本發(fā)明屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽。

背景技術(shù)：

目前，金屬化合物包括碳酸鎳、碳酸鋅、（活性）氧化銅、碳酸銅的生產(chǎn)工藝流程長、耗能大，裝置設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且工藝中存在各種各樣的缺點。

例如：活性氧化銅具有純度高、粒徑小、比表面積大、在電鍍行業(yè)規(guī)定的酸中溶解速度快等特點，在電子、催化等領(lǐng)域有許多特異性能和極大的潛在應(yīng)用價值。通常生產(chǎn)高純活性氧化銅粉主要采用碳酸鹽煅燒法，由于碳酸鹽煅燒法工藝流程長，后續(xù)洗滌困難，產(chǎn)品純度不高、分散性不好、同時煅燒后晶粒粗化造成的產(chǎn)品活性不高、成本相對較高、有高鹽廢水產(chǎn)生。

而，關(guān)于活性氧化銅的生產(chǎn)工藝，在目前公開的一些發(fā)明專利中，主要有以下幾種常用的工藝：

(1) 申請?zhí)枮?1127175.2 的中國專利公開的以硫酸銅及銅料為原料，經(jīng)80-85℃的低溫氧化得硫酸銅結(jié)晶，然后配制溶液與氫氧化鈉反應(yīng)，在經(jīng)球磨、壓濾、洗滌、烘干、粉碎制的活性氧化銅的工藝。

(2) 申請?zhí)枮?00710076208.1 的中國專利公開的以堿性蝕刻廢液經(jīng)蒸氨生產(chǎn)氧化銅的工藝。

以上方法均存在工藝、裝置復(fù)雜和耗能高的缺點，并且會產(chǎn)生大量洗滌廢水，給后續(xù)處理帶來麻煩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種環(huán)保的氨法生產(chǎn)金屬化合物的工藝，并且具體提供了一種用于氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽。

本發(fā)明提供的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽，包括：

沉淀槽殼體，其包括自上而下相互連接的頂區(qū)、上連接區(qū)、消泡區(qū)、下連接區(qū)、速熱區(qū)和底區(qū)；所述頂區(qū)設(shè)有混合氣出口；所述上連接區(qū)設(shè)有空氣入口和加料口；所述底區(qū)設(shè)有放料口；

設(shè)有一開口的孔板，設(shè)于沉淀槽殼體內(nèi)對應(yīng)位于所述速熱區(qū)的底部以下，孔板的邊緣貼合固定在沉淀槽殼體的內(nèi)壁；

空氣攪拌管，其設(shè)于沉淀槽殼體內(nèi)部，一端連接所述空氣入口，另一端穿過所述孔板的開口伸入所述孔板下方的底區(qū)內(nèi)；

加熱盤管組，固定于孔板上；

其中，消泡區(qū)的內(nèi)徑大于速熱區(qū)的內(nèi)徑。

優(yōu)選地，所述沉淀槽殼體的速熱區(qū)設(shè)有熱介質(zhì)入口和熱介質(zhì)出口，所述熱介質(zhì)入口連接所述加熱盤管組的入口，所述熱介質(zhì)出口連接所述加熱盤管組的出口。

優(yōu)選地，所述加熱盤管組包括多個串聯(lián)的加熱盤管。

優(yōu)選地，所述消泡區(qū)的內(nèi)徑為速熱區(qū)的內(nèi)徑的1.1倍以上。

優(yōu)選地，所述消泡區(qū)的內(nèi)徑為速熱區(qū)的內(nèi)徑的1.1倍~5倍。

優(yōu)選地，上述的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽，還包括：第一保溫套管，其套設(shè)在所述沉淀槽殼體的設(shè)有加熱套管組的位置的外側(cè)，所述第一保溫套管的熱介質(zhì)入口連接設(shè)于所述速熱區(qū)的熱介質(zhì)出口。

優(yōu)選地，上述的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽，還包括：第二保溫套管，其套設(shè)在所述底區(qū)外側(cè)，所述第二保溫套管的熱介質(zhì)入口連接設(shè)于所述第一保溫套管的熱介質(zhì)出口。

