[发明专利]一种低温溶铜的方法及溶铜装置

说明书

技术领域

本发明属于电解技术领域，具体是涉及一种溶铜的方法及溶铜装置。

背景技术

硫酸铜是电解铜箔生产常用到的原料。目前，大多数采用的制备硫酸铜的技术原理：(1)单质铜与氧气反应生成氧化铜：2Cu+O₂＝＝2CuO，(2)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜：CuO+H₂SO₄＝＝CuSO₄+H₂O。这就是溶铜技术。溶铜最基本的几个要素为：温度、铜料与酸的接触面积、供氧及搅拌扩散等，因此溶铜设备是影响硫酸铜制备的关键因素。常用的溶铜设备有溶铜罐。溶铜罐是电解铜箔生产工艺中是关键的溶铜设备，直接关系到铜箔生产的产能、工艺连续稳定性、能源消耗及环境污染等。传统的溶铜罐一种是采用高温(70℃左右)溶铜来获得快速溶铜，但由于工艺所需温度大多在55℃左右，从70℃降到55℃，热能消耗极大，设备及管路的腐损也大，导致铜箔产品成本过高，企业市场竞争能力下降；另一种常用的为低温55℃左右溶铜，除容易造成风道堵塞外也产生大量的水份及酸气外排，不但影响溶铜能力，也造成环境污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供了一种低温、污染低、容易操作的溶铜方法及溶铜装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种低温溶铜的方法，其包括一溶铜装置，该溶铜装置包括循环气体管道、换热器、耐酸水泵、高压耐酸风泵、空气滤清器、液位传感器和溶铜罐，所述溶铜罐内由上到下依次设置有投料口、带有多个喷头的喷酸管、过滤板，所述喷酸管与所述耐酸水泵相连通，所述溶铜罐的上端和下端依次设置有排气口和进气口，其具体包括以下步骤：

1)制备反应原料：配制稀硫酸溶液和预备铜料；

2)将铜料由溶铜罐灌顶的投料口加入溶铜罐；

3)大气中的空气经过空气滤清器过滤后，由高压耐酸风泵鼓吹过滤后的空气经空气管道、进气管道由进气口进入溶铜罐内，空气由溶铜罐的下层向上层流动，充满溶铜罐内，上升的空气气流遇到下掉的铜料，与铜料充分接触，发生化学反应，制得氧化铜；

4)耐酸水泵将稀硫酸溶液送进喷酸管，喷酸管将稀硫酸溶液均匀洒向到溶铜罐中，与步骤3)所述的氧化铜充分接触，发生化学反应，制得硫酸铜溶液；

5)下沉的硫酸铜溶液流经过滤层过滤后，不断汇聚于溶铜罐底层的低位溶液槽中，液位上升，液位传感器发出信号，硫酸铜溶液由出液口排出，出产品。

6)硫酸铜溶液经过耐酸水泵反复循环，以调节低位溶液槽中溶液的铜离子的含量；调节供风流量与喷酸流量使铜离子含量达到动态平衡。连续稳定的供给生产。

本发明的溶铜温度控制在55℃-60℃；溶铜反应开始时先通过换热器加热溶铜罐，在制备过程中通过化学反应放热以维持工艺温度，不需要通过换热器加热。

上述溶铜罐的上方还设置有酸性气体出气口，所述上升到溶铜罐上层的空气与硫酸接触形成了酸性气体，所述的酸性气体通过所述的酸性气体出气口排入循环气体管道。

上述的循环气体管道与空气管道相通，所述的酸性气体由进气口排进溶铜罐内，多次循环与所述的铜料反应。

上述的高压耐酸风泵与进气管道之间设置一调节阀，以调节进气量与投入铜料的比例，所述的循环气体管道、空气管道和进气管道之间分别设置一酸性气体调节阀、空气调节阀，以调节酸性气体和空气的混合比例。

一种上述的低温溶铜所用的溶铜装置，其包括溶铜罐、循环气体管道、空气滤清器、空气管道、进气管道、高压耐酸风泵、液位传感器，所述的空气滤清器与所述的空气管道相连通；该空气管道与所述的循环气体管道相连通；该循环气体管道与所述的溶铜罐相连通；所述的高压耐酸风泵将该空气管道和所述的进气管道连通；该进气管道与所述的溶铜罐相连通；所述的溶铜罐内部从上到下依次设置有水密封环形槽、喷酸管、过滤层、低位溶液槽；所述的喷酸管与所述的耐酸水泵相连通；所述的液位传感器设置在溶铜罐底端；所述的低位槽中上方位设置一出液口；在所述溶铜罐的顶端、喷酸管的上方位置分别设置一排气口和一酸性气体出气口；在所溶铜罐的底端、进气口下方位设置一排污口。

上述溶铜罐内部的过滤层由多孔支撑滤板和多个滤板支撑构成，所述的滤板支撑下端与所述的溶铜罐罐底相接，上端与多孔支撑滤板相接。

上述溶铜罐内部、多孔支撑滤板下方还设置有米字型供风管，所述的米字型供风管与所述的进气管相通。米字型供风管及供风内密封腔以保证送风的均匀性。

本发明的有益效果为：