專利名稱：電解銅箔生產(chǎn)用的溶銅罐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電解銅箔生產(chǎn)過程中溶銅工序的溶銅罐。
溶銅工序也稱為電解液制備，是電解銅箔生產(chǎn)的第一道工序，目的是將銅料溶解成硫酸鹽溶液，以供給原箔生產(chǎn)工序。溶銅工序的化學反應(yīng)式如下
現(xiàn)有溶銅罐的加氧方法是用通風噴淋法或鼓風攪拌法，由于通入的氣體在溶液中很快上升，這些空氣中的氧氣多數(shù)沒能用于反應(yīng)而升入空中，其溶銅的速度不高，多余的空氣帶著大量酸霧和銅溶液不斷排入空中，存在污染問題。
為了解決環(huán)境污染和溶銅速度慢的問題，采用了一些措施，如設(shè)置冷凝回收設(shè)備，這樣需較大的投資；有的為減少污染而犧牲溶銅速度，采用低溫(60℃-65℃)溶銅，以減少酸霧蒸發(fā)量。加入純氧或富氧氣體替代空氣能減少污染、提高溶銅速度，但由于加入的氣體絕大部分沒被利用而排向空中，造成浪費大、成本高，故沒有實際應(yīng)用。中國申請?zhí)?0114344.1公開了一種電解銅箔生產(chǎn)生液工序的溶銅設(shè)備及方法，應(yīng)用射流抽氣泵(也稱作液氣噴射泵)來加強供給氣體溶解和攪拌的方法和設(shè)備，減少了氣體的供給量，以減低對大氣的污染。但其方法也只是減低了對大氣的污染，而不能完全消除污染。
本實用新型的目的就是提供一種對大氣沒有污染、溶銅速度快、且容易控制溶銅速度的溶銅罐。
本實用新型可以通過以下方式來實現(xiàn)罐體上部有溫度計、補液口、來液口和液位觀察窗，下部有加熱器或溫控夾套，罐體底部有排液閥和供液口，罐體上接有液體循環(huán)泵，罐體上部有管道通過氣泵接向罐體底部，氧氣瓶順次通過減壓穩(wěn)壓器、氧氣過濾器、調(diào)節(jié)閥、氧氣流量計接在罐體上，罐體頂部接有加料口。罐體頂部接有呼吸阻尼器和氧濃度檢測儀，或接有壓力表、安全閥和截止閥。氣泵是氣體循環(huán)泵，進氣管接在罐頂，出氣管接向罐體底部的氣體分布器；氣泵也可以是射流抽氣泵。呼吸阻尼器是由集氣管接較小的管道，通過水杯接U型管至另一水杯，U型管下有閥門，水杯上也有閥門。
本實用新型通過溶銅罐中的氣體循環(huán)使用，并向罐中供給反應(yīng)實際所需的純氧氣來達到本實用新型的目的。由于生產(chǎn)過程中沒有多余氣體向大氣排放，可將反應(yīng)溫度控制在較高(例85℃)，而不必擔心酸霧蒸發(fā)量大的問題，可將罐中氣體的氧分壓控制到較高(例40％甚至更高)，以提高反應(yīng)速度。此時，不僅溶銅速度快，消除了污染和原材料損失，提高了供給氣體的利用率，而且有容易控制溶銅速度的優(yōu)點由于供氧速度是固定的，當溶銅速度因其它因素(如溫度等)波動而下降時，罐中氣相的氧分壓將上升，促使反應(yīng)速度提高；反過來反應(yīng)速度上升時，罐中氣相的氧分壓將降低而使反應(yīng)速度恢復(fù)。這樣形成了反應(yīng)速度自動反饋，自動穩(wěn)定了反應(yīng)速度。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步描述。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的一個實施例。
圖3為本實用新型的另一個實施例。
圖4是呼吸阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例一請閱
圖1，罐體26上部有溫度計21和液位觀察窗23，下部有加熱器8，來液口24通過加溫器22與補液口20與一起接入罐體底部，罐體26底部還有粗濾器3、活性碳過濾器4，經(jīng)過熱交換器25，由冷卻器27接供液口28，罐體26底部還接有排液閥5，罐體26上接有液體循環(huán)泵6，用來帶動溶液攪拌、沖刷銅料。
