CN114134557A - 一种节能型溶铜罐及溶铜方法 - Google Patents

一种节能型溶铜罐及溶铜方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能型溶铜罐及溶铜方法,包括:内置喷淋头的溶铜罐(1),所述溶铜罐底部分别连通有缓冲槽(2)和沉降槽(3),所述缓冲槽通过循环泵(4)与喷淋头连通,所述溶铜罐的顶部开设有酸雾抽风口(5),所述沉降槽与酸雾抽风口连通。本发明的有益效果是利用含有氧气的酸雾输入缓冲槽内,再由缓冲槽输入溶铜罐内,最后由酸雾抽风口抽走,形成小循环,铜变硫酸铜是放热反应,随着铜的不断溶解,温度会不停上升,因此不需要输入蒸汽。

Description

一种节能型溶铜罐及溶铜方法
技术领域
本发明涉及电解铜箔生产设备技术领域,尤其涉及溶铜罐及溶铜方法。
背景技术
溶铜工序也称为电解液制备,是电解铜箔生产的第一道工序,目的是将铜料溶解成硫酸盐溶液,以供给原箔生产工序。为了达到金属铜的溶解,生产上一般采用氧化溶解的方法:溶铜一般分为常压溶铜和高压溶铜。所谓高压溶铜就是向溶铜罐内通入氧气,随着氧的压力升高,使铜的氧化趋势增大,从而达到铜的快速溶解。高压溶铜的特点是铜的溶解速度快,效率高,但是设备复杂,投资较大。在电解铜箔生产工艺中,一般都采用在常压下溶铜的方法。常压溶铜一般是低温溶铜。低温溶铜的特点是需要输蒸汽,补液量大,罐内温度在52℃-55℃,溶铜速度120KG/小时。
在电解铜箔制造过程中,溶铜尾气量较大,需要用鼓风机对溶铜罐内鼓风,同时需要在溶铜罐顶部对溶铜罐抽风,这样抽风量较大,不仅仅浪费用电,还需增加处理塔的体积,占用较多用地浪费空间,控制不好时还会严重影响溶铜速度,一边提高蒸汽量给溶铜罐加热,一边在污液槽用冷却板换给电解液降温现象经常出现。
中国发明专利公告号CN105040040B公开了一种高效节能溶铜系统,通过特殊结构的喷淋装置,交替喷淋方式使铜料与氧气及硫酸溶液充分接触反应,从而使溶铜反应速度得到大幅度的提升,但依然是属于低温溶铜,需要输入蒸汽。
又如中国发明专利公告号CN1182278C公开了电解铜箔生产中溶铜的生产方法,溶铜罐密封,罐体上部的气体泵回罐体底部的溶铜液中循环使用,并向罐体加入反应需要的氧气。这是属于高压溶铜的方法,不属于本申请的技术路线。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的常压溶铜方法,溶铜罐尾气抽风量较大,为此提供一种可以降低抽风量和电机功率的节能型溶铜罐及溶铜方法。
本发明的技术方案是:一种节能型溶铜罐,包括:内置喷淋头的溶铜罐,所述溶铜罐底部分别连通有缓冲槽和沉降槽,所述缓冲槽通过循环泵与喷淋头连通,所述溶铜罐的顶部开设有酸雾抽风口,所述沉降槽与酸雾抽风口连通。
上述方案的改进是所述沉降槽的出口与污液槽连通,所述污液槽的出口接入在缓冲槽和循环泵之间。
上述方案中所述缓冲槽的入口接入有溶铜罐回流液和生箔机回流液。
上述方案中所述污液槽的出口接入有底阀。
一种节能型溶铜罐免蒸汽的溶铜方法,包括以下步骤:(1)、确定溶铜速度:在电解液的循环量稳定的前提下,进液量控制在3-5方/小时,保证溶铜罐内的温度在65℃-75℃之间,溶铜罐的铜浓度为120克/升;(2)、根据溶铜速度来计算溶铜氧化需氧量,设溶铜速度为M,空气含氧量为O,0.9804为折算系数,则溶铜氧化需氧量=M/O/0.9804;(3)、根据溶铜速度和溶铜氧化需氧量来进行溶铜,无需输入蒸汽。
