[實用新型]一種新型多相混合式金屬溶解裝置

有效

• 申請號: 202222273948.7
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN218530938U
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 張峻旗
• 申請（專利權）人: 張峻旗
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01F25/51;C01G3/10
• 代理公司: 南京鑫智達知識產權代理事務所(普通合伙) 32440
• 代理人: 冷文燕

本實用新型公開了一種新型多相混合式金屬溶解裝置，包含中空的罐體，罐體頂部包含用于金屬添加的投料部，位于罐體內的承載部，將罐體分隔為上下兩個子區域，投料部能將金屬添加至上部子區域中，設置在所述罐體中心的回轉體單元，其與多相發生部連接，多相發生部位于所述回轉體單元的偏上部，回轉體單元的下部連接至所述的承載部，多相發生部包含液相入口、氣相入口以及多相組分出口，多相組分出口與所述回轉體單元內部連通，并經回轉體單元引導折流，使至少部分多相組分穿過所述承載部進入所述上部子區域內，與其中的金屬反應實現對于金屬的溶解，下部子區域為不包含金屬固相的儲液部；多相組分與金屬高效充分地反應。

技術領域

本實用新型涉及工業生產相關設備技術領域，特別涉及一種新型多相混合式金屬溶解裝置。

背景技術

在當今的生產生活中溶解過程和提供溶解反應的裝置廣泛應用于各行各業中，例如在冶金行業中，需要利用試劑將原料進行溶解；在電解銅箔的生產過程中重要的原料為CuSO₄，而這一原料更多來源于Cu棒、線、片、顆粒等更上游的原材料在H₂SO₄中的溶解反應而獲得；上述不同的場景中均涉及到了溶解反應場所。

最早地，溶解反應的場所為比較簡單的罐體等，將需要溶解的固體原料放置在罐體中，加入能夠溶解反應的試劑，浸泡使其溶解得到最終所需的溶解液，然而由于部分溶解過程實際上伴隨著化學反應，例如氧化反應，因此，這種浸泡類型的溶解反應的效率比較低，主要的反應發生在三相交界面上，在這一基礎上有研究嘗試了類似魚缸鼓氣的方式，從一定的位置處鼓入空氣形成吹氣，進而營造出更多的相界面，如此存在的問題是需要匹配液量和罐體容積來設計較大的壓縮機實現高效率補氣，另外為了保證反應更均勻地發生，需要配置相應的氣流均布結構，如此需要配置的壓縮機功率較高，而且氣流均布裝置設計過于復雜，因此這種簡單的浸泡式溶解裝置在需要空氣參與的氧化溶解反應中逐漸被拋棄；隨著技術的發展，噴淋式的溶解反應被提出，該溶解反應罐的結構一般設計為上部盤繞著液體的供應管，在管上設置若干噴淋口，而在噴淋口的下部堆疊待溶解的金屬，如此通過類似降雨噴淋的方式將試劑噴淋至金屬表面，在這種設計中所需要的空氣可以被從一定的方向鼓入完成反應之后被導出，這種設計雖然增加了氣相與固相的接觸面積，但是液相僅以液滴方式接觸固相，總的相界面實際上增加的并不多。

上述兩種裝置在特定場景如需要氣相參與的溶解反應中均存在明顯的缺點，浸泡式存在固體與試劑接觸面積大但是固體與氣體接觸面積小，而噴淋式中雖然增加了固相與氣相的相界面，實際上卻減小了固液的接觸面，因此為了保證溶解效率更高亟待開發一種能夠同時增加氣相與固相和液相與固相接觸面的設備，也是一些連續化生產提效的關鍵所在。

實用新型內容

本實用新型的實用新型目的在于：針對上述存在的問題，提供一種新型多相混合式金屬溶解裝置，以解決現有技術所存在的不足。

本實用新型提供一種新型多相混合式金屬溶解裝置，采用的技術方案如下：

一種新型多相混合式金屬溶解裝置，包含中空的罐體，所述罐體頂部包含用于金屬添加的投料部，位于罐體內的承載部，將所述罐體分隔為上下兩個子區域，所述投料部能將金屬添加至上部子區域中，設置在所述罐體中心的回轉體單元，其與多相發生部連接，所述多相發生部位于所述回轉體單元的偏上部，所述回轉體單元的下部連接至所述的承載部，所述多相發生部包含液相入口、氣相入口以及多相組分出口，所述多相組分出口與所述回轉體單元內部連通，并經所述回轉體單元引導折流，使至少部分多相組分穿過所述承載部進入所述上部子區域內，與其中的金屬反應實現對于金屬的溶解，下部子區域為不包含金屬固相的儲液部。

進一步，所述多相發生部的氣相入口和液相入口按照體積比為 1.2：1-4：1的比例配置氣相和液相形成所述多相組分。

進一步，所述多相發生部的液相入口由液相入口連接管與所述下部子區域的儲液部連通，且所述液相入口連接管中包含提供動力的循環泵。