優(yōu)選地，所述頂區(qū)還設(shè)有觀察孔。

優(yōu)選地，所述消泡區(qū)的內(nèi)徑大于頂區(qū)的內(nèi)徑。

具體地，所述頂區(qū)、消泡區(qū)、速熱區(qū)為圓筒形，所述上連接區(qū)和下連接區(qū)為圓臺筒形，所述底區(qū)為圓錐筒形；所述上連接區(qū)的小直徑頂面連接頂區(qū)的底面，所述上連接區(qū)的小直徑頂面與所述頂區(qū)的橫截面相同；所述上連接區(qū)的大直徑底面連接消泡區(qū)的頂面，所述上連接區(qū)的大直徑底面與所述消泡區(qū)的橫截面相同；所述下連接區(qū)的大直徑頂面連接所述消泡區(qū)底面，所述下連接區(qū)的大直徑頂面與所述消泡區(qū)的橫截面相同；所述下連接區(qū)的小直徑底面連接所述速熱區(qū)的頂面，所述下連接區(qū)的小直徑底面與所述速熱區(qū)的橫截面相同；所述底區(qū)的頂面連接所述速熱區(qū)的底面，所述底區(qū)的頂面與所述速熱區(qū)的橫截面相同。

本發(fā)明能夠達(dá)到如下技術(shù)效果：

本發(fā)明的分解沉淀槽的空氣攪拌功能使產(chǎn)生的金屬化合物不沉淀，同時鼓入的空氣在上升時帶走大量的氨氣，降低液內(nèi)氨氣揮發(fā)的阻力，降低氨氣被溶液二次吸收生成氨水的可能性。同時，第一保溫套管和第二保溫套管保證了熱量的充分利用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的氨法生產(chǎn)金屬化合物的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。

如圖2所示，本發(fā)明采用的氨法生產(chǎn)金屬化合物（包括氧化銅、碳酸銅、碳酸鋅和碳酸鎳等）的原理是：金屬（銅、鎳、鋅等）、碳銨溶液（碳酸氫銨水溶液和氨水的混合溶液）和氧氣反應(yīng)，形成金屬絡(luò)合物，對金屬絡(luò)合物進(jìn)行加熱，根據(jù)加熱溫度的不同，會生成氨氣和金屬氧化物（或金屬碳酸鹽）等。

以活性氧化銅的制備為例，包括如下步驟：

（1）浸取絡(luò)合反應(yīng)：取電解銅，加入碳銨溶液，并鼓入空氣，進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，直至反應(yīng)液中銅含量達(dá)標(biāo)，得到銅銨溶液。反應(yīng)方程式如下：

Cu+2NH₄HCO₃+2NH₃+O₂=Cu(NH₃)₄CO₃+2H₂O。

（2）對步驟（1）得到的銅氨溶液進(jìn)行加熱分解，得到碳酸銅或氧化銅（碳酸銅煅燒后得到活性氧化銅）。

（3）對尾氣進(jìn)行吸收。

本發(fā)明提供的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽用于上述工藝中對金屬絡(luò)合物（銅銨溶液）進(jìn)行加熱分解反應(yīng)的步驟。

