CN114804186A - 一种氧化铜的生产方法和生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化铜的生产方法和生产装置。主要包括设置回转窑的温度，回转窑由入口端到出口端依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，所述第一段控温区域的温度范围为40‑100℃，第二段控温区域的温度范围为180‑250℃，第三段控温区域的温度范围为200‑70℃；使氢氧化铜粉末由回转窑的入口进入回转窑，并依次经过第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，最终由回转窑的出口将氧化铜卸出。本申请的上述方法由于采用回转窑分段控温方式来生产氧化铜，整个生产路线较短，能耗低，没有“三废”的产生，有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铜生产领域，特别是涉及氧化铜的生产方法和生产装置。
背景技术
氧化铜粉是一种棕黑色的金属氧化物粉末，用途比较广泛，制作方法也很多。目前国内氧化铜的生产工艺主要有两大类:干法生产工艺和湿法生产工艺。
干法生产工艺:以铜灰、铜渣为原料经高温焙烧,得到粗品氧化铜，然后用酸溶解，再置换得品位比较高的铜粉,在氧化炉中高温氧化,制得氧化铜粉末。
湿法生产工艺:是将铜盐溶液在一定温度下加入碱类化合物进行一系列反应，合成氧化铜，然后通过洗涤去掉其他杂质，再在一定的温度下烘干其中的水份，制得氧化铜粉末。
不论是干法生产工艺还是湿法生产工艺，在生产过程中都有大量的废水、废渣、废汽。“三废”的产生对环境造成污染。同时在生产过程中由于生产路线比较长，能源消耗也比较大。“三废”的处理和较大的能耗，加大了企业的经营成本，是企业的一个不小的负担。
发明内容
基于此，有必要针对传统氧化铜生产工艺的问题，提供一种氧化铜的生产方法。该方法生产流程短，能耗小，没有“三废”的产生，且有利于保护环境。
一种氧化铜的生产方法，包括：
设置回转窑的温度，回转窑由入口端到出口端依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，所述第一段控温区域的温度范围为40-100℃，第二段控温区域的温度范围为180-250℃，第三段控温区域的温度范围为200-70℃；
使氢氧化铜粉末由回转窑的入口端进入回转窑，并依次经过第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，最终由回转窑的出口将氧化铜卸出。
本申请的上述方法由于采用回转窑分段控温方式来生产氧化铜，整个生产路线较短，能耗低，没有“三废”的产生，有利于环境保护。
在其中一个实施例中，所述第一段控温区域的长度：第二段控温区域的长度：第三段控温区域的长度为1:1:1。
在其中一个实施例中，所述回转窑包括圆筒式罐体，所述罐体的外表面设置有加热件，所述罐体的内壁设置有从入口端一直连接到出口端的螺旋形导板。
在其中一个实施例中，所述罐体和螺旋形导板由耐腐蚀的材料制成。
在其中一个实施例中，所述罐体的一侧设置有进料容器，所述进料容器的下端设置有进料阀，所述氢氧化铜粉末通过进料管进入罐体内。
在其中一个实施例中，所述罐体的出口端的外侧的下方设置有接料容器。
在其中一个实施例中，根据罐体卸出的氧化铜的检测结果，对进料阀的开启程度、回转窑的转速、第一段控温区域的温度、第二段控温区域的温度和第三段控温区域温度进行调整。
在其中一个实施例中，所述回转窑的转速为0.5-1.0转/分钟。
一种氧化铜的生产装置，包括回转窑，所述回转窑包括圆筒式罐体，所述罐体的外表面设置有加热件，所述罐体的内壁设置有从入口端一直连接到出口端的螺旋形导板，回转窑由入口端到出口端依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，所述第一段控温区域的温度范围为40-100℃，第二段控温区域的温度范围为180-250℃，第三段控温区域的温度范围为200-70℃，所述回转窑的转速为0.5-1.0转/分钟；
