CN110788061A - 一种超纯铜片的表面清洗装置及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种超纯铜片的表面清洗装置,含有物料隔离套、物料托盘、离心转盘、隔离洗液槽、热风机,物料隔离套、物料托盘、离心转盘组合在一起,物料隔离套含有很多放置空间,隔离洗液槽有多个分区,盛放不同的清洗液,热风机将洗后的铜片干燥。有益效果:本发明清洗效率高,装卸料方便,且清洗后的铜板无残留酸水及黑影现象,解决运输过程中出现氧化的现象。
Description
技术领域
本发明属于高纯金属清洗领域,涉及超纯铜片的表面清洗装置。
背景技术
超纯铜金属,应用要求纯度6N以上,在清洗过程中容易氧化,表面清洗十分苛刻,环境湿度不能大,尤其针对电解铜板剪切成的小尺寸的铜片,更难处理。有以下方法:利用还原气体进行火法还原,一是安全保障要求严格且投资大,二是铜片上油污不好清理;利用酸洗方法时,主要为手工清洗方式,需要进行多种全方位安全保护后进行酸洗。授权公开号为CN207013355U的专利,其只是对电解铜板的初步水洗,干燥,未进行酸洗后快速的水洗过程,如果有油污粘附在板上,则无法用热水洗掉,且后期不做防护,很快就会反复氧化。由于纯度高,烘干过程速度要快,不得有任何残留水分或者酸的痕迹。当两块铜板叠加在一起,清洗时,酸就无法渗透至叠加部位,就形成黑影。当承接铜片的装置与铜片有一定的接触面时,则烘干过程会在接触面出现残留液痕迹,铜片变得不光亮,目前还没有自动化程度高的设备可以实现,以人工单片烘干为主,残留水、酸痕迹难控制,清洗100kg需要2.5h,效率低下,且在运输过程中容易发生氧化变色,现需要一个高效的清洗超纯铜片的装置及方法,来解决残液、氧化变色的问题,提高生产效率。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明提出一种超纯铜片的表面清洗装置。
本发明的技术方案:一种超纯铜片的表面清洗装置,含有物料隔离套、物料托盘、离心转盘、隔离洗液槽、热风机,所述物料隔离套包括中间固定柱、横杆、环形杆、外周固定壁,中间固定柱上部设有提手,中间固定柱内部有上下贯通的插孔;横杆一端固定在中间固定柱、另一端固定在外周固定壁,横杆有两层以上,且每层呈辐射状排列;环形杆有两个以上,固定在横杆上,从内圈到外圈直径增大;物料托盘中间有凸帽,凸帽的外部尺寸形状与中间固定柱内部插孔的尺寸形状相配合,凸帽***中间固定柱内部插孔,凸帽下部***是承托板,凸帽内部有从下到上的插孔,凸帽上部有挂耳;离心转盘中间上部是插头、中间下部是固定键,插头尺寸形状与凸帽内部插孔的尺寸形状相配合,插头***凸帽内部插孔,固定键用来与离心机转轴固定;隔离洗液槽有多个分隔区,分隔区装清洗液,物料隔离套和物料托盘被吊挂着放入隔离洗液槽分隔区,隔离洗液槽底部放在转盘上;热风机为可移动式,对洗后的铜片干燥。
优选的:横杆设有穿孔,环形杆从穿孔穿入而固定在横杆上。
进一步的是:还设有真空箱,所述真空箱为较长期保存时防氧化箱,真空度≤5.0Pa。
优选的是:所述凸帽、插头外周为圆锥形,上小下大。
物料隔离套、物料托盘组合成超纯铜片的装料装置,直径为500-1500mm,环形杆由直径为5-10mm的圆管卷成,材质为钛、PE包不锈钢、玻璃钢包不锈钢中的一种。
所述热风机含有风机与加热丝,加热丝、风机各自有独立开关,风机单独运行或风机与加热丝同时运行。热风温度为70-120度,风速为1-10m/s,出风口为≤500x1500mm的长方形。
一种依据上述装置清洗超纯铜片的方法,把物料隔离套套入物料托盘形成装料组合体,待清洗物料从组合体上部竖着装入横杆、环形杆隔开的扇形小格中;隔离洗液槽中A、B、C、D分区装有一定配比的清洗液、去离子水和乙醇;挂耳连接到变频电机的减速机转轴上,通过减速机控制装料组合体转速;装料组合体没入隔离洗液槽分区液体中,开启变频电机,使装料组合体低速旋转;从隔离洗液槽一个分区清洗后,被拉起,转动隔离洗液槽,使下一个分区在装料组合体下方,装料组合体进入该分区,依次完成A、B、C、D区的没入、转动清洗、取出;在隔离洗液槽所有分区清洗完后,移动装料组合体至离心转盘上,然后把物料隔离套、物料托盘、离心转盘三者结合体放入离心机内,上方放置热风机,离心机转动,热风机配合快速干燥;快速干燥后关闭加热丝,继续离心配合常温风进行快速冷却,冷却至常温后,直接真空包装。
