CN103122416B - 从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从黄铜中提取铜和锌的设备和使用方法。从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，包括熔炼炉、冷却装置、一氧化碳存储罐和固体分离装置；熔炼炉包括密闭炉体及其上的进料管和螺杆，螺杆内设置用于冲氮气的中空氮气通道；密闭炉体的顶部设置锌气出口，密闭炉体的底部设置铜液出口，密闭炉体侧壁上设有调压观察口，调压观察口的下方设置密闭排渣口；锌气出口通过冷却装置分别连接一氧化碳存储罐和固体分离装置。该从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备的优点是结构新颖，使用能耗低，改善了传统的提取方法存在的环境污染大的问题，可以的高效率的提取纯铜和纯锌。

Description

从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种从黄铜中提取铜和锌的设备和使用方法。
背景技术
黄铜是重要的金属材料，被广泛的使用。在生产和使用黄铜制品的过程中会产生大量的废黄铜原料，厂家处理废黄铜的价格仅为其原料购入价的十分之一，经济损失极大。为了控制成本，就从黄铜中提取铜和锌，单独出售或再利用。
目前大多从黄铜中提取铜和锌的方法主要是两种，一种如中国专利公开为“CN1113520”，名称为“从铜锌物料中回收铜和锌的湿法冶金方法”所述“采用氨浸出铜锌物料，然后采用萃取法将浸出液中铜锌分离，富铜液送电积生产电铜，萃余液经蒸氨得碱式碳酸锌，送煅烧得活性氧化锌。”该方法存在的不足是只能得到金属铜和氧化锌，而不能同时得到纯铜和纯锌，把氧化锌转化成纯锌需要经过复杂的处理过程，在成本上不是非常的合算。最常用的从黄铜中提取铜和锌的方法是通过熔炼炉熔炼提取，通过高温将黄铜熔化，在沸点低的锌成为锌蒸汽时沸点高的铜仍为液态，实现了铜和锌的分离提取；该方法存在的不足是熔炼炉在加料的过程中混入空气即熔炼时其内部的空气中含氧，黄铜表面被氧化因此黄铜原料中也含有微量的氧，尤其是部分的熔炼炉是敞开式的其含氧量更大，熔炼炉内的氧会与锌蒸汽和液态铜发生反应，最终得到的其实氧化铜和氧化锌，而纯铜与氧化铜、纯锌与氧化锌在价格上是有非常大的差距的，另外炉内的废渣很难彻底的熔解，因此排出的废渣中也含有一部分的铜和锌。综上所述，目前市场上还没有从黄铜中能够提取纯铜和纯锌的设备。
发明内容
为了解决上述无法从黄铜中提取纯铜和纯锌的问题，本发明的一个目的是公开一种结构新颖，使用能耗低的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备；本发明的另一个目的是公开上述从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备的使用方法。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，包括熔炼炉、冷却装置、一氧化碳存储罐和固体分离装置；熔炼炉包括密闭炉体及其上的进料管和螺杆，进料管及螺杆的主体部分处于密闭炉体内，密闭炉体外的进料管上设置进料口，螺杆处于进料管内，螺杆内设置用于冲氮气的中空氮气通道，中空氮气通道的进气口处于密闭炉体外，中空氮气通道的出气口处于螺杆底部的非受力面上；密闭炉体的顶部设置锌气出口，密闭炉体的底部设置铜液出口，密闭炉体侧壁上设有调压观察口，调压观察口的下方设置密闭排渣口，密闭炉体上还设有监测炉内气压的监测器；熔炼炉还包括通过调压观察口***密闭炉体内调压加料的中空棒；锌气出口通过冷却装置分别连接一氧化碳存储罐和固体分离装置。
作为优选，所述中空氮气通道的出气口是多个，调压观察口是多个。
作为优选，所述密闭排渣口是虹吸式排渣口，防止空气的进入。
