專利名稱：一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法
技術領域：
本發明屬于碳酸銅生產應用領域，特別涉及一種利用外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法。
背景技術：
堿式碳酸銅是化工行業應用 極為廣泛的一種原料，在無機工業用于制造各種銅化合物，有機工業用作有機合成催化劑，電鍍工業電鍍銅錫合金作銅離子的添加劑，農業中用作黑穗病的防止劑，也可作種子的殺蟲劑，畜牧業中作飼料中銅的添加劑，同時也是一種重要的藥材，此外，還應用于煙火、顏料生產等方面，是極毒化學品三氧化二砷的替代品。目前常用的生產堿式碳酸銅的方法有用硫酸銅、氯化銅或硝酸銅在溶解狀態下與碳酸鈉或碳酸氫鈉合成生成堿式碳酸銅，其缺點是周期長、能耗大、生產產生的廢水量大，產品的細度和精度無法達到市場要求，質量得不到保證；也有采用氨法生產堿式碳酸銅的方法，早期采用氨法生產堿式碳酸銅的方法主要是在室溫下嚴格遵循Cu+(NH4)2C03+2NH3w — Cu(NH3)4CO3這一合成原理進行，由于氨的揮發性、溫度低等原因，導致反應時間長，難以得到堿式碳酸銅單體，后來雖然對這一方法進行了改進，如專利申請號為92109468. X《生產堿式碳酸銅或氧化銅的一種高效工藝》，工藝是采用加熱銅料與碳酸氫氨溶液的混合物，全過程采用加變壓反應，后在80°C 100°C的溫度下熱分解，再通過洗滌、烘干得到堿式碳酸銅，但該方法對反應的壓力調整要求高，同時熱分解裝置多采用反應釜，通過盤管收集堿式碳酸銅，一是壓力變化增加了生產難度，二是盤管內容易堆積、結垢，影響堿式碳酸銅收得率，同時還易使堿式碳酸銅中帶入雜質尤其是鐵雜質的增加，從而影響了堿式碳酸銅的質量。
發明內容
本發明的目的在于克服現有工藝的缺陷，提供一種運行穩定、產品純度高、直收率高，成本低、能耗低的通過外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法。本發明的技術方案是一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，包括以下步驟
(1)在制備容器內預先裝入水，向制備容器內通入液氨，使制備容器內氨水濃度達85 135g/L，然后通入高純二氧化碳制備碳化氨水，同時開啟冷卻水管閥門通水冷卻，將得到的碳化氨水打入貯存容器；
(2)將銅料裝入化銅池中，由貯存容器向化銅池注入步驟(I)所得的碳化氨水；
(3)封死化銅池蓋，鼓入空氣反應，反應按如下反應式進行
2Cu+2 (NH4) 2 C03+02=2Cu (NH3) 2C03 +2H20
當檢測到銅氨液中銅離子濃度達85 120g/L時，停止鼓空氣，向銅氨液中加入雙氧水充分反應后出銅氨料液；
(4)將步驟(3)所得的銅氨料液打入過濾器過濾，將濾液注入貯液容器；
(5)將步驟(4)所得的貯液容器中的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為0. 05 0. 3MPa,同時開啟外盤管內攪拌式反應釜攪拌器，使攪拌的速度為0.1 80r/min，打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，在攪拌的同時進行蒸氨，得到含有堿式碳銅的混合料液，蒸氨反應的反應式為
3Cu (NH3) 2C03 +H20=2CuC03 Cu (OH) 2+6NH3 t + CO2 t
當反應后的混合料液中銅離子濃度小于15g/L時，反應完成，出料；
(6)啟動離心機將(5)得到的含有堿式碳酸銅的混合料液放入離心機，甩盡原有的液體后用去離子水洗滌后出料；
(7)將(6)中離心機所出的料裝入烘箱，烘到物料含水<2%時出料；
(8)將(7)所得的烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，得到高純堿式碳酸銅。所述步驟(I)中水的裝入量為制備容器的1/2 3/4液位，向制備容器內通入液氨的壓力為0. 05 0. 2MPa ;所述裝入制備容器的水為去離子水；通入二氧化碳時壓力控制在
