1.本实用新型涉及硫酸铜生产设备领域，尤其涉及一种用于制备硫酸铜的反应装置。
背景技术：
2.目前，高纯硫酸铜的生产工艺需要经过氧化反应、过滤杂质、冷却结晶、离心分离和干燥过筛等步骤，氧化反应的过程中需要在78
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98℃的环境下进行，而冷却结晶则是将高温的硫酸铜溶液冷却，从而使硫酸铜以晶体的形式析出，从而能够得到硫酸铜成品；在氧化反应的过程中，需要利用空气中的氧气与原料铜进行氧化反应，生成氧化铜再与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液，由于在大气压下，水中的溶氧量较低，因此反应速率较慢，难以满足生产要求，而采用向反应釜中通入纯氧或使用双氧水可以有效提高反应速率，但是成本较高，难以应用于大批量的生产。
技术实现要素：
3.本实用新型的目的在于提出一种用于制备硫酸铜的反应装置，以解决上述问题。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种用于制备硫酸铜的反应装置，包括反应釜、耐压水箱、混合水箱、泄压阀、水泵、空气压缩机和输气管；
6.所述反应釜的上部设有进液口，其下部设有排液口，所述排液口设有第一开关阀；
7.所述耐压水箱内设有若干层隔板，每一个所述隔板分别设有多个气孔，相邻两层所述隔板之间的所述气孔交错设置；所述耐压水箱的下部分别设有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口设有第二开关阀，所述第一进水口用于向所述耐压水箱内通入纯水，所述第一出水口设有第三开关阀，所述第一出水口与所述水泵的进水端管道连接；所述泄压阀设置于所述耐压水箱的顶部；
8.所述输气管包括出气部和连接部，所述出气部设有若干个出气口，所述出气部设置于所述耐压水箱的底部，且位于所述隔板的下方，所述出气部的一端与所述连接部的一端连接，所述出气部的另一端密封；所述连接部的一端与空气压缩机的出气端连接；
9.所述混合水箱设置于所述反应釜的上方，所述混合水箱的顶部设有进料口，所述进料口设有进液开关阀，所述混合水箱的上部设有第二进水口，所述混合水箱的底部设有第二出水口，所述水泵的出水端与所述第二进水口管道连接；所述第二出水口设有第四开关阀，所述第二出水口与所述进液口管道连接。
10.优选地，所述混合水箱的顶部设有进气单向阀。
11.优选地，所述隔板为弧形结构，且向上凸起。
12.优选地，每一个所述出气口处均设有气泡石。
13.优选地，所述反应釜的底部为凹陷状，所述排液口与所述反应釜的底部最低点连通。
14.优选地，还包括空气过滤器，所述空气过滤器设置于所述空气压缩机的进气端。
15.优选地，所述进料口设置于所述混合水箱的顶部边缘。
16.本实用新型的有益效果是：通过设置耐压水箱，从而能够增加纯水中的含氧量，并使得富氧纯水在反应的过程中释放氧气，从而增加反应釜内的氧气含量，且设备成本较低，可应用于硫酸铜的大批量生产。
附图说明
17.附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
18.图1是本实用新型其中一个实施例的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型其中一个实施例的耐压水箱的结构示意图；
20.附图中：1
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反应釜、11
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进液口、12
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排液口、13
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第一开关阀、2
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耐压水箱、21
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隔板、22
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气孔、23
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第一进水口、24
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第一出水口、25
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第二开关阀、26
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第三开关阀、3
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混合水箱、31
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进料口、32