作为优选，所述固体分离装置是将锌粉和碳化物按重量进行分离的水分离池，使用方便。
从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备的使用方法，依次采用下述步骤：
（1）将原料加入密闭的熔炼炉中进行熔炼，通过螺杆内的中空氮气通道对进料管的出口进行冲氮气操作，熔炼时熔炼炉内温度保持在950℃—1050℃之间；原料包括黄铜、焦粉和石英；
（2）用调压加料的中空棒往熔炼炉内充氮气同时加焦粉，始终保持熔炼炉内的气压处于正压状态；
（3）锌沸腾后成形成的锌蒸汽、焦粉燃烧形成的一氧化碳气体和其它的碳化物气体通过熔炼炉上的锌气出口排至冷却装置进行冷却处理，然后一氧化碳进入一氧化碳存储罐中，锌蒸汽和其它的碳化物气体冷却后分别为纯锌粉和固态的碳化物颗粒，将两者通过固体分离装置进行分离即得到纯锌粉；
（4）废渣从熔炼炉的密闭排渣口排出，铜液从铜液出口排出得到纯铜。
采用了上述方案的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，采用密闭炉体对黄铜进行熔炼，不仅隔绝了大量的空气降低了生产能耗，而且有效的控制了黄铜熔炼炉附近的环境不被污染。螺杆处于进料管内，螺杆内设置用于冲氮气的中空氮气通道，中空氮气通道的进气口处于密闭炉体外，中空氮气通道的出气口处于螺杆底部的非受力面上，中空氮气通道的作用通过冲氮气是对螺杆进行降温，防止螺杆过热膨胀变形，一旦螺杆过热膨胀变形就无法起到搅拌的作用，尤其是螺杆处于进料管内，中空氮气通道的出气口处于螺杆下部的非受力面上很好的保护了螺杆，原料一旦落入熔炼炉内的铜液中，大量的热气包括氨气就会往上升，此时螺杆下部喷出氮气可以很好的起到降温的作用防止热气向上使螺杆上部变形，同时防止进料管内发生燃烧的情况，这也是将螺杆设置在进料管内的原因，螺杆全部裸露在密闭炉体内就容易变形；中空氮气通道的出气口如果处于螺杆的受力面上螺杆就非常容易损坏，上述设计保证了螺杆的使用寿命。中空氮气通道冲氮气还隔绝了氧与铜、锌的化学反应，保证了得到的铜和锌的纯度，通过螺杆可以有效的掌控熔炼炉内的溶液高度和进料情况等，操作非常的方便。通过调压加料的中空棒调节熔炼炉内的气压，始终保持熔炼炉内的气压处于正压状态防止空气的进入。通过调压加料的中空棒冲氮气进行加压增加了熔炼炉的熔炼效率，通过加压加速了废渣的溶解，再次析出了其中的铜、锌和氧，冲氮气还隔绝了氧与铜、锌的化学反应，保证了得到的铜和锌的纯度，加焦粉再次吸氧气燃烧，即该工序进一步提高了铜和锌的提纯效率，也提高了铜和锌的提纯产量。冲氮气本身就是为了氧与铜、锌的化学反应，而熔炼炉内的正压可以防止空气进入。
综上所述，该从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备的优点是结构新颖，使用能耗低，改善了传统的提取设备和方法存在的环境污染大的问题，可以的高效率的提取纯铜和纯锌。
附图说明
图1：本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1所示的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，包括熔炼炉、冷却装置5、一氧化碳存储罐7和固体分离装置6。熔炼炉1包括密闭炉体及其上的进料管2和螺杆3，进料管2及螺杆3的主体部分处于密闭炉体内，密闭炉体外的进料管2上设置进料口21，螺杆3处于进料管2内，螺杆3内设置用于冲氮气的中空氮气通道31，中空氮气通道31的进气口处于密闭炉体外，中空氮气通道31的出气口32处于螺杆底部的非受力面上。密闭炉体的顶部设置锌气出口13，密闭炉体的底部设置铜液出口12，密闭炉体侧壁上设有调压观察口4，调压观察口4的下方设置密闭排渣口11，密闭炉体上还设有监测炉内气压的监测器。熔炼炉1还包括通过调压观察口4***密闭炉体内调压加料的中空棒41。锌气出口13通过冷却装置5分别连接一氧化碳存储罐7和固体分离装置6。