进步的是:如果较长时间存放时,将清洗干燥的铜板装入真空箱进行真空保存。
优选的是:装料组合体在A区时的转速为10-15转/min,在B、C、D区时转速为20-30转/min;离心机转速为50转/min,热风机70-120度,风速为1-10m/s,快速干燥时间为10-15min。
本发明的有益效果:本发明是一种独特设计活性套装,将空间细分且与清洗物料接触面积最小。清洗效率高,装卸料方便,且清洗后的铜板无残留酸水及黑影现象,解决运输过程中出现氧化的现象。
附图说明
图1是物料隔离套示意图;
图2是物料托盘示意图;
图3是离心转盘示意图;
图4为物料隔离套、物料托盘、离心转盘的组合体剖视图;
图5是隔离洗液槽示意图;
图6是离心干燥状态示意图;
图7是物料隔离套、物料托盘、离心转盘的组合体俯视图;
图8:实施例1的产品清洗前的表面;
图9:实施例1的产品清洗后的表面;
图10:实施例2的产品清洗前的表面;
图11:实施例2的产品清洗后的表面;
图12:比较例1的产品清洗前的表面;
图13:比较例1的产品清洗后的表面;
图14:比较例2的产品清洗前的表面;
图15:比较例2的产品清洗后的表面;
图中附图标记:1-物料隔离套、2-物料托盘、3-离心转盘、4-隔离洗液槽、5-热风机、11-中间固定柱、12-横杆、13-环形杆、14-外周固定壁、15-提手、21-凸帽、22-挂耳、31-插头、32-固定键。
具体实施方式
一种超纯铜片的表面清洗装置,含有物料隔离套1、物料托盘2、离心转盘3、隔离洗液槽4、热风机5,所述物料隔离套1包括中间固定柱11、横杆12、环形杆13、外周固定壁14,中间固定柱11上部设有提手15,中间固定柱11内部有上下贯通的插孔;横杆12一端固定在中间固定柱11、另一端固定在外周固定壁14,横杆12有两层以上,且每层呈辐射状排列;环形杆13有两个以上,固定在横杆12上,从内圈到外圈直径增大;物料托盘2中间有凸帽21,凸帽21的外部尺寸形状与中间固定柱11内部插孔的尺寸形状相配合,凸帽21***中间固定柱11内部插孔,凸帽21下部***是承托板,凸帽21内部有从下到上的插孔,凸帽21上部有挂耳22;离心转盘3中间上部是插头31、中间下部是固定键32,插头31尺寸形状与凸帽21内部插孔的尺寸形状相配合,插头31***凸帽21内部插孔,固定键32用来与离心机转轴固定;隔离洗液槽4有多个分隔区,分隔区装清洗液,物料隔离套1和物料托盘2被吊挂着放入隔离洗液槽4分隔区,隔离洗液槽4底部放在转盘(转盘结构用饭店桌子上所用转盘即可,材质用钢铁的,以确保有足够承重量)上;热风机5为可移动式,对洗后的铜片干燥。热风机5含有风机与加热丝,加热丝、风机各自有独立开关,风机单独运行或风机与加热丝同时运行。进一步的还设有真空箱,所述真空箱为较长期保存时防氧化箱,真空度≤5.0Pa。
使用时把物料隔离套1套入物料托盘2形成装料组合体,待清洗物料从组合体上部装入横杆12、环形杆13隔开的扇形小格中(物料板竖着放入)。提手15用来方便分开物料隔离套1、物料托盘2,挂耳22用来悬挂组合体。隔离洗液槽4中A、B、C、D区依次装有一定配比的酸、去离子水、去离子水和乙醇。挂耳22用铁丝连接到变频电机的减速机转轴上,通过减速机控制装料组合体转速。装料组合体从隔离洗液槽4一个分区清洗后,被拉起,转动隔离洗液槽4,使下一个分区在组合体下方,组合体进入该分区。装料组合体放入A区时的转速为15转/min,在B、C和D区时转速为30转/min。在隔离洗液槽4所有分区清洗完后,移动装料的组合体至离心转盘上,然后把物料隔离套1、物料托盘2、离心转盘3三者结合体放入离心机(内有固定键***孔)内,上方放置热风机5,离心机转动,热风机配合快速干燥。离心机转速为50转/min,热风机热风温度95度,风速5m/s,快速干燥时间为10min,关闭加热丝,继续离心配合常温风进行快速冷却,冷却至常温后,直接真空包装。较长时间存放时,将铜板装入真空箱进行真空保存的方法,来实现一定尺寸超纯铜片的高效清洗过程。该装置可实现宽度在80-220mm,长度在100-400mm之间电解板料的清洗干燥过程,当需要扩大尺寸时,不加物料隔离套中间的环形杆,则能实现长度在≤1000mm,宽度在≤400mm料的清洗。
