CN107099804B - 一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法及装置，包括以下步骤：S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽中清洗；S02：将S01中超声波清洗槽中的固液混合物转移到第一固液分离器中进行固液分离，并将固体回收；S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物；S04：将S03得到的混合物再通入到第二固液分离器中进行固液分离，并将固体回收；S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽中，实现循环操作。本发明的一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法及装置，操作流程简易、设备结构简单、清洗原料经济易得、无废液排放且可循环使用等，环保优势明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种酸洗方法及装置，具体涉及一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法及装置，属于金属氧化物酸洗领域。
背景技术
金属的表面容易和空气中的氧气进行反应，在金属的表面生成了金属氧化物。利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗，是清洁金属表面的一种方法。传统配方的酸洗液不仅在操作时会产生刺鼻性的酸雾，还会有黄烟产生，而酸洗后的溶液如果不经处理排出，会造成严重的污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种操作流程简易、设备结构简单、清洗原料经济易得且可以循环使用和具有环保优势的拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽中清洗10~15min，直至超声波清洗槽中蓝绿色不再变化；
S02：将步骤S01中超声波清洗槽中的固液混合物转移到第一固液分离器中进行固液分离，并将固体回收；
S03：将步骤S02中得到的液体转移到搅拌反应池中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物并搅拌；
S04：将步骤S03得到的混合物通入到第二固液分离器再次进行固液分离操作，并回收固体；
S05：将步骤S04得到的液体部分通入到步骤S01中的超声波清洗槽中，实现循环操作。
步骤S01中，超声波清洗槽通过高频率的超声作用振落铜材表面部分铜锈和其他污物，同时超声波清洗槽中的柠檬酸溶液会与铜材表面的铜锈进行反应，达到酸洗的作用。所述柠檬酸溶液的质量浓度为25%~35%。所述超声波清洗槽的工作温度为40~60oC。其它操作均在室温下进行。步骤S01中，选取特定浓度的柠檬酸，使得氧化铜与柠檬酸充分反应形成柠檬酸铜，且不产生酸雾，而且不腐蚀铜材。部分柠檬酸铜作为固体（固体中还含有被振落的氧化铜）被分离，部分柠檬酸铜溶解于液体中并转移到搅拌反应池中。步骤S01不加入草酸是为了防止酸性较强的草酸腐蚀铜材。
通过对铜材测定铜离子含量，可以估算出铜材表面氧化铜的质量。所述拉拔铜材表面的氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.12~1:1:0.24。选取以上的质量比例，形成草酸铜的过程中不产生酸雾，且使得草酸完全消耗步骤S01生成的柠檬酸铜以生成草酸铜沉淀，且柠檬酸的再次加入使得反应溶液经过第二次固液分离回到超声波清洗槽时柠檬酸溶液的质量浓度符合S01要求，即形成相应浓度的柠檬酸溶液。
所述絮凝剂可以为有机絮凝剂PAM(PAC亦可）。所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池内溶液的总质量的0.5%~1%。 在步骤S03中，加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物后，搅拌时间为0.5~1h。投加量为投加的絮凝剂的质量。选取特定质量比例的絮凝剂，使得草酸铜充分沉淀。
步骤S02中所述第一固液分离器为三足式离心机、振动筛或者上悬式离心机；步骤S04中第二固液分离器为板框式压滤机或三足式离心机。
步骤S04中，混合物进入板框式压滤机中，经过滤介质滤布，固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上形成过滤泥饼，而滤液部分则透过滤布，成为不含固体的清液；或用三足式离心机通过高速旋转，产生强大的离心力，将混合物中的固体与液体分离开，并回收固体。
本发明采用一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗装置，包括超声波清洗机、第一固液分离器、搅拌反应池、第二固液分离器。超声波清洗机的清洗槽通过管道与第一固液分离器（三足式离心机、振动筛或上悬式离心机）相连，其后接有带搅拌的反应池，带搅拌的反应池与板框式压滤机（或三足式离心机）相接。最后板框式压滤机（或三足式离心机）又与超声波清洗机相连通。
相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明提供的一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法及装置，操作流程简易，在整个操作过程中不会像传统的酸洗方法产生酸雾或者黄烟，具备环保的特点，需要的操作设备都是常见的，选用试剂如柠檬酸、草酸和絮凝剂经济且易于获得，且柠檬酸可以循环使用，降低了金属氧化物的酸洗成本，具有一定的经济效益和市场前景。
附图说明
