[发明专利]一种降能降耗的氧化铜生产方法

说明书

本发明公开了一种降能降耗的氧化铜生产方法。针对中国发明专利201611205790.2，本发明在原有工艺上增加一个批次，第二批次的过滤工艺完成时，第一批次刚好完成浓缩工艺，对第二批次完成过滤后的冷物流与第一批次完成浓缩操作步骤后的上清液热物流进行换热，在上清液中加入氨水溶液控制pH为10～11；控制热物流出口温度为80～90℃、冷物流出口温度为70～80℃；换热器采用立式管壳式换热器，热物流走管程，上进下出，冷物流走壳程，下进上出；本发明对这两个批次间的冷热物流进行匹配换热，回收热流股能量，减少加热蒸汽用量的同时提高设备利用率和产能，降低单产能耗，提高经济性。

发明领域

本发明涉及一种氧化铜生产方法，特别是涉及一种降能降耗的氧化铜生产方法。

背景技术

氧化铜主要用于制造人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂，也用于制氢、催化剂、绿色玻璃、电镀等。氧化铜生产过程是典型的间歇化工过程，由于间歇过程是动态的，在能量利用方面有其特殊性：(1)生产过程不连续，各物流对时间依赖性很强，过程参数复杂。(2)以生产产品为主要目的，节能降耗为次要目的。(3)用能随时间变化，有间歇性，即要考虑直接能量回收和间接能量回收，设置中间热存储器等。所以过去一直把精力用在间歇过程的设计方面，而对间歇过程的能量集成研究较少。

中国发明专利201611205790.2公开了一种电子级高纯氧化铜的清洁生产工艺，具体工艺包括如下步骤：(1)通过配液装置连续配置碳氨体系溶液，其中CO₂:NH₃:H₂O的物质的量比例为1:1.3-2:17-20；(2)将碳氨体系溶液投入到预先装有金属铜的反应器中，在微负压环境下不断吸入空气、氧气或臭氧，保持反应体系温度≤60℃，待碳氨体系溶液的铜浓度达到80-140g/L时，关闭负压；(3)将铜氨液过滤至脱氨反应釜，加入聚丙烯酸钠，搅拌均匀后在减压环境下加热至60-80℃下脱氨，聚丙烯酸钠以铜氨滤液的体积0.2-0.6g/L的量加入，脱氨过程收集氨水；(4)脱氨后送至浓缩釜加热至80-100℃下进一步脱氨浓缩，得到的碱式碳酸铜通过离心机进行固液分离，得到滤饼和含铜清液，含铜清液收集；(5)滤饼在350-600℃下煅烧1-5小时，得到电子级高纯氧化铜，收集二氧化碳和水蒸汽；步骤(3)收集到的氨水、步骤(4)收集到的含铜清液、步骤(5)收集到的二氧化碳和水蒸汽被送至步骤(1)的配液装置中直接作为原料配制碳氨体系溶液，其中的含铜清液作为水使用。中国发明专利201611205790.2的工艺流程如图1所示。但是该发明专利只考虑了氨、二氧化碳和水的回收，没有考虑能量的回收。间歇过程操作一般只考虑过程的设计以及过程内的直接换热或存在中间热储存器的换热，几乎很少考虑通过增加批次进行批次间的换热；且该发明中各主要单元操作工艺参数不存在批间换热的可能，并且对于存在无机盐的过程换热均是采用夹套式，利用清洁物料如冷凝水或蒸汽对其进行冷却和加热。因此，若要实现工艺物流间的换热必须解决换热器晶体沉积的问题。

发明内容

本发明的目的是针对中国发明专利201611205790.2存在的氧化铜生产过程能耗大，能量回收低问题，提供一种有利于技能降耗，较大幅度降低生产成本的降能降耗的氧化铜生产方法。

本发明提供了一种氧化铜生产过程及能量集成方法，本发明方法是在中国发明专利CN106745179A基础上的改进；本发明通过调整氧化铜生产过程溶铜、脱氨和浓缩单元操作时间和温度，增加一个批次的操作，获得可进行换热的物流匹配，并对换热物流出口温度进行优化，从而降低单产能耗和生产成本。并且通过控制pH和采用立式管壳式换热器解决了换热器晶体沉积导致的换热器换热效率下降的问题，从而减少设备维护成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种降能降耗的氧化铜生产方法，包括如下步骤：

1)第一个批次操作过程为：