CN109440170A - 一种节能环保的电解铜箔溶铜***及溶铜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种节能环保的电解铜箔溶铜***及溶铜工艺，包括溶铜罐，所述溶铜罐连通有上液管路和溢流管路，所述溢流管路连通至溶铜罐的上部，且溢流管路上依次设有溢流储液槽、过滤器和换热器，所述上液管路经由所述换热器后连通至溶铜罐的顶部；所述溶铜罐的上部连通有抽风管路，所述溶铜罐的底部连通有鼓风机。本发明通过对溶铜***的能量改造，有效地提高了溶铜反应速度，降低了能耗，且整个溶铜工艺中所伴生的各类污染物显著降低。

Description

一种节能环保的电解铜箔溶铜***及溶铜工艺
技术领域
本发明属于电解铜箔生产技术领域，具体涉及一种节能环保的电解铜箔溶铜***及溶铜工艺。
背景技术
在电解铜箔生产过程中，铜的溶解是首道工序，传统的浸入式溶铜工艺，硫酸溶液与铜料可充分接触，但由于空气的利用率过低，致使溶铜速率缓慢，放热效率低下，补液与放液的巨大温差导致溶液温度逐步下降，需不断的加热溶液才能保持高效反应温度；喷淋式溶铜工艺采用环管式喷淋，铜与空气的接触面积大幅提高，反应速度得以有效提升，但喷淋死角使得溶液与铜料接触不佳，从而影响溶铜效率，且喷淋式溶铜罐中溶液较少，液温不易控制。而最新的液体火箭发动机喷雾技术，实现了硫酸、空气与铜料表面的充分接触，提高了溶铜过程的反应速度和放热量，可免去传统的蒸汽加热，且无需借助大功率鼓风机，就使空气自然引射进入罐体。但是在这项技术中，若要使硫酸铜溶液产生喷雾和引射，本身就需要高压、大流量溶液泵，鼓风机的能量消耗虽然避免了，但新增的溶液泵的能量消耗与鼓风机不相上下，节能效果并不明显。
发明内容
本发明现有技术中电解铜箔溶铜工艺存在溶铜效率低、能耗高的问题，提供一种节能环保的电解铜箔溶铜***及溶铜工艺，通过对溶铜***的能量改造，有效地提高了溶铜反应速度，降低了能耗，且整个溶铜工艺中所伴生的各类污染物显著降低。
本发明采用如下技术方案：
一种节能环保的电解铜箔溶铜***，包括溶铜罐，所述溶铜罐连通有上液管路和溢流管路，所述溢流管路连通至溶铜罐的上部，且溢流管路上依次设有溢流储液槽、过滤器和换热器，所述上液管路经由所述换热器后连通至溶铜罐的顶部；所述溶铜罐的上部连通有抽风管路，所述溶铜罐的底部连通有鼓风机。
优选地，位于过滤器与换热器之间的溢流管路上分支设有直排管路。
优选地，所述鼓风机为磁悬浮离心式鼓风机。
优选地，所述溢流储液槽设有液位计，溢流储液槽与过滤器之间设有变频泵，所述变频泵根据液位计显示的液位高低控制变频泵的输出流量。
优选地，所述过滤器包括多级过滤器。
利用所述的节能环保的电解铜箔溶铜***的溶铜工艺，具体为：按照现有电解铜箔溶铜工艺的常规配比加入硫酸、高纯水和铜料，启动鼓风机向溶铜罐中进行鼓风，鼓风流量为100-500m³/小时，铜料逐渐溶解形成硫酸铜溶液，溶铜罐中多余的空气及酸雾经抽风管路抽走，抽风流量为100-500m³/小时；溶铜罐中的硫酸铜溶液溢流至溢流储液槽内，溢流储液槽内的硫酸铜溶液在外力作用下（包括通过高位差得到的重力作用或者泵的驱动力作用）依次流经过滤器和换热器，流经换热器内的硫酸铜溶液的流量为1-10 m³/小时，补液经上液管路补充至溶铜罐中，流经换热器内的补液的流量与硫酸铜溶液的流量相同，且补液与硫酸铜溶液在换热器内换热后，补液温度升高进入溶铜罐，而硫酸铜溶液温度降低进入下一步工序。