0.05 0. 2MPa，碳化度控制在80 140% ;所述冷卻水管中通入的冷卻水的溫度小于15°C。所述步驟(2)中銅料的銅含量> 99. 5% ;所述化銅池中的銅的物質的量大于注入化銅池中的碳化氨水所含的碳酸銨的物質的量。所述步驟(3)中鼓入空氣反應的時間為5 12小時，銅氨液中加入的雙氧水的質量與銅氨液的體積比為I 10 kg /立方米，加入雙氧水后的反應時間為2 6小時。
所述過濾器為精密袋式過濾器。所述步驟(5)中外盤管內攪拌式反應釜包括電機、減速機、驅動軸、釜體、釜蓋，電機與減速機連接，驅動軸上端與減速機的輸出軸連接，電機、減速機和啟動軸組成傳動系統并由驅動軸通過軸封穿接于釜蓋上；驅動軸上間隔設置有轉架，轉架末端安裝有刮板；釜蓋上設有物料進口和壓縮空氣進口 ；釜蓋安裝在釜體上，釜蓋與釜體之間設有圓形封頭，釜體外壁纏繞有不銹鋼盤管，不銹鋼盤管上端設有蒸氣入口，下端設有蒸氣冷凝水出口，釜體底部內壁設置支座，釜體底部設有出料口 ；驅動軸下端通過軸承固定于釜體底部的支座上；工作時，開啟設于反應釜銅質盤管上的蒸汽入口閥門，同時開啟電機，使驅動軸帶動轉架和刮板旋轉，然后將步驟(4)所得的含有銅氨化合物的濾液從物料進口打入釜體，并打開位于釜蓋上的壓縮空氣進口，通入壓縮空氣，含有銅氨化合物的濾液在釜體內邊加熱邊攪拌，發生蒸氨反應，生成含有堿式碳酸銅的混合料液，并從釜體底部的出料口出料，加熱過后的低溫蒸汽及冷凝水由銅質盤管下端的蒸氣冷凝水出口排出。所述步驟(6)中用離心機甩盡步驟(5)得到的含有堿式碳酸銅的混合料液中的原有液體后再用去離子水洗滌至少三次，直至洗滌液中的氯離子質量濃度小于或等于60ppm，甩出的原有液體和前三次洗滌液合并加入化銅池，三次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備容器制備成濃度為85 135g/L的濃氨水。所述烘箱溫度為6(Tl00°C。本發明與原有的工藝相比，其有益效果如下
(1)用外盤管內攪拌式反應釜代替原有的反應釜與盤管進行熱解反應、堿式碳酸銅的收集，提高了反應速度，縮短了生產周期，使固液分離更徹底，產品純度更高；反應釜中刮板與釜壁間隙小，較盤管法不容易產生在內壁結集、結垢，避免了人工清理難度和龐大的工作量，提高了產品的收得率，所得的產品雜質含量尤其是鐵含量更低，生產效率也大大提高，降低了產品的生產成本；
(2)利用雙氧水除鐵，使產品中鐵雜質含量降到10質量ppm以下，較傳統工藝鐵含量在50質量ppm以上，產品質量顯著提高，產品應用更加廣泛；
(3)利用外盤管內攪拌式反應釜使堿式碳酸銅的生產條件較傳統方法更加可控，產品質量更為穩定，生產能夠實現連續化，在穩定提高產品質量的同時也提高了生產效率，降低了生產成本；
(4)采用外盤管內攪拌式反應釜一次反應出成品，生產時間短，成品率高，避免了含銅氨化合物的蒸汽直接排放，提高了堿式碳酸銅的收得率，提高了堿式碳酸銅的品質，同時也降低了堿式碳酸銅的成本；
(5)采用外盤管內攪拌式反應釜使生產過程密閉，蒸氨出率高，蒸出氨氣返回制備氨水，生產流程中氨吸收利用效率可達到98%，現場操作環境大為改善，同時外盤管加熱面傳熱系數高，減少了氨的浪費，提高了銅的利用率，節省煤炭資源，在更加符合環保要求的同 時也降低了生產成本。
圖1是本發明的工藝流程圖2是本發明所采用的外盤管內攪拌式反應釜結構示意圖。圖2中，電機1，減速機2，物料進口 3，蒸汽進口 4，驅動軸5，轉架6，盤管7，刮板8，支座9，出料口 10，壓縮空氣進口 11，釜蓋12，圓形封頭13，釜體14，蒸汽冷凝水出口 15。
