一種高效節(jié)能溶銅系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高效節(jié)能溶銅系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]銅箔生產(chǎn)技術(shù)起源于美國的耶茲公司，后傳入日本。溶銅是電解銅箔生產(chǎn)的第一道工序，為銅箔生產(chǎn)提供原料硫酸銅溶液，溶銅就是把銅原料在容器內(nèi)氧化所進行反應(yīng)，生成氧化銅，氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅的過程，溶銅系統(tǒng)就是由溶銅的容器(溶銅罐)與配套的附屬設(shè)備組成的系統(tǒng)。
[0003]溶銅系統(tǒng)為銅箔生產(chǎn)提供硫酸銅溶液，現(xiàn)有溶銅系統(tǒng)由溶銅罐、空壓機、栗、加熱盤管、溶液貯槽及管路系統(tǒng)組成。溶銅罐為圓形貯罐，罐內(nèi)存有稀硫酸溶液，投入原料在溶液中浸泡，加熱蒸汽盤管放在罐內(nèi)底部，用來加熱溶液，使其溫度保持在70°C。大型空壓機通過管道通入罐內(nèi)底部，并從槽底設(shè)置的空氣管灌入壓縮空氣。經(jīng)反應(yīng)的高濃度70°C的硫酸銅溶液經(jīng)栗送到溶液貯槽內(nèi)，由于銅箔生產(chǎn)需要的硫酸銅溶液的溫度為48°C左右，所以溶液需經(jīng)冷卻水降溫后再送往生箔機。
[0004]傳統(tǒng)溶銅方式均為浸泡式，使用蒸汽對溶銅罐內(nèi)的硫酸銅溶液進行加熱，以增加銅與硫酸和氧的反應(yīng)速度。但現(xiàn)有技術(shù)中浸泡式溶銅工藝效率低下，且硫酸銅溶液溫度的控制均采用加熱與冷卻來達(dá)到溶銅與生箔的溫度要求，能量沒有回收利用。
[0005]現(xiàn)溶銅系統(tǒng)由于銅料完全浸泡在硫酸溶液里，銅料氧化反應(yīng)速度慢，溶銅與生產(chǎn)需要的硫酸銅溶液的溫度相差22°C，能耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)溶銅系統(tǒng)溶銅速度較慢，溶銅的能耗較高，本發(fā)明的目的是提供一種高效節(jié)能溶銅系統(tǒng)，其能夠提高溶銅的速度，并能回收溶銅中的熱能，降低生產(chǎn)中能耗。
[0007]本發(fā)明改浸泡式溶銅為高效噴淋式，溶銅系統(tǒng)包括溶銅罐、循環(huán)槽、尾液槽、循環(huán)栗、加熱器、供液栗、過濾器、中間換熱器，冷卻器、返送栗、抽風(fēng)機、酸霧吸收塔，
[0008]其中，溶銅罐底端呈向內(nèi)收的錐形且開口，溶銅罐內(nèi)下部設(shè)有多個網(wǎng)孔的網(wǎng)板，溶銅罐上端設(shè)有加料口，循環(huán)槽位于溶銅罐的下方，循環(huán)槽頂部設(shè)有槽口正對溶銅罐的底部開口，溶銅罐內(nèi)上部設(shè)有作為噴淋硫酸銅的稀硫酸溶液的噴淋管，噴淋管為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，有兩道內(nèi)外環(huán)狀噴淋管，內(nèi)環(huán)狀噴淋管位于外環(huán)狀噴淋管的內(nèi)側(cè)，內(nèi)環(huán)狀噴淋管和外環(huán)狀噴淋管的下部均設(shè)有能夠?qū)⒘蛩徙~的稀硫酸溶液均勻噴淋在網(wǎng)板上的多個噴淋孔(多個與垂直方向呈不同角度的噴淋孔)；
[0009]其中，循環(huán)槽通過第一管道依次連接循環(huán)栗、加熱器、電磁控制三通閥并連接到內(nèi)環(huán)狀管和外環(huán)狀管中，循環(huán)槽通過第二管道依次連接供液栗、中間換熱器、冷卻器并連接到尾液槽內(nèi)，尾液槽通過第三管道依次連接返送栗、中間換熱器并連接到循環(huán)槽內(nèi)，溶銅罐上端一側(cè)設(shè)有抽氣口，抽氣口通過抽風(fēng)管依次連接抽風(fēng)機與酸霧吸收塔。
[0010]加熱器設(shè)有蒸汽管道，用于供給蒸汽以實現(xiàn)加熱。
[0011]冷卻器設(shè)有冷卻水管道，用于供給冷卻水以實現(xiàn)冷卻。冷卻器另外還設(shè)有蒸汽管道。
