一种快速溶铜的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速溶铜的方法，其将固体铜通过铜料加入口加入溶铜罐，物料堆积厚度以空气可以顺利通过为宜，物料加入完毕封闭加料口；开启循环泵经过溶解液进口向溶铜罐1中加入溶解液；开启加热设备，将溶解液加热50‑65℃，向溶铜罐1中加入压缩空气，通过SO2气体进口加入SO2气体，对各反应参数进行综合调整，快速溶铜生成CuSO4，当溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时，停止反应，经由溶铜罐的溶解液排出口排出，产出合格的硫酸铜溶液由溶解液出口排出，废气由排风口排出。本发明专利技术溶铜速率快，空气中氧的利用率达到80％，鼓入空气量大幅减少，溶解液蒸发量减少约30%，溶铜能力可达800kg/m3.d。

【技术实现步骤摘要】
一种快速溶铜的方法
本专利技术属于化工领域，涉及废铜的回收再利用，具体涉及一种快速溶铜的方法。
技术介绍
溶铜就是将固体铜变成Cu2+，溶解于水溶液，广泛应用于硫酸铜制备，铜箔生产，废铜回收制备铜盐。国内外溶铜均采用空气作氧化剂，生产过程中将空气充入溶解液，然后同金属铜反应。利用空气（主要是空气中的氧气）做氧化剂，氧化电位较低，只有400-500mV,溶铜速度慢，反应时间长，生产效率低。
技术实现思路
本专利技术针对现有溶铜时存在的上述问题，提供了一种快速溶铜的方法，缩短反应时间，降低了反应温度及生产成本，提高了溶铜效率。本专利技术采用的技术方案如下：一种快速溶铜的方法，包括以下步骤，a.向溶铜罐内依次加入固体铜、溶解液，其中，溶解液为硫酸和硫酸铜配制而成的混合液，混合液中硫酸浓度为30-180g/L，Cu2+初始浓度为0-55g/L；b.对溶解液加热至50-65℃后停止加热，从溶铜罐的底部向溶解液中通入0.03-0.3Mpa的压缩空气，流量为5-550m3/h，且在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入0.035-0.35Mpa，流量0.15-55m3/h的SO2气体，压缩空气与SO2气体两者的体积比为100：3-10，提高溶解液的氧化电位，快速氧化溶铜生成CuSO4。本专利技术所述的固体铜是铜块、铜米、铜线、铜粉中的任意一种。作为优选，混合液中硫酸浓度为80-90g/L，Cu2+初始浓度为15-25g/L。作为优选，在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入的SO2气体的压力高于压缩空气的压力。作为优选，溶解液的加入量按每吨固体铜，加入2.9-4.5m3计。本专利技术的溶解液体积根据生产需要确定，体积不够时通过单独设置溶解液罐，与溶铜罐串联使用；溶解液中铜含量高时，多个溶铜罐串联使用。本专利技术通入压缩空气和SO2气体后溶解液的氧化电位由400-500mV提高到1000-1200mV。本专利技术当溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时，停止反应，经由溶铜罐的溶解液排出口排出。优选，溶铜罐的体积为3-120m3，高度为3-6m。溶铜罐内设有多层用于放置固体铜的放料层。本专利技术与现有溶铜方法相比较，具有以下优越性：1.本专利技术空气加入溶铜罐前加入占压缩空气体积3-10%的SO2，溶解液氧化电位由400-500mV，提高到1000-1200mV（即：SO2溶解于水电离出SO32-；SO32-与空气中的O2结合生成SO52-，SO52-具有高能团，溶解液的氧化电位最高可达1200mV。），氧化效率提高2倍以上，快速溶铜生成CuSO4，空气中氧的利用率达到80％，鼓入空气量大幅减少，溶解液蒸发量减少约30%，溶铜能力可达800kg/m3.d。2.SO2与空气一起加入溶解液后最后生成硫酸，参与溶铜反应，与Cu反应生成CuSO4，溶解液中无多余的物质生成，无副反应，可以减少硫酸消耗。2.本专利技术解决空气、氧气做氧化剂，氧化电位低，溶铜速度慢，反应时间长，生产效率低的弊端。3.本专利技术由于溶解液氧化电位高，铜溶解速度快，单位时间内释放热量多，溶铜过程中溶解液无需加热。4.溶铜时，温度过低生产效率低下，温度超过80℃溶解液中氧气及其他气体溶解量会急剧下降，生产速度大幅变慢；由于固体铜溶解为放热反应，本专利技术仅需生产初期对溶解液加热至50-65℃后停止加热，溶解液氧化电位高，固体铜溶解可以再低温50-60℃条件下快速反应；本专利技术由于溶解液氧化电位高，即使硫酸浓度为20g/L时，铜的溶解速度依然很快。5.本专利技术溶铜罐体积根据生产需要确定，一般在3-120m3之间，高度在3-6m之间；通过在溶铜罐内设置多个固体铜料层，增加固体铜装料量，将固体铜的堆积在每一层上，厚度以混合气体顺利通过为准，增大了与空气、及溶解液的接触面积，加快了反应速率，缩短了生产周期。6.固体铜可以是铜块、铜米、铜线、铜粉等，通过对其进行剪切增大比表面积，比表面积越大，反应面积越大，溶解速度越快，生产效率越高。