具體實施例方式圖2所示為本發明采用的外盤管內攪拌式反應釜，包括電機1、減速機2、驅動軸5、釜體14和釜蓋12，電機I與減速機2連接，驅動軸5上端與減速機2的輸出軸連接，電機1、減速機2和驅動軸5組成傳動系統并由驅動軸5通過軸封穿接連接于釜蓋12上；驅動軸5上間隔設置有轉架6，轉架6末端安裝有刮板8 ;釜蓋12上設有物料進口 3和壓縮空氣進口 11 ;釜蓋12安裝在釜體14上，釜蓋12與釜體13之間設有圓形封頭13，釜體14外壁纏繞有不銹鋼盤管7，不銹鋼盤管7上端設有蒸氣入口 4，下端設有蒸氣冷凝水出口 15，釜體14底部內壁設置支座9，釜體14底部設有出料口 10 ;驅動軸5下端通過軸承固定于釜體14底部的支座9上。工作時，開啟設于反應釜銅質盤管7上的蒸汽入口 4，同時開啟電機1，使驅動軸5帶動轉架6和刮板8旋轉，然后將含有銅氨化合物的濾液從物料進口 3打入釜體14，并打開位于釜蓋12上的壓縮空氣進口 11，通入壓縮空氣，含有銅氨化合物的濾液在釜體14內邊加熱邊攪拌，發生蒸氨反應,生成含有堿式碳酸銅的混合料液,并從釜體底部的出料口10出料，加熱過后的低溫蒸汽及冷凝水由銅質盤管下端的蒸氣冷凝水出口 15排出。下面參照附圖1對本發明實施例作進一步說明。實施例1 :
以標準陰極銅、液氨、純度彡99. 9%的二氧化碳為原料，生產工藝如下
在20m3的帶有冷卻盤管的濃氨水制備槽中泵入15米3去離子水，開啟液氨鋼瓶閥門，使通入制備槽的液氨壓力為0. 2MPa，通氨氣6小時，制備得到濃度為135g/L的濃氨水，關閉液氨鋼瓶閥門；開啟位于制備槽中但不與濃氨水相連通的冷卻水管的閥門通入溫度小于15°C的冷卻水，然后打開二氧化碳鋼瓶閥門，使通入的二氧化碳壓力控制在0. 2MPa，控制碳化度在80%，制得碳酸銨物質的量濃度為3. 18mol/L的碳化氨水裝入貯存容器；在直徑1. 5米、高度5米的化銅池中裝入62. 5X 103moI標準陰極銅板，從碳化氨水貯存容器中泵入3m3含有9. 54X 103 mol碳酸銨的碳化氨水入化銅池，封閉化銅池蓋，打開化銅池出氣閥門，打開壓縮空氣進口閥，鼓入空氣反應，鼓入的空氣壓力控制在1. 01 X IO5Pa 10 X IO5Pa,鼓空氣12小時后，取樣分析銅氨液中銅含量，此時銅液中銅離子濃度達120g/L時，關閉壓縮空氣進口閥,得到3 m3的銅氨液,然后向此銅氨液加入雙氧水15 kg，反應6小時；開啟化銅池出料泵，將銅氨料液泵入精密袋式過濾器，過濾掉化銅時產生的銅屑和含鐵化合物雜質，濾液打入15m3貯液槽中，向化銅池內補充標準陰極銅，確保銅的物質的量為62. 5X 103mol ；將貯液槽的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為0.1MPa,同時開啟外盤管內攪拌式反應釜刮板攪拌器，使攪拌的速度為lOr/min，打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，在攪拌的同時進行蒸氨，當反應后的混合料液中銅離子濃度小于15g/L時，反應完成，出料；
在直徑為I米的離心機墊入濾布后，啟動離心機將外盤管內攪拌式反應釜產生的混合料液緩慢放入離心機，每次放入量200 kg，待混合料液中的母液甩盡后，用去離子水進行五次洗滌后洗滌液氯離子質量濃度為40ppm，關閉離心機出料，母液和前三次洗滌液合并注入 化銅池，最后兩次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備槽制備成濃度為85 135g/L的濃氨水；將經離心機甩盡液體后得到的濕物料裝入不銹鋼盤，送入烘箱，烘箱溫度為在6(T10(TC，烘到物料含水< 2%時出料；烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，即得到高純堿式碳酸銅，經檢測，產出堿式碳酸銅重量為573. 7 kg，所得產品的堿式碳酸銅含量為55. 2%，直收率為87. 8%，鐵的質量濃度為8ppm，鉛未檢出。 實施例2
以標準陰極銅、液氨、純度彡99. 9%的二氧化碳為原料，生產工藝如下