上述中空氮气通道31的出气口32是多个，调压观察口4是多个，密闭排渣口11是虹吸式排渣口，防止空气的进入。固体分离装置6是将锌粉和碳化物按重量进行分离的水分离池，使用方便。
从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备的使用方法，依次采用下述步骤：
（1）将原料加入密闭的熔炼炉1中进行熔炼，通过螺杆3内的中空氮气通道31对进料管2的出口进行冲氮气操作，熔炼时熔炼炉1内温度保持在950℃—1050℃之间；原料包括黄铜、焦粉和石英；
（2）用调压加料的中空棒41往熔炼炉1内充氮气同时加焦粉，始终保持熔炼炉1内的气压处于正压状态；
（3）锌沸腾后成形成的锌蒸汽、焦粉燃烧形成的一氧化碳气体和其它的碳化物气体通过熔炼炉1上的锌气出口13排至冷却装置5进行冷却处理，然后一氧化碳进入一氧化碳存储罐7中，锌蒸汽和其它的碳化物气体冷却后分别为纯锌粉和固态的碳化物颗粒，将两者通过固体分离装置6进行分离即得到纯锌粉；
（4）悬浮在铜液上的焦粉和石英等废渣从熔炼炉1的密闭排渣口11排出，铜液从铜液出口12排出得到纯铜。
上述调压加料的中空棒41仅在冲氮气和加焦粉时使用，不用时调压加料的中空棒41被取下，调压观察口4呈密闭的状态。

Claims (5)

1.从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，其特征在于包括熔炼炉、冷却装置、一氧化碳存储罐和固体分离装置；熔炼炉包括密闭炉体及其上的进料管和螺杆，进料管及螺杆的主体部分处于密闭炉体内，密闭炉体外的进料管上设置进料口，螺杆处于进料管内，螺杆内设置用于冲氮气的中空氮气通道，中空氮气通道的进气口处于密闭炉体外，中空氮气通道的出气口处于螺杆底部的非受力面上；密闭炉体的顶部设置锌气出口，密闭炉体的底部设置铜液出口，密闭炉体侧壁上设有调压观察口，调压观察口的下方设置密闭排渣口，密闭炉体上还设有监测炉内气压的监测器；熔炼炉还包括通过调压观察口***密闭炉体内调压加料的中空棒；锌气出口通过冷却装置分别连接一氧化碳存储罐和固体分离装置。
2.根据权利要求1所述的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，其特征在于所述中空氮气通道的出气口是多个，调压观察口是多个。
3.根据权利要求1所述的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，其特征在于所述密闭排渣口是虹吸式排渣口。
4.根据权利要求1所述的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备，其特征在于所述固体分离装置是将锌粉和碳化物按重量进行分离的水分离池。
5.如权利要求1所述的从黄铜中提取纯铜和纯锌的设备的使用方法，其特征在于依次采用下述步骤：
（1）将原料加入密闭的熔炼炉中进行熔炼，通过螺杆内的中空氮气通道对进料管的出口进行冲氮气操作，熔炼时熔炼炉内温度保持在950℃—1050℃之间；原料包括黄铜、焦粉和石英；
（2）用调压加料的中空棒往熔炼炉内充氮气同时加焦粉，始终保持熔炼炉内的气压处于正压状态；
（3）锌沸腾后成形成的锌蒸汽、焦粉燃烧形成的一氧化碳气体和其它的碳化物气体通过熔炼炉上的锌气出口排至冷却装置进行冷却处理，然后一氧化碳进入一氧化碳存储罐中，锌蒸汽和其它的碳化物气体冷却后分别为纯锌粉和固态的碳化物颗粒，将两者通过固体分离装置进行分离即得到纯锌粉；
（4）废渣从熔炼炉的密闭排渣口排出，铜液从铜液出口排出得到纯铜。
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