7.本专利技术将SO2气体在空气进入溶解罐之前加入，便于空气与SO2充分混合，且压缩空气与SO2气体的体积比为设置为100：3-10固体铜的溶解速度快，因SO2气体浓度过低溶液氧化性较弱，SO2气体浓度过高溶液呈还原性，溶解速度急剧降低。附图说明图1.本专利技术的结构示意图。图中：1.溶铜罐；2.空气进口；3.SO2气体进口；4.溶解液出口；5.溶解液进口；6.铜料加入口；7.排风口。具体实施方式一种快速溶铜的方法，其步骤如下：将固体铜（铜块、铜丝、铜皮、铜粉）通过铜料加入口6加入溶铜罐1，物料堆积厚度以空气可以顺利通过为宜，物料加入完毕封闭加料口；开启循环泵经过溶解液进口5向溶铜罐1中加入溶解液；开启加热设备，将溶解液加热；经过空气（氧气）进口2向溶铜罐1中加入压缩空气（氧气），通过SO2气体进口3加入SO2气体，对各反应参数进行综合调整，快速溶铜生成CuSO4，当溶液中Cu2+浓度超过或等于100g/L时，停止反应，经由溶铜罐的溶解液排出口排出，产出合格的硫酸铜溶液由溶解液出口4排出，废气由排风口7排出。上述铜罐体积根据生产需要确定，一般在3-120m3之间，高度在3-6m之间，固体铜可以是铜块、铜米、铜线、铜粉等，固体铜的堆积厚度以混合气体可以顺利通过为准，溶铜罐可以设计多个固体铜的放料层；溶解液由硫酸和硫酸铜配制而成的混合液，其中，混合液中硫酸浓度一般在30-180g/L之间，以80-90g/L为最佳，生产过程中随时补加保持酸度稳定，Cu2+初始浓度一般在0-55g/L之间，以15-25g/L为佳，溶解液体积根据生产需要确定，如果体积不够可单独设置溶解液罐，与溶铜罐串联使用；如果溶铜液铜含量要求较高，多个溶铜罐可以串联使用，串联级数根据生产要求确定。从溶铜罐的底部向溶解液中通入压缩空气，空气压力在0.03-0.3Mpa之间，流量在5-550m3/h之间，在压缩空气进入溶解罐之前压缩空气中通入SO2气体，SO2气体压力在0.035-0.35之间，流量0.15-55m3/h之间，压缩空气与SO2气体的体积比为100：3-10，通入SO2。实施例1一种快速溶铜的方法，其步骤如下：（1）将阴极铜或废铜剪切成100×100mm块状，加入溶铜罐（溶铜罐φ2500×4000mm），加入铜量约5吨，料层堆积厚度约1.0m，然后封闭加料口；（2）开启循环泵，向溶铜罐中加入溶解液，溶解液成分为硫酸、水、硫酸铜溶液，其中硫酸浓度为85g/L左右，Cu2+浓度为10g/L左右，溶解液体积为15m3；（3）开启加热设备,将溶解液加热到50-60℃；（4）向溶铜罐通入压缩空气，压缩空气流量100m3/h，压力：0.25Mpa；（5）向压缩空气中通入SO2，流量4.5m3/h，压力：0.25Mpa；（6）溶解大约5h，溶铜罐溶解液Cu2+浓度达到100g/L，满足下道工序生产要求；（7）将合格的溶铜液送往下游工序应用。实施例2一种快速溶铜的方法，其步骤如下：（1）将铜线加入溶铜罐，铜线直径φ1mm，长度600mm，溶铜罐φ2500×4000mm，加入量约5吨，料层堆积厚度约1.5m，然后封闭加料口；（2）开启循环泵，向溶铜罐中加入溶解液，溶解液成分为硫酸、水、硫酸铜溶液，其中硫酸浓度为85g/L左右，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速溶铜的方法，其特征在于：包括以下步骤，a. 向溶铜罐内依次加入固体铜、溶解液，其中，溶解液为硫酸和硫酸铜配制而成的混合液，混合液中硫酸浓度为30‑180g/L， Cu

【技术特征摘要】
1.一种快速溶铜的方法，其特征在于：包括以下步骤，a.向溶铜罐内依次加入固体铜、溶解液，其中，溶解液为硫酸和硫酸铜配制而成的混合液，混合液中硫酸浓度为30-180g/L，Cu2+初始浓度为0-55g/L；b.对溶解液加热至50-65℃后停止加热，从溶铜罐的底部向溶解液中通入0.03-0.3Mpa的压缩空气，流量为5-550m3/h，且在压缩空气进入溶解罐之前向压缩空气中通入0.035-0.35Mpa，流量0.15-55m3/h的SO2气体，压缩空气与SO2气体两者的体积比为100：3-10，提高溶解液的氧化电位，快速氧化溶铜生成CuSO4。2.根据权利要求1所述的一种快速溶铜的方法，其特征在于：固体铜是铜块、铜米、铜线、铜粉中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的一种快速溶铜的方法，其特征在于：混合液中硫酸浓度为80-90g/L，Cu2+初始浓度为15-25g/L。4.根据权利要求3所述的一种快速溶铜的方法，其特征在于：在压缩空气进入溶解罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇占伟，曹笃盟，马骞，徐海虹，吴婧，李彬，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，兰州金川科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62