在20m3的帶有冷卻盤管的濃氨水制備槽，泵入15米3去離子水，開啟液氨鋼瓶閥門，使通入制備槽的液氨壓力為0. 15MPa，通氨氣7小時，制備得到濃度為120g/L的濃氨水，關閉液氨鋼瓶閥門；開啟位于制備槽中但不與濃氨水相連通的冷卻水管的閥門通入溫度小于150C的冷卻水，然后打開二氧化碳鋼瓶閥門，控制通入二氧化碳的壓力在0. 15MPa，碳化度在100%，制得碳酸銨物質的量濃度為3. 53mol/L的碳化氨水裝入貯存容器；在直徑1. 5米、高度5米的化銅池中裝入62. 5X 103moI標準陰極銅板，從碳化氨水貯存容器中泵入3. 5m3含有12. 36X IO3 mol碳酸銨的碳化氨水入化銅池，封閉化銅池蓋，打開化銅池出氣閥門，打開壓縮空氣進口閥，鼓入空氣反應，鼓入的空氣壓力控制在1. 01 X IO5Pa 10 X IO5Pa,鼓空氣8小時后，此時檢測到銅液中銅離子濃度達95g/L時，關閉壓縮空氣進口閥，得到3. 5 m3的銅氨液，加入雙氧水25 kg，反應4小時；開啟化銅池出料泵，將銅氨料液泵入精密袋式過濾器,過濾掉化銅時產生的銅屑和含鐵化合物雜質,濾液打入15m3貯液槽中，向化銅池內補充標準陰極銅，確保銅的物質的量為62. 5X 103moI ；
將貯液槽的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為0. 2MPa，同時開啟外盤管內攪拌式反應釜刮板攪拌器，使攪拌的速度為40r/min，打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，在攪拌的同時進行蒸氨，當反應后的混合料液中銅離子濃度小于15g/L時，反應完成，出料；
在直徑為I米的離心機墊入濾布后，啟動離心機將外盤管內攪拌式反應釜產生的混合料液緩慢放入離心機，每次放入200 kg，待混合料液中的母液甩盡后，用去離子水進行五次洗滌后洗滌液氯離子質量濃度為50ppm，關閉離心機出料，母液和前三次洗滌液合并注入化銅池，最后兩次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備槽制備成濃度為85 135g/L的濃氨水；將經離心機甩盡液體后得到的濕物料裝入不銹鋼盤，送入烘箱，烘箱溫度控制在6(T10(TC，烘到物料含水< 2%時出料；烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，即得到高純堿式碳酸銅，經檢測，產出堿式碳酸銅重量為510 kg，所得產品的堿式碳酸銅銅含量為55. 1%，直收率為84. 3%，鐵的質量濃度為8ppm，鉛未檢出。實施例3 以標準陰極銅、液氨、純度彡99. 9%的二氧化碳為原料，生產工藝如下
在20m3的帶有冷卻盤管的濃氨水制備槽，泵入15米3去離子水，開啟液氨鋼瓶閥門，使通入制備槽的液氨壓力為0.1MPa，通氨氣7小時，制備得到濃度為85g/L的濃氨水，關閉液氨鋼瓶閥門；開啟位于制備槽中但不與濃氨水相連通的冷卻水管的閥門通入溫度小于15°C的冷卻水，然后打開二氧化碳鋼瓶閥門，使通入的二氧化碳壓力控制在0.1MPaj^化度控制在140%，制得碳酸銨物質的量濃度為3. 5mol/L的碳化氨水裝入貯存容器；在直徑1. 5米、高度5米的化銅池中裝入62. 5X 103moI標準陰極銅板，從碳化氨水貯存容器中泵入3. 5m3含有12.25X 103 mol碳酸銨的碳化氨水入化銅池，封閉化銅池蓋，打開化銅池出氣閥門，打開壓縮空氣進口閥，鼓入空氣反應，鼓入的空氣壓力控制在1. 01 X IO5Pa IOXlO5Pa,鼓空氣10小時后，此時檢測到銅液中銅離子濃度達85g/L時，關閉壓縮空氣進口閥，得到3. 5 m3的銅氨液，加入雙氧水28 kg，反應2小時；開啟化銅池出料泵，將銅氨料液泵入精密袋式過濾器，過濾掉化銅時產生的銅屑和含鐵化合物雜質,濾液打入15m3貯液槽中，向化銅池內補充標準陰極銅，確保銅的物質的量為62. 5X 103moI ；
將貯液槽的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為0. 3MPa，同時開啟外盤管內攪拌式反應釜刮板攪拌器，使攪拌的速度為80r/min，打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，在攪拌的同時進行蒸氨，當反應后的混合料液中銅離子濃度小于15g/L時，反應完成，出料；