[0012]優(yōu)選地，循環(huán)槽上裝有溫度顯示及控制儀，該儀表的信號返饋給供給加熱器的蒸汽管道的蒸汽調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)蒸汽的流量控制加熱的溫度。
[0013]優(yōu)選地，循環(huán)槽上裝有液位顯示及控制儀表，該儀表的信號返饋給供液栗，通過調(diào)節(jié)供液栗的流量控制循環(huán)槽的液位。
[0014]優(yōu)選地，尾液槽設(shè)有溫度顯示及控制儀表，該儀表的信號返饋給供給冷卻器的冷卻水管道的冷卻水調(diào)節(jié)閥，通過控制冷卻水的流量控制尾液槽硫酸銅溶液的溫度。
[0015]優(yōu)選地，內(nèi)環(huán)狀管下部的噴淋孔為內(nèi)噴淋孔，每個內(nèi)噴淋孔的軸線均經(jīng)過內(nèi)環(huán)狀管的中心，內(nèi)噴淋孔分為三類:第一類內(nèi)噴淋孔位于內(nèi)環(huán)狀管底部偏向最內(nèi)側(cè)，其軸線方向與垂直方向的夾角為45?65°，優(yōu)選55°，第二類內(nèi)噴淋孔位于內(nèi)環(huán)狀管底部偏向內(nèi)側(cè)，其軸線方向與垂直方向的夾角為30?50°，優(yōu)選40°，第三類為內(nèi)噴淋孔位于內(nèi)環(huán)狀管最底部，其軸線方向與垂直方向的夾角為20?40°，優(yōu)選30° ;
[0016]外環(huán)狀管下部的噴淋孔為外噴淋孔，每個外噴淋孔的軸線均經(jīng)過外環(huán)狀管的中心，外噴淋孔分為三類，第一類外噴淋孔位于外環(huán)狀管的底部偏向內(nèi)側(cè)，其軸線方向與垂直方向的夾角為20?40°，優(yōu)選30°，第二類外噴淋孔位于外環(huán)狀管的底部稍偏向內(nèi)側(cè)，其軸線方向與垂直方向的夾角為5?25°，優(yōu)選15°，第三類外噴淋孔位于外環(huán)狀管的底部，其軸線方向與垂直方向的夾角為3?15°，優(yōu)選7°。
[0017]控制系統(tǒng)通過第一管道上安裝的蒸汽調(diào)節(jié)閥控制加熱的溫度，通過第三管道上安裝的冷卻水調(diào)節(jié)閥來控制進入尾液槽硫酸銅溶液溫度，通過控制供液栗的流量來控制循環(huán)槽的液位。
[0018]本發(fā)明的系統(tǒng)的操作過程如下:
[0019]系統(tǒng)工作時，從溶銅罐的上部進料口放入銅料，循環(huán)槽中的硫酸銅溶液通過循環(huán)栗經(jīng)加熱器將硫酸銅溶液加熱到65°C，電磁閥由PLC控制，與循環(huán)栗接口常開，與內(nèi)環(huán)狀管和外環(huán)狀管的接口只有一個導(dǎo)通，由PLC控制每隔2-5分鐘，優(yōu)選約3分鐘變換一次，硫酸銅溶液交替進入外環(huán)狀管和內(nèi)環(huán)狀管內(nèi)，外環(huán)狀管和內(nèi)環(huán)狀管下部均勻分布著噴淋孔，由于噴淋孔的軸線與垂直方向呈不同的角度，通過這些噴淋孔而下的液體可以覆蓋到整個網(wǎng)板的上表面，不存在噴淋死角，硫酸銅溶液與銅料接觸時氧氣與銅料接觸不充分，由于變換噴液，間隔的時間讓銅料與氧氣充分反應(yīng)，銅料與氧氣反應(yīng)后再噴淋硫酸銅溶液，讓氧化銅與硫酸進行反應(yīng)生成硫酸銅溶液。網(wǎng)板上均勻分布著多個網(wǎng)孔，使發(fā)生反應(yīng)后硫酸銅溶液能沿著網(wǎng)孔流入下方循環(huán)槽中，循環(huán)槽上裝有溫度顯示及控制儀，該儀表的信號返饋給調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)蒸汽的流量控制加熱的溫度；循環(huán)槽上裝有液位顯示及控制儀表，該儀表的信號返饋給供液栗，通過調(diào)節(jié)供液栗的流量控制循環(huán)槽的液位；抽風(fēng)機通過抽風(fēng)管將空氣和酸性氣體從溶銅罐的底部引向酸霧吸收塔，新鮮空氣從溶銅罐底端的開口填入，使溶銅罐內(nèi)的氧氣處于動態(tài)平衡狀態(tài)；經(jīng)溶銅反應(yīng)流入循環(huán)槽中的硫酸銅溶液濃度變高，循環(huán)槽中高溫(60?70°C，優(yōu)選約65°C )高濃度硫酸銅溶液通過供液栗，經(jīng)過濾器濾去雜質(zhì)，經(jīng)中間換熱器降溫至51°C，再經(jīng)冷卻器降溫至45?50°C，優(yōu)選約48°C進入尾液槽中，供生箔機生箔用。