所述罐体的一侧设置有进料容器，所述进料容器的下端设置有进料阀，所述氢氧化铜粉末通过进料管进入罐体内，所述罐体的出口端的外侧的下方设置有接料容器。
所述第一段控温区域的长度：第二段控温区域的长度：第三段控温区域的长度为1:1:1。
附图说明
图1为本申请的实施例的氧化铜的生产装置的示意图。
其中：
110、回转窑 111、入口端 112、出口端
120、进料容器 130、进料阀 140、进料管
150、螺旋形导板 160、接料容器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本申请的实施例提供了一种氧化铜的生产方法，该方法包括：
设置回转窑110的温度，回转窑110由入口端111到出口端112依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域。所述第一段控温区域的温度范围为40-100℃，例如可为40℃、50℃、60℃、80℃、100℃。第二段控温区域的温度范围为180-250℃，例如，可为180℃、190℃、200℃。第三段控温区域的温度范围为200-70℃，例如，可为70℃、80℃、100℃、200℃。使氢氧化铜粉末由回转窑110的入口端111进入回转窑110，并依次经过第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，最终由回转窑110的出口将氧化铜卸出。
其中，上述第一段控温区域是预热区，上述第二段控温区域是分解区，上述第三段控温区域是冷却区。
可以理解，本申请生产出的氧化铜经过放冷后，可进行计量包装，成为成品。
在其中一个实施例中，所述第一段控温区域的长度：第二段控温区域的长度：第三段控温区域的长度为1:1:1。例如，第一段控温区域的长度为1000mm，第二段控温区域的长度为1000mm，第三段控温区域的长度为1000mm。
具体的，回转窑110的整体直径可根据实际需求进行设定。例如可为400mm。
在其中一个实施例中，所述回转窑110包括圆筒式罐体，所述罐体的外表面设置有加热件，所述罐体的内壁设置有从入口端一直连接到出口端的螺旋形导板150。
具体的，加热件可为电热丝等类型的加热件。电热丝设置在罐体外壁，再用保温棉包裹电热丝，再用薄铁皮包裹保温棉。
具体的，上述螺旋形导板150的高度以及螺距可根据实际罐体尺寸进行设定。例如，螺旋形导板150高100mm，螺距为100mm。
在其中一个实施例中，所述罐体和螺旋形导板150由耐腐蚀的材料制成。例如可由不锈钢等材料制成。
在其中一个实施例中，所述罐体的一侧设置有进料容器120，所述进料容器120的下端设置有进料阀130，所述氢氧化铜粉末通过进料管140进入罐体内。上述进料容器120可以是一个装料桶。
具体的，粉末状的氢氧化铜原料可放置在进料容器120内，打开进料阀130，进料容器120内的氢氧化铜粉末可由进料管140进入罐体内。通过控制进料阀130，可控制进料速度。
在其中一个实施例中，所述罐体的出口端112的外侧的下方设置有接料容器160。上述接料容器160可以是一个贮料桶。
在其中一个实施例中，根据罐体卸出的氧化铜的检测结果，对进料阀130的开启程度、回转窑110的转速、第一段控温区域的温度、第二段控温区域的温度和第三段控温区域温度进行调整。
在其中一个实施例中，所述回转窑110的转速为0.5-1.0转/分钟。例如，可以为0.5转/分钟，1转/分钟。
如图1所示，本申请的实施例还提供了一种氧化铜的生产装置，该设备包括回转窑110，所述回转窑110包括圆筒式罐体，所述罐体的外表面设置有加热件，所述罐体的内壁设置有从入口端一直连接到出口端的螺旋形导板150，回转窑110由入口端111到出口端112依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，所述第一段控温区域的温度范围为40-100℃，第二段控温区域的温度范围为180-250℃，第三段控温区域的温度范围为200-70℃，所述回转窑110的转速为0.5-1.0转/分。