在直徑為I米的離心機墊入濾布后，啟動離心機將外盤管內攪拌式反應釜產生的混合料液緩慢放入離心機，每次放入200 kg，待混合料液中的母液甩盡后，用去離子水進行五次洗滌后洗滌液氯離子質量濃度檢測為60ppm，關閉離心機出料，母液和前三次洗滌液合并去化銅池，最后兩次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備槽制備成濃度為85 135g/L的濃氨水；將經離心機甩盡液體后得到的濕物料裝入不銹鋼盤，送入烘箱，烘箱溫度控制在6(T10(TC，烘到物料含水< 2%時出料；烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，即得到高純堿式碳酸銅，經檢測，產出堿式碳酸銅重量為446.1 kg，所得產品的堿式碳酸銅銅含量為55. 6%，直收率為83. 15%，鐵的質量濃度為7ppm，鉛未檢出。實施例4
以標準陰極銅、液氨、純度彡99. 9%的二氧化碳為原料，生產工藝如下
在20m3的帶有冷卻盤管的濃氨水制備槽，泵入10米3去離子水，開啟液氨鋼瓶閥門，使通入制備槽的液氨壓力為0. 05MPa，通氨氣7小時，制備得到濃度為85g/L的濃氨水，關閉液氨鋼瓶閥門；開啟位于制備槽中但不與濃氨水相連通的冷卻水管的閥門通入溫度小于15°C的冷卻水，然后打開二氧化碳鋼瓶閥門，使通入的二氧化碳壓力控制在0. 05MPa，碳化度控制在80%，制得碳酸銨物質的量濃度為2mol/L的碳化氨水裝入貯存容器；在直徑1. 5米、高度5米的化銅池中裝入62. 5X 103moI標準陰極銅板，從碳化氨水貯存容器中泵入3.5m3含有7X103 mol碳酸銨的碳化氨水入化銅池，封閉化銅池蓋，打開化銅池出氣閥門，打開壓縮空氣進口閥，鼓入空氣反應，鼓入的空氣壓力控制在1. 01 X IO5Pa 10 X IO5Pa,鼓空氣5小時后，此時檢測到銅液中銅離子濃度達85g/L時，關閉壓縮空氣進口閥，得到3. 5m3的銅氨液，加入雙氧水3. 5 kg,反應2小時；開啟化銅池出料泵，將銅氨料液泵入精密袋式過濾器,過濾掉化銅時產生的銅屑和含鐵化合物雜質,濾液打入15m3貯液槽中，向化銅池內補充標準陰極銅，確保銅的物質的量為62. 5X 103moI ；
將貯液槽的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為0. 05MPa，同時開啟外盤管內攪拌式反應釜刮板攪拌器，使攪拌的速度為60r/min，打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，在攪拌的同時進行蒸氨，當反應后的混合料液中銅尚子濃度小于15g/L時，反應完成，出料；
在直徑為I米的離心機墊入濾布后，啟動離心機將外盤管內攪拌式反應釜產生的混合料液緩慢放入離心機，每次放入200 kg，待混合料液中的母液甩盡后，用去離子水進行五次洗滌后洗滌液氯離子質量濃度檢測為40ppm，關閉離心機出料，母液和前三次洗滌液合并去化銅池，最后兩次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備槽制備成濃度為85 135g/L的濃氨水；將經離心機甩盡液體后得到的濕物料裝入不銹鋼盤，送入烘箱，烘箱溫度控制在6(T10(TC，烘到物料含水< 2%時出料；烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，即得到高純堿式碳酸銅，經檢測，產出堿式碳酸銅重量為445. 6 kg，所得產品的堿式碳酸銅銅含量為55. 5%，直收率為83. 35%，鐵的質量濃度為8ppm，鉛未檢出。實施例5
以標準陰極銅、液氨、純度彡99. 9%的二氧化碳為原料，生產工藝如下