如圖1所示，本發(fā)明的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽，包括：

沉淀槽殼體1，其包括自上而下相互連接的頂區(qū)10、上連接區(qū)11、消泡區(qū)12、下連接區(qū)13、速熱區(qū)14和底區(qū)15。頂區(qū)10、消泡區(qū)12、速熱區(qū)14為圓筒形，上連接區(qū)11和下連接區(qū)13為圓臺筒形，底區(qū)15為圓錐筒形。消泡區(qū)12的內(nèi)徑大于速熱區(qū)14的內(nèi)徑，優(yōu)選地，消泡區(qū)12的內(nèi)徑為速熱區(qū)14的內(nèi)徑的1.1倍以上，更優(yōu)選地消泡區(qū)12的內(nèi)徑為速熱區(qū)14的內(nèi)徑的1.1倍~5倍（如此設(shè)置能夠有效實現(xiàn)消泡和氣液分離）。消泡區(qū)12的內(nèi)徑大于頂區(qū)10的內(nèi)徑。上連接區(qū)11的小直徑頂面連接頂區(qū)10的底面，上連接區(qū)11的小直徑頂面與頂區(qū)10的橫截面相同；上連接區(qū)11的大直徑底面連接消泡區(qū)12的頂面，上連接區(qū)11的大直徑底面與消泡區(qū)12的橫截面相同；下連接區(qū)13的大直徑頂面連接消泡區(qū)12底面，下連接區(qū)13的大直徑頂面與消泡區(qū)12的橫截面相同；下連接區(qū)13的小直徑底面連接速熱區(qū)14的頂面，下連接區(qū)13的小直徑底面與速熱區(qū)14的橫截面相同；底區(qū)15的頂面連接速熱區(qū)14的底面，底區(qū)15的頂面與速熱區(qū)14的橫截面相同。

頂區(qū)10設(shè)有混合氣出口100和觀察孔101；上連接區(qū)11設(shè)有空氣入口110和加料口111；底區(qū)15設(shè)有放料口150。

設(shè)有一開口的孔板2，其設(shè)于沉淀槽殼體1內(nèi)對應(yīng)位于速熱區(qū)14的底部以下，孔板2的邊緣貼合固定在沉淀槽殼體1的內(nèi)壁；

空氣攪拌管3，其設(shè)于沉淀槽殼體1內(nèi)部，一端連接空氣入口110，另一端穿過孔板2的開口伸入孔板2下方的底區(qū)15內(nèi)；

加熱盤管組4，加熱盤管組4包括多個串連的加熱盤管40，其固定于孔板2上；速熱區(qū)14設(shè)有熱介質(zhì)入口140和熱介質(zhì)出口141，熱介質(zhì)入口140連接加熱盤管組4的入口（圖中未示出），熱介質(zhì)出口141連接加熱盤管組4的出口（圖中未示出）。

第一保溫套管5，其套設(shè)在沉淀槽殼體1的設(shè)有加熱套管組4的位置的外側(cè)，第一保溫套管5的熱介質(zhì)入口50連接設(shè)于速熱區(qū)14的熱介質(zhì)出口141（圖中未示出）。

第二保溫套管6，其套設(shè)在底區(qū)15外側(cè)，第二保溫套管6的熱介質(zhì)入口60連接設(shè)于第一保溫套管的熱介質(zhì)出口51。

以活性氧化銅生產(chǎn)為例，本發(fā)明的氨法生產(chǎn)金屬化合物的分解沉淀槽內(nèi)的分解沉淀流程為：經(jīng)過濾的銅氨絡(luò)合物溶液，由加料口111進(jìn)入分解沉淀槽，由空氣攪拌管3進(jìn)入的空氣經(jīng)底部的孔板2均勻分布進(jìn)行鼓泡攪拌，銅氨絡(luò)合物溶液在速熱區(qū)14被加熱盤管組4迅速加熱（加熱盤管組中的熱介質(zhì)可為蒸汽），當(dāng)溶液達(dá)到一定溫度時，分解生成碳酸銅（或氧化銅）和混合氨氣，碳酸銅（或氧化銅）在空氣攪拌下在溶液中懸浮。因快速分解氨氣產(chǎn)生的大量泡沫在消泡區(qū)12實現(xiàn)消泡和氣液分離，經(jīng)分離后的混合氨氣經(jīng)混合氣出口100排放至冷凝器被冷凝為混合氨水。

本發(fā)明的分解沉淀槽的空氣攪拌管3的攪拌功能使產(chǎn)生的金屬化合物（碳酸銅）不沉淀，同時鼓入的空氣在上升時帶走大量的氨氣，降低液內(nèi)氨氣揮發(fā)的阻力，降低氨氣被溶液二次吸收生成氨水的可能性。同時，第一保溫套管5和第二保溫套管6保證了熱量的充分利用。

以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。