隔板2焊在罐體26下部，目的是在罐體下部隔出一個小池，進入池的溶液要先經(jīng)過隔板上的濾板1，這樣池中的溶液就被濾去了未溶的固體和大部分氣泡，并在溶液的下降過程中，有一些氣體會上升，通過濾板1逸出，減低了輸出溶液中的含氣量。分隔出小池的容積越大，對減低輸出溶液中的含氣量越有利，但這時會減小篩孔板9的面積，即減小了溶銅反應(yīng)區(qū)，所以對溶銅速度不利。濾板1與隔板2、罐體壁的連接用螺釘連接，以便拆去濾板1進行清洗和維修。篩孔板9是放置銅料，讓其在液流的沖刷下溶解，同時篩孔板9還可讓罐底不斷上升的氣體和從來液口24、補液口20來的溶液通過。溶銅罐中的氣體從罐頂被氣體循環(huán)泵15泵回到罐底，經(jīng)氣體分布器7重新進入工作液中反應(yīng)；氣體分布器7的作用是將氣體變成大量小氣泡，以增加氣體與液體的接觸面積；氧氣從氧氣瓶10經(jīng)減壓穩(wěn)壓器11、氧氣過濾器12、調(diào)節(jié)閥13和氧氣流量計14定量供入，其供給量等于反應(yīng)消耗量，這樣保持了罐中的總氣體量；從氧濃度檢測儀17可隨時知道罐中的氧濃度(氧分壓)。
罐體26頂部接有加料器16，加料器16的作用是在保持罐的密封同時加入銅料，其結(jié)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)式；也可以是裝有上下二個閘門的雙閘式，上閘門開而下閘門封時，將銅料加在下閘門上，然后關(guān)閉上閘門、打開下閘門，就可將銅料加到罐內(nèi)。
呼吸阻尼器18是由集氣管34上去的氣路轉(zhuǎn)入較小的管道35，轉(zhuǎn)為向下經(jīng)第一個水杯36再過U型管到第二個水杯38，然后到呼吸管19；U型管下的閥門39是用于放去殘液，而水杯上的閥門37是用于加液，見圖4。U型管中加有水(或堿性溶液，用于中和酸霧)，如果阻尼器兩頭的壓力差小于U型管中水封的壓力(如圖中為10厘米水柱)，氣體就不能通過阻尼器；當阻尼器兩頭的壓力差大于水封的壓力時，U型管中的水就會被推到水杯，氣體就穿水而過直到壓力趨于平衡，水又重新回到U型管中，封住氣路。U型管可用玻璃管，便于觀察壓力差和液體的多少，當液體是堿性溶液并加有酸堿變色指示劑時，還可看出液體的酸堿度。
呼吸阻尼器18也可用有適當阻力的、耐腐蝕的空氣過濾器。
呼吸阻尼器18是為了保持溶銅罐在常壓下工作當罐中的氣壓因加液加料等原因而變化時，能通過它讓多余的氣體排出或吸入所需的空氣，如果呼吸阻尼器的阻力是10厘米水柱，就可使罐中的壓力變化保持在正負10厘米水柱以下。
本實用新型在與制箔機串聯(lián)工藝中應(yīng)用的情況濃硫酸銅溶液經(jīng)粗濾器3、活性碳過濾器4等，到供液口28去供給制箔機使用；從制箔機出來的稀硫酸銅溶液從來液口24加入到罐的底部，來液管從罐頂插入，也可以直接從底部罐壁處接入；由于制箔機中的化學反應(yīng)是溶銅罐中的逆反應(yīng)，當溶銅罐中的溶銅速度與制箔機中生產(chǎn)銅箔的消耗銅的速度相同時，便可實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)生產(chǎn)。制箔機中會損失少量的溶液，所以需在補液口20補充適量新液。由于溶銅罐中的溫度較高(例85℃)，而制箔機所需工作液的溫度較低(例48℃)，所以供給制箔機的溶液要經(jīng)熱交換器25和冷卻器27調(diào)節(jié)到所需較低溫度，而從制箔機出來的溶液要經(jīng)熱交換器25和加溫器22加溫到所需高溫。熱交換器25的作用是節(jié)省一些能量。罐中的溫度用加熱器8來維持，可通過溫度計21檢測到的信號自動反饋控制，使罐中的溫度保持所需溫度。通過液位觀察窗23可觀察液位，控制補液量。