所述罐体的一侧设置有进料容器120，所述进料容器120的下端设置有进料阀130，所述氢氧化铜粉末通过进料管140进入罐体内，所述罐体的出口端112的外侧的下方设置有接料容器160。
所述第一段控温区域的长度：第二段控温区域的长度：第三段控温区域的长度为1:1:1。
本申请采用的电加热回转窑110里面的圆筒壁上由于有螺旋型导板，在生产过程中随着罐体不停的转动，里面的氢氧化铜物料在螺旋型导板推动下，在不同的温度区域，一边前进一边不停的翻动，这样物料受热均匀，得到充分的分解而生成氧化铜，由于整个分解过程处于动态，因而生成的氧化铜不易结块，流动性能好。
本申请采用的电加热回转窑110由于采用三段式加热，通过不同的温度区域来控制生产，使能量得到充分的利用，减少不必要的能源消耗，有效的节约能源，降低生产成本。
本申请和传统的“干法”和“湿法”生产相比，具有生产流程短，能连续作业，劳动生产率得到很大的提高，同时生产过程中没有“三废”的产生，工作环境有明显的改善。
以下通过几个具体的实施例来详细介绍本申请的上述氧化铜的生产方法。
实施例一
步骤一、打开三段式回转窑110转动装置开关，控制转速在0.7转/分钟，同时开启温控装置进行加温，升温到需要的工作温度:第一段控温区域温度:100℃，第二段控温区域温度:150℃，第三段控温区域温度:70℃；
步骤二、在装料桶放进1000kg的氢氧化铜粉末；
步骤三、打开装料桶下面的进料阀130，让氢氧化铜粉末缓慢的流进回转窑110；
步骤四、当经过一段时间，回转窑110里面的氢氧化铜粉末在温度的作用下分解成氧化铜，沿着螺旋形导板150进入到回转窑110外侧下方的贮料桶中；
步骤五、将步骤四中得到的氧化铜放冷后，经过计量包装为成品。
实施例二
步骤一、打开三段式回转窑110转动装置开关，控制转速在0.7转/分钟，同时开启温控装置进行加温，升温到需要的工作温度:第一段控温区域温度:100℃，第二段控温区域温度:200℃，第三段控温区域温度:70℃；
步骤二、在装料桶放进1000kg的氢氧化铜粉末；
步骤三、打装料桶下面的进料阀130，让氢氧化铜粉末缓慢的流进回转窑110；
步骤四、当经过一段时间，回转窑110出口的氧化铜进入到下面的贮料桶中；
步骤五、将步骤四中得到的氧化铜放冷后，经过计量包装为成品。
实施例三
步骤一、打开三段式回转窑110转动装置开关，控制转速在0.7转/分钟，同时开启温控装置进行加温，升温到需要的工作温度:第一段控温区域温度:100℃，第二段控温区域温度:250℃，第三段控温区域温度:70℃；
步骤二、在装料桶放进1000kg的氢氧化铜粉末；
步骤三、打装料桶下面的进料阀130，让氢氧化铜粉末缓慢的流进回转窑110；
步骤四、当经过一段时间，回转窑110出口的氧化铜进入到下面的贮料桶中；
步骤五、将步骤四中得到的氧化铜放冷后，经过计量包装为成品。
以下具体分析上述三个实施例生产出的氧化铜的性能。
对上述三个实施例进行取样:实施例一的样品为A；实施例二的样品为B；实施例三的样品为C。
对三个样品的氧化铜含量和氧化铜的活性这两项指标进行对比分析。
1、氧化铜的含量:
测试按照国家标准GB 26046-2010里面氧化铜含量的测试方法进行分析，分别如下:
A:97.2％ B:98.3％ C:98.8％。
国家标准GB 26046-2010里面氧化铜含量要求大于等于98.0％。实施例一A样品的氧化铜含量稍为低了一些，没有达标，是因为回转窑110的分解段的温度偏低导致分解不彻底造成的。通过以上实施例发现，第二段控温区域温度在200℃以上，氢氧化铜粉末的分解较为彻底。实施例二和实施例三的氧化铜含量都能达到国家标准，但实施例三中回转窑110的分解段的温度偏高了一些，导致能耗高一些。所以实施例二是比较优的选择。
2、氧化铜的活性比较:
在电镀行业，氧化铜的活性一般描述为:在温度为30℃、质量百分比浓度为10％的硫酸溶液，在把溶液搅拌均匀时转速一样的搅拌情况之下，均匀加入氧化铜后，氧化铜在硫酸溶液里面完全溶解的时间。溶解时间越短，说明活性越大，对生产越有利。一般在15秒之内完全溶解即可满足生产要求。