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的电解铜箔溶铜***，增设了溢流管路和换热器，使得由溶铜罐溢流而出的硫酸铜溶液（根据其温度和浓度性质，记为高温浓溶液，温度在80℃）与补充的低温稀溶液（根据其温度和浓度性质，记为低温稀溶液，温度在20℃）在换热器内换热，既节省了对溶铜罐进行额外加热的能耗，又避免了直接加入低温稀溶液对溶铜罐内液温的不良影响。经过换热，溶铜罐的热损失极小，不再需要利用蒸汽、热水或电加热等额外的加热装置，保持了液温的持续稳定。此外本发明所述的电解铜箔溶铜***采用磁悬浮离心式鼓风机代替传统的螺杆空压机，大大降低了鼓风压力。在同等风量下，磁悬浮离心式鼓风机节约用电费用60%以上，同时确保了***无油污，且彻底摆脱了螺杆空压机更换润滑油、更换油分离器、油过滤器以及除油滤芯等造成的成本。
本发明所述的溶铜工艺，溶铜***的热量来源包括鼓风机鼓入的热风、高温稀溶液和***反应产热，溶铜***的热量排放包括抽风、高温浓溶液和***散热。抽风能量略高于热风能量，由于高温稀溶液和高温浓溶液进行了换热器换热，高温稀溶液和高温浓溶液热量相差不大，溶铜罐罐体、罐盖、管道等***散热与外界环境温度有关。在夏季的实际生产运行中，环境温度高，导致溶铜罐罐体、罐盖、管道等***散热减少，难以平衡溶铜罐内的反应产热量，长时间运行，溶铜罐温度会有所升高，不利于正常反应，这时就需要打开直排管路，使得部分高温浓溶液不经过换热器与低温稀溶液换热，来减少进入溶铜***的热量，以避免溶铜罐内温度升高；而在其他季节的实际生产运行中，由于溶铜罐罐体、罐盖、管道等***散热明显增加，关闭直排管路时，溶铜罐内温度也可保持稳定。
值得一提的是，溶铜罐内溢出的高温浓溶液用于补充后续电解工序的铜液消耗，而在进入电解工序之前，还需先经过污液槽和净液槽进行冷却、净化处理，而在本发明的溶铜***和溶铜工艺中，高温浓溶液与低温稀溶液在换热器内进行热交换，一方面提高了进入溶铜罐内的低温稀溶液的温度，节省了对溶铜罐进行额外加热的能耗，另一方面降低了高温浓溶液的温度，使得在进入电解工序之前。高温浓溶液的温度就已经降低到合适范围，从而有效降低了污液槽和/或净液槽冷却***的负荷，甚至省略了污液槽和/或净液槽冷却***的使用。
经生产测试，采用本发明的溶铜工艺，仅需10-12KW的用电功率，使单个溶铜罐每小时溶铜200公斤以上，相较于原始浸入式溶铜工艺，用电功率降低15KW左右，而节约蒸汽0.15吨/小时左右，而相较于喷淋式溶铜和引射式溶铜工艺，用电功率降低约10KW-20KW。
附图说明
图1为本发明所述溶铜***的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