在20m3的帶有冷卻盤管的濃氨水制備槽，泵入14米3去離子水，開啟液氨鋼瓶閥門，使通入制備槽的液氨壓力為0.1MPa，通氨氣7小時，制備得到濃度為102g/L的濃氨水，關閉液氨鋼瓶閥門；開啟位于制備槽中但不與濃氨水相連通的冷卻水管的閥門通入溫度小于15°C的冷卻水，然后打開二氧化碳鋼瓶閥門，使通入的二氧化碳壓力控制在0. 2MPa，碳化度控制在120%，制得碳酸銨物質的量濃度為3. 6mol/L的碳化氨水裝入貯存容器；在直徑1. 5米、高度5米的化銅池中裝入62. 5 X 103mol標準陰極銅板，從碳化氨水貯存容器中泵入3. 2m3含有11. 52 X IO3 mol碳酸銨的碳化氨水入化銅池，封閉化銅池蓋，打開化銅池出氣閥門，打開壓縮空氣進口閥，鼓入空氣反應，鼓入的空氣壓力控制在1. 01 X IO5Pa 10 X IO5Pa,鼓空氣10小時后，此時檢測到銅液中銅離子濃度達95g/L時，關閉壓縮空氣進口閥，得到3. 2m3的銅氨液，加入雙氧水32 kg，反應3小時；開啟化銅池出料泵，將銅氨料液泵入精密袋式過濾器,過濾掉化銅時產生的銅屑和含鐵化合物雜質,濾液打入15m3貯液槽中，向化銅池內補充標準陰極銅，確保銅的物質的量為62. 5X 103moI ；
將貯液槽的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為0. 26MPa，同時開啟外盤管內攪拌式反應釜刮板攪拌器，使攪拌的速度為30r/min，打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，在攪拌的同時進行蒸氨，當反應后的混合料液中銅尚子濃度小于15g/L時，反應完成，出料；
在直徑為I米的離心機墊入濾布后，啟動離心機將外盤管內攪拌式反應釜產生的混合料液緩慢放入離心機，每次放入200 kg，待混合料液中的母液甩盡后，用去離子水進行五次洗滌后洗滌液氯離子質量濃度檢測為30ppm，關閉離心機出料，母液和前三次洗滌液合并注入化銅池，最后兩次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備槽制備成濃度為85 135g/L的濃氨水；將經離心機甩盡液體后得到的濕物料裝入不銹鋼盤，送入烘箱，烘箱溫度控制在6(Tl00°C，烘到物料含水< 2%時出料；烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，即得到高純堿式碳酸銅，經檢測，產出堿式碳酸銅重量為505 kg，所得產品的堿式碳酸銅銅含量為55. 3%，直收率為83. 8%，鐵的質量濃度為7ppm，鉛未檢出。以上實施例均是本發明的較佳實施例，對于本領域的技術人員來說，在上述實施例的基礎上作出簡單的替換均屬于本發 明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于包括以下步驟 (O在制備容器內預先裝入水，向制備容器內通入液氨，使制備容器內氨水濃度達85 135g/L，然后通入高純二氧化碳制備碳化氨水，同時開啟冷卻水管閥門通水冷卻，將得到的碳化氨水打入貯存容器； (2)將銅料裝入化銅池中，由貯存容器向化銅池注入步驟(I)所得的碳化氨水； (3)封死化銅池蓋，鼓入空氣反應，當檢測到銅氨液中銅離子濃度達85 120g/L時，停止鼓空氣，向銅氨液中加入雙氧水充分反應后出銅氨料液； (4)將步驟(3)所得的銅氨料液打入過濾器過濾，將濾液注入貯液容器； (5)將步驟(4)所得的貯液容器中的濾液打入外盤管內攪拌式反應釜中，開啟外盤管內攪拌式反應釜外加熱蒸汽閥門，蒸汽的壓力為O. 05 O. 3MPa,同時開啟外盤管內攪拌式反應釜刮板攪拌器，攪拌速度為O.1 80r/min，打開外盤管內攪拌式反應釜壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣從頂部進入，攪拌同時進行蒸氨，得到含有堿式碳銅的混合料液，當混合料液中銅離子濃度小于15g/L時，反應完成，出料； (6)啟動離心機將步驟(5)所出的含有堿式碳酸銅的混合料液放入離心機，甩盡原有的液體后再用去離子水洗滌后出料； (7)將(6)中離心機所出的料裝入烘箱，烘到物料含水<2%時出料； (8)將(7)所得的烘干后的物料粉碎、100目過篩、分析、稱重、包裝，得到高純堿式碳酸銅。