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进液开关阀、33
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第二进水口、34
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第二出水口、35
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第四开关阀、36
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进气单向阀、4
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泄压阀、5
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水泵、6
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空气压缩机、7
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输气管、71
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出气部、72
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连接部、73
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出气口、8
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空气过滤器。
具体实施方式
21.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
22.本实施例的一种用于制备硫酸铜的反应装置，包括反应釜1、耐压水箱2、混合水箱3、泄压阀4、水泵5、空气压缩机6和输气管7；
23.所述反应釜1的上部设有进液口11，其下部设有排液口12，所述排液口12设有第一开关阀13；
24.所述耐压水箱2内设有若干层隔板21，每一个所述隔板21分别设有多个气孔22，相邻两层所述隔板21之间的所述气孔22交错设置；所述耐压水箱2的下部分别设有第一进水口23和第一出水口24，所述第一进水口23设有第二开关阀25，所述第一进水口23用于向所述耐压水箱2内通入纯水，所述第一出水口24设有第三开关阀26，所述第一出水口24与所述水泵5的进水端管道连接；所述泄压阀4设置于所述耐压水箱2的顶部；
25.所述输气管7包括出气部71和连接部72，所述出气部71设有若干个出气口73，所述出气部71设置于所述耐压水箱2的底部，且位于所述隔板21的下方，所述出气部71的一端与所述连接部72的一端连接，所述出气部71的另一端密封；所述连接部72的一端与空气压缩机6的出气端连接；
26.所述混合水箱3设置于所述反应釜1的上方，所述混合水箱3的顶部设有进料口31，所述进料口31设有进液开关阀32，所述混合水箱3的上部设有第二进水口33，所述混合水箱3的底部设有第二出水口34，所述水泵5的出水端与所述第二进水口33管道连接；所述第二出水口34设有第四开关阀35，所述第二出水口34与所述进液口11管道连接。
27.在生产时，先打开第二开关阀25，然后向耐压水箱2内加入纯水，然后关闭第二开关阀25，接着启动空气压缩机6，空气压缩机6将空气通过输气管7输入耐压水箱2内，空气从出气部71的出气孔22喷出，由于出气部71设置于耐压水箱2的底部，因此，从出气孔22喷出
的空气会形成气泡，并从耐压水箱2的底部逐渐向上浮动；多层隔板21可以起到阻挡气泡的作用，使气泡在水中停留更长的时间；由于隔板21上设有多个气孔22，因此，当气泡移动至气孔22时，气泡能够穿过气孔22并继续向上浮动，多个隔板21可以有效地减缓气泡的移动，使气泡停留在纯水中的时间更长，从而使气泡中的氧气可以充分地溶入水中；当气泡向上浮动并离开水面后，会停留在耐压水箱2的上部，并使得耐压水箱2内的气压不断变大，在高压状态下能够使纯水的的溶氧量更大；泄压阀4可以使耐压水箱2的内气压保持恒定，避免耐压水箱2内的气压过大而破裂；在向耐压水箱2内通入一段时间空气后，打开进液开关阀32，水泵5将耐压水箱2内的富氧纯水抽送至混合水箱3内，在将富氧纯水抽至混合水箱3的过程中，混合水箱3内的空气可通过进料口31排出，然后关闭第三开关阀26，并重新向耐压水箱2内注入纯水，以制备富氧纯水。此时混合水箱3中装有大量的富氧纯水，然后通过进料口31向混合水箱3内注入浓硫酸，利用富氧纯水对浓硫酸进行稀释，从而得到稀硫酸，在浓硫酸加注完毕后关闭进液开关阀32，可以理解地，混合水箱3内可设置搅拌装置，在对浓硫酸稀释的过程中进行搅拌，避免混合不均匀和温度过热的问题。然后打开第四开关阀35，使混合水箱3内的稀硫酸注入反应釜1内，以便于稀硫酸与铜原料发生反应，由于稀硫酸中的水富含氧气，因此在反应的过程中，随着温度的升高，富氧水中的氧气会释放到反应釜1中，且由于在相同的条件下，氧气的溶解度比氮气的溶解度更高，因此，富氧水中的氧气含量比氮气更高，在高温下，富氧水释放的气体中，氧气含量比氮气含量更高，因此反应釜1内的氧气氛围更好，从而能够有效地提高反应的效率且成本较低；当然，在反应的过程中，也可以向反应釜1内通入适量的压缩空气。