如图1所示，一种节能环保的电解铜箔溶铜***，包括溶铜罐1，所述溶铜罐1连通有上液管路10和溢流管路11，所述溢流管路11连通至溶铜罐1的上部，且溢流管路11上依次设有溢流储液槽2、变频泵3、一级过滤器4、二级过滤器5和换热器6，一级过滤器4的过滤孔径大于二级过滤器5的过滤孔径，所述溢流储液槽2设有液位计，溢流储液槽2与一级过滤器4之间设有变频泵3，所述液位计与变频泵3相连接以根据液位高低控制变频泵3的输出流量。所述上液管路10经由所述换热器6后连通至溶铜罐1的顶部；所述溶铜罐1的上部连通有抽风管路9，所述溶铜罐1的底部通过鼓风管路8连通有鼓风机7，本实施例中，所述鼓风机7为磁悬浮离心式鼓风机。本实施例中，位于二级过滤器5与换热器6之间的溢流管路11上分支设有直排管路12，直排管路12上设有截止阀，夏季运行时，可打开截止阀，通过直排管路12排出部分硫酸铜溶液，直排管路12和溢流管路11的作用均是将溶铜罐1内的硫酸铜溶液输送进入下一步工序。
利用所述的节能环保的电解铜箔溶铜***的溶铜工艺，具体为：按照现有电解铜箔溶铜工艺的常规配比加入硫酸、高纯水和铜料，启动鼓风机7向溶铜罐1中进行鼓风，鼓风流量为100-500m³/小时，铜料逐渐溶解形成硫酸铜溶液，溶铜罐1中多余的空气及酸雾经抽风管路9抽走，抽风流量为100-500m³/小时；溶铜罐1中的硫酸铜溶液溢流至溢流储液槽2内，溢流储液槽2内的硫酸铜溶液在外力作用下依次流经一级过滤器4、二级过滤器5和换热器6，流经换热器6内的硫酸铜溶液的流量为1-10 m³/小时，补液经上液管路10补充至溶铜罐1中，流经换热器6内的补液的流量与硫酸铜溶液的流量相同，且补液与硫酸铜溶液在换热器6内换热后，补液温度升高进入溶铜罐1，而硫酸铜溶液温度降低进入下一步工序。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种节能环保的电解铜箔溶铜***，包括溶铜罐，所述溶铜罐连通有上液管路和溢流管路，其特征在于：所述溢流管路连通至溶铜罐的上部，且溢流管路上依次设有溢流储液槽、过滤器和换热器，所述上液管路经由所述换热器后连通至溶铜罐的顶部；所述溶铜罐的上部连通有抽风管路，所述溶铜罐的底部连通有鼓风机。
2.根据权利要求1所述的节能环保的电解铜箔溶铜***，其特征在于：位于过滤器与换热器之间的溢流管路上分支设有直排管路。
3.根据权利要求1所述的节能环保的电解铜箔溶铜***，其特征在于：所述鼓风机为磁悬浮离心式鼓风机。
4.根据权利要求1所述的节能环保的电解铜箔溶铜***，其特征在于：所述溢流储液槽设有液位计，溢流储液槽与过滤器之间设有变频泵。
5.根据权利要求1所述的节能环保的电解铜箔溶铜***，其特征在于：所述过滤器包括多级过滤器。
6.利用权利要求1至5任一项所述的节能环保的电解铜箔溶铜***的溶铜工艺，其特征在于，具体为：按照现有电解铜箔溶铜工艺的常规配比加入硫酸、高纯水和铜料，启动鼓风机向溶铜罐中进行鼓风，鼓风流量为100-500m³/小时，铜料逐渐溶解形成硫酸铜溶液，溶铜罐中多余的空气及酸雾经抽风管路抽走，抽风流量为100-500m³/小时；溶铜罐中的硫酸铜溶液溢流至溢流储液槽内，溢流储液槽内的硫酸铜溶液在外力作用下依次流经过滤器和换热器，流经换热器内的硫酸铜溶液的流量为1-10 m³/小时，补液经上液管路补充至溶铜罐中，流经换热器内的补液的流量与硫酸铜溶液的流量相同，且补液与硫酸铜溶液在换热器内换热后，补液温度升高进入溶铜罐，而硫酸铜溶液温度降低进入下一步工序。
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