量增长一直较为缓慢，年供应量有限。而硒的用途非常广泛，可应用于冶金、玻璃、陶瓷、电子、太阳能、饲料等众多领域，且随着世界经济的发展和新的应用领域的出现，硒的下游需求不断增长，在一定程度上导致硒的价格不断上涨。
工业提取硒的主要原料(90％)是铜电解精炼所产生的阳极泥，其余来自铅、钴、镍精炼产出的焙砂以及硫酸生产的残泥等。工业生产硒的方法主要有两种：一种是将阳极泥氧化焙烧和SeO2蒸馏，过程是将气态SeO2焙烧气体在洗涤塔用溶液捕获，然后在SO2作用下在酸性介质中或用碱液沉淀硒；另一种是在氧化气氛中加纯碱烧结阳极泥，使硒转化为硒化钠或硒酸钠水溶性溶液，过程是在烧结条件下使硒与硒化物氧化为易溶于水的亚硒酸钠或硒酸钠，再通过吹洗，从溶液中分离出硒。在硫酸化焙烧蒸硒过程中，气态SeO2需要采用吸收塔的进行吸收，为了防止腐蚀，传统吸收塔的材料采用铅锑合金(铅含量在93％左右，其余为锑)，铅锑合金熔融状态下流动性能好，成型后硬度高、耐化学腐蚀。但是近年来，随着环境保护的要求越来越高，铅污染问题越来越得到人们的关注。铅是一种不可降解的环境污染物，一旦被开采出来，会较永久地存在于环境中。其中1/4可被人类回收利用，其余3/4以不同形式污染我们的环境(包括土壤、水源和空气)。铅在环境中可以长期积累，通过消化道和呼吸道进人人体。铅是一种对人体危害极大的有毒重金属，因此铅及其化合物进入机体后将对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，若含量过高则会引起铅中毒。
因此，积极开发一种可以替代铅锑合金的硒吸收塔是本行业亟待解决的技术问题。乙烯－四氟乙烯共聚物又称氟塑料－40，简称ETFE或F40，是一种耐高温和强腐蚀的氟塑料，使用温度范围-60℃～+180℃。乙烯－四氟乙烯共聚物(F40)，其中的四氟乙烯含量在四分之三以上(按重量比)，因此它保持了聚四氟乙烯良好的耐化学腐蚀性能，同时也具有良好的耐热、耐磨、耐辐射及耐冲击和电绝缘性能。它的抗撞强度能达到50MPa，是聚四氟乙烯树脂的两倍。由于其良好的性能，能适合于注塑和滚塑加工，特别是运用旋转衬里工艺加工的钢衬F40构件，能和钢材产生很好的附着力，使得加工真正能承受负压的氟塑料紧衬设备成为可能。
发明内容
鉴于上述技术背景，本发明的发明人经深刻的理论研究及反复的实践，开发出一种复合型硒吸收塔，采用碳钢塔体内衬F40作为防腐层替代传统铅锑合金，解决了传统硒吸收塔的铅污染问题。
为此，本发明采用的技术方案是：
一种复合型硒吸收塔，包括吸收塔本体，所述吸收塔本体包括塔体和塔盖，塔体由圆筒状的塔身和圆锥形下封头构成，圆锥形下封头的底部设有下料口，塔身上设有液位观察口；塔盖用于封闭塔体上部，塔盖上设有进气口、排气口、检修口、温度检测口及补水口，所述吸收塔本体由钢衬F40制成。
进一步地，所述塔身的外侧设有循环冷却水夹套，夹套内设有导流板，夹套的下端设有冷却水进口管，夹套的上端设有冷却水出口管，冷却水进、出口管上均配有阀门。采用夹套通过冷却水循环对塔液进行冷却，降温均匀缓和，确保塔液温度维持在设定范围内，以利硒的充分吸收。
进一步地，所述进气口内设有进气管，进气管倾斜向下延伸至液位观察口的下方。进气管倾斜插入液面以下有利于提高气态SeO2的吸收效率。
进一步地，所述下料口设于塔体的底部中心。排料干净。
进一步地，所述液位观察口设有观察视镜。观察视镜便于观察液位。
进一步地，所述塔体及塔盖的内侧壁上焊接有网格状钢丝网，内侧壁与钢丝网间均匀滚衬F40。采用钢丝网作为F40附着的骨架，钢丝网与壳体内壁焊接为一体，F40的附着力大为提高。
一种上述吸收塔本体的钢衬F40的方法，包括依次连接的以下步骤：
(7.1)碳钢基体焊接成型；