图1为本发明的一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法的工艺流程图；
附图中各部件的标记如下：1-超声波清洗机、2-第一固液分离器（三足式离心机或振动筛或上悬式离心机）、3-搅拌反应池、4-板框式压滤机或三足式离心机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗装置，包括超声波清洗机1、第一固液分离器、搅拌反应池3、第二固液分离器，其特征在于：超声波清洗机的清洗槽与第一固液分离器相连，第一固液分离器、搅拌反应池、第二固液分离器顺序连接，第二固液分离器与超声波清洗机相连通；第二固液分离器为板框式压滤机或三足式离心机4；第一固液分离器为三足式离心机、振动筛或上悬式离心机2。
实施例1
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽1中清洗，柠檬酸溶液与拉拔铜材表面氧化铜反应，生成柠檬酸铜；S02：将S01中超声清洗槽中的固液混合物转移到三足式离心机2中进行固液分离，分离出固体物，并将其回收；S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池3中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物，加入草酸固体，可以生成草酸铜沉淀和柠檬酸溶液，加入絮凝剂，可以加速沉淀生成的速率；S04：将S03得到的混合物通入到板框式压滤机4中进行固液分离操作，并回收固体；S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽1中，实现循环操作。
所述柠檬酸溶液的质量浓度为25%。通过对铜材测定铜离子含量，可以估算出铜材表面氧化铜的质量。氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.12。絮凝剂为有机絮凝剂PAM。所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液质量的0.5%。搅拌反应池3的搅拌时间为0.5h。超声波清洗槽1的工作温度为40℃。装置2为三足式离心机。装置4为板框式压滤机。
实施例2
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽1中清洗，柠檬酸溶液与拉拔铜材表面氧化铜反应，生成柠檬酸铜；S02：将S01中超声清洗槽中的固液混合物转移到振动筛2里进行固液分离，分离出固体物；S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池3中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物，加入草酸固体，可以生成草酸铜沉淀和柠檬酸溶液，加入絮凝剂，可以加速沉淀生成的速率；S04：将S03得到的混合物通入到三足式离心机4中进行离心操作，并回收固体；S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽1中，实现循环操作。
所述柠檬酸溶液的质量浓度为30%。通过对铜材测定铜离子含量，可以估算出铜材表面氧化铜的质量。氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.18。絮凝剂为有机絮凝剂PAM。所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液质量的0.75%。 搅拌反应池3的搅拌时间为0.75h。超声波清洗槽1的工作温度为50℃。装置2为振动筛。
装置4为三足式离心机。
实施例3
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽1中清洗，柠檬酸溶液与拉拔铜材表面氧化铜反应，生成柠檬酸铜；S02：将S01中超声清洗槽中的固液混合物转移到上悬式离心机2里进行固液分离，分离出固体物；S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池3中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物，加入草酸固体，可以生成草酸铜沉淀和柠檬酸溶液，加入絮凝剂，可以加速沉淀生成的速率；S04：将S03得到的混合物通入到三足式离心机4中进行离心操作，并回收固体；S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽1中，实现循环操作。
所述柠檬酸溶液的质量浓度为35%。通过对铜材测定铜离子含量，可以估算出铜材表面氧化铜的质量。氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.24。絮凝剂为有机絮凝剂PAM。所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液质量的1%。搅拌反应池3的搅拌时间为1h。超声波清洗槽1的工作温度为60℃。装置2为上悬式离心机。装置4为三足式离心机。
实施例4
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽中清洗10~15min，直至超声波清洗槽中蓝绿色不再变化，超声波清洗槽会通过高频率的超声作用震落铜材表面部分铜锈和其他污物，同时超声波清洗槽中的柠檬酸溶液会与铜材表面的氧化铜进行反应，达到酸洗的作用；
S02：将S01中超声波清洗槽中的固液混合物转移到固液分离器中进行固液分离，固液分离器包括三足式离心机、振动筛或者上悬式离心机，这里优选为三足式离心机，并将固体回收；
S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物；
S04：将S03得到的混合物通入到三足式离心机中进行离心操作，通过高速旋转，产生强大的离心力，将溶液中的固体与液体分离开来，并回收固体；