环形杆13与横杆12可以焊接,也可以在横杆12设有穿孔,环形杆13从穿孔穿入而固定在横杆12上。
物料隔离套1、物料托盘2组合成超纯铜片的装料装置,直径为500-1500mm,环形杆13由直径为5-10mm的圆管卷成,材质为钛、PE包不锈钢、玻璃钢包不锈钢中的一种。
下面通过实施例来说明本装置的使用效果。
实施例1:(1)、取纯度为6N5的铜板,尺寸为120*300mm,总重量为260kg,装入钛材质的物料隔离套和物料托盘组成的装料装置中。(2)、取浓硝酸与水体积比1:0.8的酸液,置于隔离洗液槽A区高度的1/2处为宜,依次对B、C、D区装入去离子水、去离子水、乙醇,装入量均为各分区高度的1/2处。(3)、将装料装置没入隔离洗液槽A区,转速为15转/min,时间为10s。(4)、拉起装料装置,转动隔离洗液槽使得B区移动到装料装置的正下方,然后将装料装置没入B区,转速为30转/min,时间为2.5min。(5)依照步骤4,将装料装置没入C区,转速30转/min,时间为2.5min。(6)以上述规律,将装料装置没入D区,转速30转/min,时间为1min。(7)将装料装置与离心转盘组合,安装进离心设备中,开启热风风机,垂直向下吹热风,开启离心离心设备,转速50转/min,时间5min。(8)关闭加热丝,继续吹风、离心,直至铜片冷却至常温,时间2min。(9)移除热风机,吊出隔离套,将清洗干燥好的铜片进行真空包装,或进行真空保存,真空保存时,真空度需要在5.0Pa以下。重复上述步骤可以实现循环作业,直至A区PH≥4.5时,对隔离洗液槽中的液体回收,进入回收废水有价金属处理工序。清洗前后的产品如图8、图9。
实施例2:(1)、取纯度为6N5的铜板,尺寸为140*300mm,总重量为300kg,装入装料装置。(2)、取硫酸、水、乙二醇体积比1:0.8:0.2的混合液,置于旋转槽A区高度的1/2处为宜,依次对B、C、D区装入去离子水、去离子水、乙醇,装入量均为旋转槽高度的1/2处。(3)、后续步骤同实施例1。清洗前后的产品如图10、图11。
比较例1:(1)、取纯度为6N5的铜板,尺寸为140*300mm,总重量为100kg,每10kg装一篮,共计10篮。(2)、取硝酸与水体积比1:0.8的酸液50L置于酸洗槽,取去离子水200L置于水洗槽,取酒精20L置于酒精槽。(3)人工依次通过1、2、3的槽中进行清洗,时间50min。(4)然后取出清洗过的铜片进行烘干,烘干温度75度,人工对铜片不断的翻面,时间1h。(5)将清洗干燥好的铜片自然冷却,然后进行真空包装。清洗前后的铜板如图12、图13。
比较例2:(1)、(2)、(3)同比较例1,(4)将清洗好的物料放入真空烘箱,烘箱温度75度,烘干时间1h。清洗前后的铜板如图14、图15。
实施例1、2与比较例1、2可以看出:实施例中,图8至图11表面光亮,没有残留黑影,直接可以包装为产品。比较例中,图13基本可以,但要人工不断翻面,费时费力,且返工率大,图15表面残留黑影多,烘干时效太慢,全部需要返工。
Claims (10)