分别取实施例一、实施例二、实施例三这三个样品各10g，在200ml温度为30℃、质量百分比浓度为10％的硫酸溶液，在把溶液搅拌均匀时转速一样的搅拌情况之下，分别放入三个样品，计算它们完全溶解的时间。三个样品完全溶解的时间分别如下:
A:13秒 B:9秒 C:8秒。
通过对比分析，三个样品氧化铜的活性大小由小到大的顺序:A<B<C。从活性来看，三个样品都能满足在电镀行业的活性要求。但A样品氧化铜含量不达标。从溶解时间来看，B样品的溶解时间和C样品差不多，也就是活性没有很明显的区别。从这方面来看，实施例二是比较优的选择。
综上所述，利用本申请的方法生产的氧化铜，氧化铜含量能达到国家标准，性能上能满足客户要求，同时在生产过程避免了传统生产方法产生的“三废”，没有对环境造成污染。而且由于生产流程短，生产过程中温度的控制根据生产要求不同，分为三段，针对性强，有效的充分利用能源，降低了能源的消耗，符合国家节能减排政策的要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种氧化铜的生产方法，其特征在于，包括：
设置回转窑的温度，回转窑由入口端到出口端依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，所述第一段控温区域的温度范围为40-100℃，第二段控温区域的温度范围为180-250℃，第三段控温区域的温度范围为200-70℃；
使氢氧化铜粉末由回转窑的入口端进入回转窑，并依次经过第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，最终由回转窑的出口将氧化铜卸出。
2.根据权利要求1所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，所述第一段控温区域的长度：第二段控温区域的长度：第三段控温区域的长度为1:1:1。
3.根据权利要求1所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，所述回转窑包括圆筒式罐体，所述罐体的外表面设置有加热件，所述罐体的内壁设置有从入口端一直连接到出口端的螺旋形导板。
4.根据权利要求3所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，所述罐体和螺旋形导板由耐腐蚀的材料制成。
5.根据权利要求3所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，所述罐体的一侧设置有进料容器，所述进料容器的下端设置有进料阀，所述氢氧化铜粉末通过进料管进入罐体内。
6.根据权利要求3所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，所述罐体的出口端的外侧的下方设置有接料容器。
7.根据权利要求5所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，根据罐体卸出的氧化铜的检测结果，对进料阀的开启程度、回转窑的转速、第一段控温区域的温度、第二段控温区域的温度和第三段控温区域温度进行调整。
8.根据权利要求1所述的氧化铜的生产方法，其特征在于，所述回转窑的转速为0.5-1.0转/分钟。
9.一种氧化铜的生产装置，其特征在于，包括回转窑，所述回转窑包括圆筒式罐体，所述罐体的外表面设置有加热件，所述罐体的内壁设置有从入口端一直连接到出口端的螺旋形导板，回转窑由入口端到出口端依次设置有第一段控温区域、第二段控温区域和第三段控温区域，所述第一段控温区域的温度范围为40-100℃，第二段控温区域的温度范围为180-250℃，第三段控温区域的温度范围为200-70℃，所述回转窑的转速为0.5-1.0转/分钟；
所述罐体的一侧设置有进料容器，所述进料容器的下端设置有进料阀，所述氢氧化铜粉末通过进料管进入罐体内，所述罐体的出口端的外侧的下方设置有接料容器。
10.根据权利要求9所述的氧化铜的生产装置，其特征在于，所述第一段控温区域的长度：第二段控温区域的长度：第三段控温区域的长度为1:1:1。
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