實施例二請閱圖2，用射流抽氣泵29替代了氣體循環(huán)泵15和氣體分布器7，將罐體26頂部的氣體吸到罐體底部；用溫控夾套30替代了加熱器8。其它結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與實施例一相同。
實施例三請閱圖3，用截止閥33替代了呼吸阻尼器18，罐體26上部省去了氧濃度檢測儀17，增加了壓力表31和安全閥32，其它結(jié)構(gòu)與連接關(guān)系與實施例一相同。
截止閥33使溶銅罐中與大氣完全隔絕，可以帶壓工作。罐內(nèi)工作壓力越大，液中溶解的氧氣就越多，反應(yīng)速度就快。這時如果供氣速度大于反應(yīng)所需，就不僅使罐中氧分壓上升，而且使壓力也上升，壓力上升使供氣速度下降，所以壓力罐中反應(yīng)速度自動反饋作用更明顯。這樣還實現(xiàn)了“零排放”，因為截止閥33只是在把罐中的液排空、重新裝罐等操作時打開，正常工作時是關(guān)閉的。這里可省去氧濃度檢測儀17，因為從壓力表31的高低就可觀察到供氣的多少，并對供氣量作調(diào)控。
壓力罐也可以用射流抽氣泵29來替代氣體循環(huán)泵，由于這循環(huán)氣體是從罐的上部泵到罐的下部，所以罐內(nèi)工作壓力的高低對循環(huán)氣體的流量沒有影響。
權(quán)利要求1.一種電解銅箔生產(chǎn)用的溶銅罐，罐體(26)上部有溫度計(21)、補液口(20)、來液口(24)和液位觀察窗(23)，下部有加熱器(8)或溫控夾套(30)，罐體(26)底部有排液閥(5)和供液口(28)，罐體(26)上接有液體循環(huán)泵(6)，其特征在于罐體(26)上部有管道通過氣泵后接在罐體(26)底部，氧氣瓶(10)順次通過減壓穩(wěn)定器(11)，氧氣過濾器(12)、調(diào)節(jié)閥(13)、氧氣流量計(14)接在罐體(26)上，罐體(26)頂部接有加料器(16)。
2.依權(quán)利要求1所述的溶銅罐，其特征在于罐體(26)頂部接有呼吸阻尼器(18)和氧濃度檢測儀(17)。
3.依權(quán)得要求1所述的溶銅罐，其特征在于罐體(26)頂部接有壓力表(31)、安全閥(32)和截止閥(33)。
4.依權(quán)利要求1所述的溶銅罐，其特征在于氣泵是氣體循環(huán)泵(15)，通過氣體分布器(7)接在罐體(26)底部。
5.依權(quán)利要求1所述的溶銅罐，其特征在于氣泵是射流抽氣泵(29)。
6.依權(quán)利要求2所述的溶銅罐，其特征在于呼吸阻尼器(18)是由集氣管(34)接較小的管道(35)，通過水杯(36)接U型管至另一水杯(38)，U型管下有閥門(39)，水杯(38)上有閥門(37)。
專利摘要本實用新型涉及一種電解銅箔生產(chǎn)過程中溶銅工序的溶銅罐，其罐體上部有溫度計、補液口、來液口和液位觀察窗，下部有加熱器或溫控夾套，罐體底部有排液閥和供液口，罐體上接有液體循環(huán)泵，其技術(shù)要點是罐體上部用管道通過氣泵接在罐體底部，氧氣瓶順次通過減壓穩(wěn)壓器、氧氣過慮器、調(diào)節(jié)閥、氧氣流量計接在罐體上，罐體頂部接有加料器。溶銅罐中的氣體能循環(huán)使用，并向罐中供給反應(yīng)實際所需的氧氣，達到不向大氣排放酸霧氣體的目的。同時可以使反應(yīng)在較高的氧濃度下、較高的壓力下和較高的溫度下進行，加快了溶銅的速度。根據(jù)反應(yīng)理論需氧量恒速供給氧氣，可有自動反饋穩(wěn)定溶銅速度的作用。本實用新型具有消除污染和液料損失、提高溶銅速度、容易控溶銅速度的優(yōu)點。
文檔編號C25D21/00GK2571772SQ0225962
公開日2003年9月10日 申請日期2002年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月9日
發(fā)明者陳黎明, 巫秀萍, 吳紅兵, 鐘云霞, 許萍 申請人:廣東梅縣梅雁電解銅箔有限公司