S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽中，实现循环操作。
柠檬酸溶液的质量浓度为30%。
拉拔铜材表面的氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.18。
絮凝剂为有机絮凝剂PAM。
所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液质量的0.75%。
搅拌反应池的搅拌时间为0.75h。
超声波清洗槽的工作温度为50oC。
实施例5
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽中清洗10~15min，直至超声波清洗槽中蓝绿色不再变化，超声波清洗槽会通过高频率的超声作用震落铜材表面部分铜锈和其他污物，同时超声波清洗槽中的柠檬酸溶液会与铜材表面的氧化铜进行反应，达到酸洗的作用；
S02：将S01中超声波清洗槽中的固液混合物转移到固液分离器中进行固液分离，固液分离器包括三足式离心机、振动筛或者上悬式离心机，这里优选为三足式离心机，并将固体回收；
S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物；
S04：将S03得到的混合物通入到板框式压滤机中进行离心操作，混合物进入板框式压滤机中，经过滤介质滤布，固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上形成过滤泥饼，而滤液部分则透过滤布，成为不含固体的清液，并回收固体；
S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽中，实现循环操作。
柠檬酸溶液的质量浓度为35%。
拉拔铜材表面的氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.24。
絮凝剂为有机絮凝剂PAM。
所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液质量的1%。
搅拌反应池的搅拌时间为1h。
超声波清洗槽的工作温度为60oC。
实施例6
一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽中清洗10~15min，直至超声波清洗槽中蓝绿色不再变化，超声波清洗槽会通过高频率的超声作用震落铜材表面部分铜锈和其他污物，同时超声波清洗槽中的柠檬酸溶液会与铜材表面的氧化铜进行反应，达到酸洗的作用；
S02：将S01中超声波清洗槽中的固液混合物转移到固液分离器中进行固液分离，固液分离器包括三足式离心机、振动筛或者上悬式离心机，这里优选为三足式离心机，并将固体回收；
S03：将S02中得到的液体转移到搅拌反应池中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物；
S04：将S03得到的混合物通入到三足式离心机中进行离心操作，通过高速旋转，产生强大的离心力，将溶液中的固体与液体分离开来，并回收固体；
S05：将S04得到的液体部分通入到S01中的超声波清洗槽中，实现循环操作。
柠檬酸溶液的质量浓度为35%。
拉拔铜材表面的氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.24。
絮凝剂为有机絮凝剂PAM。
所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液质量的1%。
搅拌反应池的搅拌时间为1h。
超声波清洗槽的工作温度为60oC。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01：将拉拔铜材放入到加有柠檬酸溶液的超声波清洗槽中清洗10~15min，直至超声波清洗槽中蓝绿色不再变化；
S02：将步骤S01中超声波清洗槽中的固液混合物转移到第一固液分离器中进行固液分离，并将固体回收；
S03：将步骤S02中得到的液体转移到搅拌反应池中，然后加入柠檬酸固体、草酸固体和絮凝剂的混合物并搅拌；
S04：将步骤S03得到的混合物通入到第二固液分离器再次进行固液分离操作，并回收固体；
S05：将步骤S04得到的液体部分通入到步骤S01中的超声波清洗槽中，实现循环操作；
通过对铜材测定铜离子含量，估算出铜材表面氧化铜的质量；所述拉拔铜材表面的氧化铜、草酸固体和柠檬酸固体的质量比为1:1:0.12~1:1:0.24；所述絮凝剂包括有机絮凝剂PAM；所述絮凝剂的投加量占搅拌反应池溶液的总质量的0.5%~1%；在步骤S03中，搅拌时间为0.5~1h；所述超声波清洗槽的工作温度为40~60oC，其它操作均在室温下进行。
2.根据权利要求1所述的一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，其特征在于：所述柠檬酸溶液的质量浓度为25%~35%。
3.根据权利要求1所述的一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，其特征在于：步骤S02中所述第一固液分离器为三足式离心机、振动筛或者上悬式离心机；步骤S04中第二固液分离器为板框式压滤机或三足式离心机。
4.根据权利要求3所述的一种拉拔铜材表面氧化铜酸洗方法，其特征在于：步骤S04中，混合物进入板框式压滤机中，经过滤介质滤布，固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上形成过滤泥饼，而滤液部分则透过滤布，成为不含固体的清液；或用三足式离心机通过旋转产生离心力，将混合物中的固体与液体分离开，并回收固体。
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