(7.2)除锈打磨；
(7.3)喷砂；
(7.4)高温除油；
(7.5)点焊钢丝网；
(7.6)打磨清理；
(7.7)装夹具使碳钢基体旋转；
(7.8)钢体升温；
(7.9)投F40粉料；
(7.10)加温；
(7.11)保温；
(7.12)冷却定型；
(7.13)整形至成品。
本发明采用旋转烧结的钢衬F40工艺，F40防腐层的附着力高，与壳体内壁成为一个整体，成型好，内侧面平整、光滑，不易脱落，耐高温、耐化学腐蚀。
进一步地，喷砂除锈达到的等级为Sa2级以上。
进一步地，步骤(7.8)中升温的温度为100～150℃，步骤(7.10)中加温的温度为300～330℃。
进一步地，步骤(7.11)中保温的温度为300～330℃，保温时间为40～60分钟。因F40材料流动性差，成形过程中必须有充足的时间，才能保证F40粉料填充满钢丝网与钢体间的间隙。
本发明的有益效果：本发明采用碳钢塔体内衬F40作为防腐层替代传统铅锑合金，减少了铅的开采和使用，减少了环境污染。本发明的吸收塔重量较传统吸收塔轻，方便搬运及安装。本发明的吸收塔的制造成本是传统吸收塔的三分之二，降低了吸收塔的制造成本。
附图说明
图1是本发明的硒吸收塔的实施方式1的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
在以下的描述中，以图1所示吸收塔的方位为基准，图中所示吸收塔的上方即为“上”，反之为“下”。
实施方式1
参阅图1及图2，复合型硒吸收塔，包括吸收塔本体1，吸收塔本体1包括塔体2和塔盖3。吸收塔本体1由钢衬F40制成，包括碳钢基体11及附着在碳钢基体11内壁上的F40防腐层12。
塔盖3呈半圆形封头式结构，塔盖钢体由板材整体冲压而成，具有足够的强度和刚性。塔盖3上设有检修口301、进气口302、排气口303、温度检测口304及补水口305。检修口301、进气口302、排气口303、温度检测口304及补水口305均向塔体外部延伸，其末端焊接有管道连接法兰。温度检测口304中安装温度检测仪，用于检测吸收塔内吸收液的温度。检修口301上设有人孔盖6。进气口302中内穿设有进气管9，进气管9由氟塑料制成，其上端焊接有塑料法兰，塑料法兰的底面抵靠在进气口302的连接法兰面上，其下端倾斜向下延伸至吸收液的液面以下。塔盖3的下端焊接有第一连接法兰31。
塔体2的碳钢基体由板材圈制焊接而成，包括上部的直筒段及下部的圆锥段。塔体2的上端焊接有第二连接法兰21，第二连接法兰21与第一连接法兰31对应。第一、第二连接法兰31、21通过螺栓7可拆卸地连接在一起，第一连接法兰31与第二连接法兰21之间设有氟橡胶密封垫。塔体2的底部中心设有下料口201，用于排放硒吸收液。下料口201竖直向下延伸末端焊接有管道连接法兰。塔体2的直筒段的外侧面设有循环冷却水夹套4，循环冷却水夹套4是采用钢板圈制后与塔体外侧面焊接形成的一个密闭空腔，空腔内焊接有导流板41，导流板呈螺旋状围绕塔体外壁，用于引导水流沿导流板的板面流动，延长冷却水的流程，增强冷却效果。循环冷却水夹套4的下端设有冷却水进口管401，冷却水进口管401上设有进水阀门(图中未示出)；循环冷却水夹套4的上端设冷却水出口管402，冷却水出口管402上设有出水阀门(图中未示出)。冷却水经夹套下端进入夹套空腔沿导流板41的板面螺旋向上流动，对塔体2进行降温，升温后的冷却水经夹套上端排出。塔体2的直筒段的圆周壁上设有液位观察口202，液位观察口202延伸穿过循环冷却水夹套4，其末端配有钢化玻璃视镜8。塔体2的直筒段的下端设有四个支撑座5，用于支撑吸收塔，方便塔体摆放和固定。支撑座5由型钢制成，通过焊接的方式固定在塔体2上。安装时可以在支撑座的下端设置支腿，通过支腿固定塔体，也可将支撑座直接固定在操作台的台面上，由操作台支撑塔体的重量。实施方式2