28.进一步地，所述混合水箱3的顶部设有进气单向阀36。
29.这样设置可以在将混合水箱3内的稀硫酸注入反应釜1的过程中，混合水箱3能够吸入外部的空气，避免混合水箱3由于内部气压过低而使得稀硫酸无法流入反应釜1的问题。
30.进一步地，所述隔板21为弧形结构，且向上凸起。
31.这样设置可以对耐压水箱2内的气泡起到导向作用，避免部分气泡由于隔板21的阻挡而无法上浮的问题。
32.进一步地，每一个所述出气口73处均设有气泡石。
33.这样设置可以使得从出气口73喷出的气泡更小，从而增加气泡与纯水的接触面积，以增加纯水的溶氧量。
34.进一步地，所述反应釜1的底部为凹陷状，所述排液口12与所述反应釜1的底部最低点连通。
35.这样设置能够在反应完毕后，将反应釜1内的溶液全部排出，避免溶液积聚在反应釜1内。
36.进一步地，还包括空气过滤器8，所述空气过滤器8设置于所述空气压缩机6的进气端。
37.这样设置能够对空气压缩机6吸入的空气进行过滤，同时也避免空气中的杂质进入纯水中而影响产品的品质。
38.进一步地，所述进料口31设置于所述混合水箱3的顶部边缘。
39.当向进料口31中加入浓硫酸时，浓硫酸可以沿着混合水箱3的内壁缓缓地流入混
合水箱3内，避免浓硫酸注入水中由于溅射而造成事故。
40.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。技术特征：
1.一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：包括反应釜、耐压水箱、混合水箱、泄压阀、水泵、空气压缩机和输气管；所述反应釜的上部设有进液口，其下部设有排液口，所述排液口设有第一开关阀；所述耐压水箱内设有若干层隔板，每一个所述隔板分别设有多个气孔，相邻两层所述隔板之间的所述气孔交错设置；所述耐压水箱的下部分别设有第一进水口和第一出水口，所述第一进水口设有第二开关阀，所述第一进水口用于向所述耐压水箱内通入纯水，所述第一出水口设有第三开关阀，所述第一出水口与所述水泵的进水端管道连接；所述泄压阀设置于所述耐压水箱的顶部；所述输气管包括出气部和连接部，所述出气部设有若干个出气口，所述出气部设置于所述耐压水箱的底部，且位于所述隔板的下方，所述出气部的一端与所述连接部的一端连接，所述出气部的另一端密封；所述连接部的一端与空气压缩机的出气端连接；所述混合水箱设置于所述反应釜的上方，所述混合水箱的顶部设有进料口，所述进料口设有进液开关阀，所述混合水箱的上部设有第二进水口，所述混合水箱的底部设有第二出水口，所述水泵的出水端与所述第二进水口管道连接；所述第二出水口设有第四开关阀，所述第二出水口与所述进液口管道连接。2.根据权利要求1所述的一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：所述混合水箱的顶部设有进气单向阀。3.根据权利要求1所述的一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：所述隔板为弧形结构，且向上凸起。4.根据权利要求1所述的一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：每一个所述出气口处均设有气泡石。5.根据权利要求1所述的一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：所述反应釜的底部为凹陷状，所述排液口与所述反应釜的底部最低点连通。6.根据权利要求1所述的一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：还包括空气过滤器，所述空气过滤器设置于所述空气压缩机的进气端。7.根据权利要求1所述的一种用于制备硫酸铜的反应装置，其特征在于：所述进料口设置于所述混合水箱的顶部边缘。
技术总结
本实用新型公开了一种用于制备硫酸铜的反应装置，耐压水箱内设有若干层隔板，隔板分别设有多个气孔，相邻两层隔板之间的气孔交错设置；第一出水口与水泵的进水端管道连接；输气管的出气部设有若干个出气口，出气部设置于耐压水箱的底部，且位于隔板的下方，出气部的一端与连接部的一端连接，出气部的另一端密封；连接部的一端与空气压缩机的出气端连接；混合水箱的顶部设有进料口，进料口设有进液开关阀，混合水箱的上部设有第二进水口，混合水箱的底部设有第二出水口，水泵的出水端与第二进水口管道连接；第二出水口设有第四开关阀，第二出水口与进液口管道连接。本实用新型能够提高硫酸铜生产过程中氧化反应的速度，且成本较低。较低。较低。
技术研发人员：林成森 李树泉
受保护的技术使用者：广东金袋鼠化学品有限公司
技术研发日：2021.01.08
技术公布日：2021/11/21
声明：
“用于制备硫酸铜的反应装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：广东金袋鼠化学品有限公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