2.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述步驟(I)中水的裝入量為制備容器的1/2 3/4液位，向制備容器內通入液氨的壓力為O. 05 O. 2MPa ;所述裝入制備容器的水為去離子水；所述通入二氧化碳的壓力為O. 05 O. 2MPa，碳化度控制在80 140% ;所述冷卻水管中通入的冷卻水的溫度小于15。。。
3.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述步驟(2)中銅料的銅含量> 99. 5% ;所述化銅池中的銅的物質的量大于注入化銅池中的碳化氨水所含的碳酸銨的物質的量。
4.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述步驟(3)中鼓入空氣反應的時間為5 12小時，銅氨液中加入的雙氧水的質量與銅氨液的體積比為I 10 kg /立方米，加入雙氧水后的反應時間為2 6小時。
5.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述過濾器為精密袋式過濾器。
6.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述步驟(5)中外盤管內攪拌式反應釜包括電機、減速機、驅動軸、釜體、釜蓋，電機與減速機連接，驅動軸上端與減速機的輸出軸連接，電機、減速機和驅動軸組成傳動系統并由驅動軸通過軸封穿接于釜蓋上；驅動軸上間隔設置有轉架，轉架末端安裝有刮板；釜蓋上設有物料進口和壓縮空氣進口 ；釜蓋安裝在釜體上，釜蓋與釜體之間設有圓形封頭，釜體外壁纏繞有不銹鋼盤管，不銹鋼盤管上端設有蒸氣入口，下端設有蒸氣冷凝水出口，釜體底部內壁設置支座，釜體底部設有出料口 ；驅動軸下端通過軸承固定于釜體底部的支座上；工作時，開啟設于反應釜銅質盤管上的蒸汽入口閥門，同時開啟電機，使驅動軸帶動轉架和刮板旋轉，然后將步驟(4)所得的含有銅氨化合物的濾液從物料進口打入釜體，并打開位于釜蓋上的壓縮空氣進口，通入壓縮空氣，含有銅氨化合物的濾液在釜體內邊加熱邊攪拌，發生蒸氨反應，生成含有堿式碳酸銅的混合料液，并從釜體底部的出料口出料，加熱過后的低溫蒸汽及冷凝水由銅質盤管下端的蒸氣冷凝水出口排出。
7.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述步驟(6)中用離心機甩盡步驟(5)得到的含有堿式碳酸銅的混合料液中的原有液體后再用去離子水洗滌至少三次，直至洗滌液中的氯離子質量濃度小于或等于60ppm,甩出的原有液體和前三次洗滌液合并加入化銅池，三次洗滌后的洗滌液加入濃氨水制備容器制備成濃度為85 135g/L的濃氨水。
8.根據權利要求1所述的一種外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，其特征在于所述烘箱溫度為6(Γ100 。
全文摘要
本發明公開了一種采用外盤管內攪拌式反應釜制備高純堿式碳酸銅的方法，該方法以純銅、液氨、高純二氧化碳為原料，先制備濃氨水，然后向濃氨水中通入高純二氧化碳制備得到碳化氨水，碳化氨水在一定空氣壓力下與純銅反應得到銅氨絡合溶液，再通過外盤管內攪拌式反應釜制得高純堿式碳酸銅，本發明提高了反應速度，縮短了生產周期，產品純度更高，生產效率也大大提高，生產成本更低，質量顯著提高，產品應用更加廣泛，同時本方法采用外盤管內攪拌式反應釜，收得率高，熱量散發少，反應時間短，節省煤炭了資源，在更加符合環保要求的同時大大降低了生產成本。
文檔編號C01G3/00GK103011245SQ201210559069
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者徐金章, 劉后傳, 許明才 申請人:泰興冶煉廠有限公司