1.一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:含有物料隔离套(1)、物料托盘(2)、离心转盘(3)、隔离洗液槽(4)、热风机(5),所述物料隔离套(1)包括中间固定柱(11)、横杆(12)、环形杆(13)、外周固定壁(14),中间固定柱(11)上部设有提手(15),中间固定柱(11)内部有上下贯通的插孔;横杆(12)一端固定在中间固定柱(11)、另一端固定在外周固定壁(14),横杆(12)有两层以上,且每层呈辐射状排列;环形杆(13)有两个以上,固定在横杆(12)上,从内圈到外圈直径增大;物料托盘(2)中间有凸帽(21),凸帽(21)的外部尺寸形状与中间固定柱(11)内部插孔的尺寸形状相配合,凸帽(21)***中间固定柱(11)内部插孔,凸帽(21)下部***是承托板,凸帽(21)内部有从下到上的插孔,凸帽(21)上部有挂耳(22);离心转盘(3)中间上部是插头(31)、中间下部是固定键(32),插头(31)尺寸形状与凸帽(21)内部插孔的尺寸形状相配合,插头(31)***凸帽(21)内部插孔,固定键(32)用来与离心机转轴固定;隔离洗液槽(4)有多个分隔区,分隔区装清洗液,物料隔离套(1)和物料托盘(2)被吊挂着放入隔离洗液槽(4)分隔区,隔离洗液槽(4)底部放在转盘上;热风机(5)为可移动式,对洗后的铜片干燥。
2.根据权利要求1所述的一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:横杆(12)设有穿孔,环形杆(13)从穿孔穿入而固定在横杆(12)上。
3.根据权利要求1所述的一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:还设有真空箱,所述真空箱为较长期保存时防氧化箱,真空度≤5.0Pa。
4.根据权利要求1所述的一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:所述凸帽(21)、插头(31)外周为圆锥形,上小下大。
5.根据权利要求1所述的一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:所述热风机(5)含有风机与加热丝,加热丝、风机各自有独立开关,风机单独运行或风机与加热丝同时运行。
6.根据权利要求1所述的一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:所述热风机(5)热风温度为70-120度,风速为1-10m/s,出风口为≤500x1500mm的长方形。
7.根据权利要求1所述的一种超纯铜片的表面清洗装置,其特征是:物料隔离套(1)、物料托盘(2)组合成超纯铜片的装料装置,直径为500-1500mm,环形杆(13)由直径为5-10mm的圆管卷成,材质为钛、PE包不锈钢、玻璃钢包不锈钢中的一种。
8.一种依据权利要求1的装置清洗超纯铜片的方法,其特征是:把物料隔离套(1)套入物料托盘(2)形成装料组合体,待清洗物料从组合体上部竖着装入横杆(12)、环形杆(13)隔开的扇形小格中;隔离洗液槽(4)中各分区装有一定配比的清洗液、去离子水和乙醇;挂耳(22)连接到变频电机的减速机转轴上,通过减速机控制装料组合体转速;装料组合体没入隔离洗液槽分区液体中,开启变频电机,使装料组合体低速旋转;从隔离洗液槽(4)一个分区清洗后,被拉起,转动隔离洗液槽(4),使下一个分区在装料组合体下方,装料组合体进入该分区,依次完成各分区的没入、转动清洗、取出;在隔离洗液槽(4)所有分区清洗完后,移动装料组合体至离心转盘(3)上,然后把物料隔离套(1)、物料托盘(2)、离心转盘(3)三者结合体放入离心机内,上方放置热风机(5),离心机转动,热风机配合快速干燥;快速干燥后关闭加热丝,继续离心配合常温风进行快速冷却,冷却至常温后,直接真空包装。
9.根据权利要求8所述一种依据权利要求1的装置清洗超纯铜片的方法,其特征是:如果较长时间存放时,将清洗干燥的铜板装入真空箱进行真空保存。
10.根据权利要求8所述一种依据权利要求1的装置清洗超纯铜片的方法,其特征是:装料组合体在隔离洗液槽(4)中各分区转速为15-30转/min;离心机转速为50转/min,热风机70-120度,风速为1-10m/s,快速干燥时间为10-15min。
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