下面以实施方式1的硒吸收塔的钢衬F40方法，进一步说明本发明的技术方案：
(1)首先分别将塔盖3和塔体2的碳钢基体焊接成型，焊接后应检查确保表面无气孔、变形、砂眼、缝隙等焊接不良现象；然后按设计图纸在塔盖3及塔体2的刚本体上开口，并焊接各个开口处的短接及管口法兰，形成检修口301、进气口302、排气口303、温度检测口304、补水口305、下料口201及液位观察口202；然后将塔体2与塔盖3连接在一起组成吸收塔本体，用盲板封堵各个管口；
(2)对吸收塔本体内壁进行除锈打磨；
(3)喷砂，检测喷砂除锈的等级达到Sa2级以上；
(4)高温除油，在400～420℃空烧彻底除去钢材中的残余油质；
(5)在塔体内壁上点焊网格状钢丝网；
(6)打磨清理；把工件表面的毛刺、焊渣、尖角、锐角用角磨机仔细打磨。用压缩空气
≮5kg压力吹净塔内杂质及灰尘；
(7)将吸收塔本体置于电加热炉内，装夹具使塔体保持旋转；
(8)启动电加热炉使钢体升温；
(9)当钢体升温至130℃后经进料口向塔体内投F40粉料；
(10)继续加温使钢体温度升至320℃；
(11)在320℃下保温50分钟；
(12)冷却定型；
(13)整形至成品。
经上述13道工序，F40粉末附着在钢体内壁上与壳体内壁成为一个整体，不仅具有良好的防腐蚀性能，其能承受一定的负压，完全适用于硒吸收工艺。
以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。
Claims (5)
1.一种复合型硒吸收塔，包括吸收塔本体，其特征在于，所述吸收塔本体包括塔体和塔盖，塔体由圆筒状的塔身和圆锥形下封头构成，圆锥形下封头的底部设有下料口，塔身上设有液位观察口；塔盖用于封闭塔体上部，塔盖上设有进气口、排气口、检修口、温度检测口及补水口，所述吸收塔本体由钢衬乙烯－四氟乙烯共聚物制成；钢衬乙烯－四氟乙烯共聚物的方法包括依次连接的以下步骤：
（1）首先分别将塔盖和塔体的碳钢基体焊接成型，焊接后应检查确保表面无气孔、变形、砂眼、缝隙焊接不良现象；然后在塔盖及塔体上开口，并焊接各个开口处的短接及管口法兰，形成检修口、进气口、排气口、温度检测口、补水口、下料口及液位观察口；然后将塔体与塔盖连接在一起组成吸收塔本体，用盲板封堵各个管口；
（2）对吸收塔本体内壁进行除锈打磨；
（3）喷砂，检测喷砂除锈的等级达到Sa2级以上；
（4）高温除油，在400～420℃空烧彻底除去钢材中的残余油质；
（5）在塔体内壁上点焊网格状钢丝网；
（6）打磨清理；把工件表面的毛刺、焊渣、尖角、锐角用角磨机仔细打磨，用压缩空气≮5kg压力吹净塔内杂质；
（7）将吸收塔本体置于电加热炉内，装夹具使塔体保持旋转；
（8）启动电加热炉使钢体升温；
（9）当钢体升温至100～150℃后经进料口向塔体内投乙烯－四氟乙烯共聚物粉料；
（10）继续加温使钢体温度升至300～330℃；
（11）在300～330℃下保温50分钟；
（12）冷却定型；
（13）整形至成品。
2.如权利要求1所述的硒吸收塔，其特征在于，所述塔身的外侧设有循环冷却水夹套，夹套内设有导流板，夹套的下端设有冷却水进口管，夹套的上端设有冷却水出口管，冷却水进、出口管上均配有阀门。
3.如权利要求1所述的硒吸收塔，其特征在于，所述进气口内设有氟塑料进气管，进气管倾斜向下延伸至液位观察口的下方。
4.如权利要求1所述的硒吸收塔，其特征在于，所述下料口设于塔体的底部中心。
5.如权利要求1所述的硒吸收塔，其特征在于，所述液位观察口设有观察视镜。
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