尾液槽中低溫(45?50°C，優(yōu)選約48°C )低濃度硫酸銅溶液通過返送栗，經(jīng)過中間換熱器換熱至60?65°C，優(yōu)選約62°C進入循環(huán)槽中。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的溶銅系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖2是溶銅系統(tǒng)的溶銅罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是內(nèi)環(huán)狀管和外環(huán)狀管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是內(nèi)環(huán)狀管和外環(huán)狀管的噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的【具體實施方式】，然而，本發(fā)明的范圍不受以下【具體實施方式】任何限制。如圖1、圖2所示，一種新型高效溶銅系統(tǒng)，包括溶銅罐1、循環(huán)槽4、尾液槽11、循環(huán)栗2、加熱器3、供液栗5、過濾器8、中間換熱器9，冷卻器10、返送栗12、抽風(fēng)機6、酸霧吸收塔7及管路與控制系統(tǒng)組成。溶銅罐I底端呈向內(nèi)收的錐形狀且設(shè)有開口 101，溶銅罐I內(nèi)下部設(shè)有帶多個網(wǎng)孔的網(wǎng)板102，循環(huán)槽4位于溶銅罐I的下方，循環(huán)槽4的頂部設(shè)有槽口正對溶銅罐I的開口 101，溶銅罐I的上部設(shè)有作為噴淋管且水平設(shè)置的內(nèi)環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104，內(nèi)環(huán)狀管103位于外環(huán)狀管104的內(nèi)側(cè)，內(nèi)環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104下部均設(shè)有多個與垂直方向呈不同角度的噴淋孔，內(nèi)環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104可以為圓形或橢圓形環(huán)狀管，溶銅罐I的上蓋為防止酸氣外溢設(shè)置了上蓋水封裝置105。循環(huán)槽4通過第一管道LI依次連接循環(huán)栗2、加熱器3、三通電磁閥107、溶銅罐I的內(nèi)環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104，加熱器3優(yōu)選為板式換熱器，也可為列管式換熱器，循環(huán)栗2優(yōu)選為316L材質(zhì)的化工栗，三通閥107分別控制硫酸銅溶液通往內(nèi)環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104。循環(huán)槽4通過第二管道L2依次連接供液栗5、過濾器8、中間換熱器9、冷卻器10并和尾液槽11相連，供液栗5優(yōu)選為材質(zhì)為316L的化工栗，過濾器8優(yōu)選為袋式過濾器，中間換熱器9、冷卻器10優(yōu)選為板式換熱器。尾液槽11通過第三管道連接返送栗12、中間換熱器9并與循環(huán)槽4相連，返送栗12優(yōu)選為材質(zhì)為316L的化工栗。溶銅罐I的上端一側(cè)設(shè)有抽氣口，抽氣口通過風(fēng)管依次連接抽風(fēng)機6、酸霧吸收塔7，溶銅罐I頂部設(shè)有加料口 106。循環(huán)槽4設(shè)有溫度顯示與控制的儀表401，溫度儀表401的信號返饋給調(diào)節(jié)閥VI，通過調(diào)節(jié)閥Vl控制蒸汽的流量，進而控制硫酸銅溶液溫度，循環(huán)槽4設(shè)有液位顯示