上述方案中所述溶铜罐内的温度夏季在65℃-70℃,冬季在70℃-75℃。
本发明的有益效果是将污液槽内开设有风口,空气由此进入污液槽,再由污液槽进入沉降槽,由沉降槽输入溶铜罐内,最后由酸雾抽风口抽走,形成小循环,同时通过控制进液量和温度来提高溶铜速度,溶铜速度满足不输入蒸汽来维持溶铜罐内热量的条件,因此不需要输入蒸汽。还减少了铜粉在溶铜罐沉积的机会,减少清理铜粉的停机和人工;降低了铜粉对喷淋泵机封的损害。
附图说明
图1是本发明示意图;
图中,1、溶铜罐,2、缓冲槽,3、沉降槽,4、循环泵,5、酸雾抽风口,6、底阀,7、污液槽。
具体实施方式
下面结合附图 ,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明包括:内置喷淋头的溶铜罐1,所述溶铜罐底部分别连通有缓冲槽2和沉降槽3,所述缓冲槽通过循环泵4与喷淋头连通,所述溶铜罐的顶部开设有酸雾抽风口5,所述沉降槽与酸雾抽风口连通。所述缓冲槽的入口接入有溶铜罐回流液和生箔机回流液。所述沉降槽的出口与污液槽7连通,所述污液槽的出口接入在缓冲槽和循环泵之间,所述污液槽的出口接入有底阀6。
与现阶段技术相比,有以下几点:1、不需要罗氏风机,罐体上端接酸雾抽风口,用PP管联接四台溶铜罐抽风管,靠墙联成总管(充分考虑压降的大小头联接),与酸雾塔抽风管相联接。(与厂家确认抽风量与压降分布)
2、增加缓冲槽(2*2*1米)4个(每台溶铜罐一个),放于溶铜罐边上,联接溶铜罐回流液和生箔机回流液,代替污液槽供液喷淋循环,单独系统循环可以提高溶铜液温,提高溶铜速度。缓冲槽到循环泵前管道遇停机时需将尾液排空,防范管道结晶。遇停机检修时间,可将缓冲槽的底阀打开,用软管将电解液排放到污液槽。
3、增加沉降槽(1*1*1米)4个(每台溶铜罐一个),将带铜粉的电解液经沉降作用停留在沉降槽方便定期清理,降低污液槽铜粉的沉积。电解液从沉降槽的出口即溢流口进入污液槽
4、生箔机回流管需联接管道到缓冲槽,用球阀控制进液量。
5、停电时务必保证溶铜罐循环泵运行,防范罐内硫酸铜结晶。
6、长时间停机需将缓冲槽、沉降槽及尾液管电解液排空,防范管道内结晶
7、缓冲槽与沉降槽的出口需用防护板固定液位的高度,保持半管相同的液位,缓冲槽的进液管联接口需装于底部,用半圆挡板减少电解液外流,确保溶铜罐循环量的稳定。
净化塔处理后排入大气的气体达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定的二级;各排气口合计最高排放速率不大于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级规定的最高允许排放速率;
为了实现免蒸汽、降低抽风量和电机功率,不需再加冷却水降温,不仅仅要在溶铜罐的结构上做改进,同时工艺上也要做以下改进:
溶铜氧化需氧量的计算公式:
溶铜速度M(公斤/小时)120-220
空气含氧量% 20
0.9804为折算系数
铜形成氧化铜的化学方程式:2Cu+O2=2CuO
铜与氧气重量比为4:1折算到系数中
溶铜氧化需氧量的计算=M/空气含氧量/0.9804
如溶解180公斤每小时的铜需要的氧气量为:180/0.2/0.9804=917立方/小时。
溶铜罐内抽风不宜过大,单罐控制在800~1000立方米/分钟的进风量,如果过大不仅仅将冷空气带入降温,还会带走更多的热量和含铜酸气导致酸雾塔处理成本上升。
为了确保溶铜速度,还需确保四个条件
其一:电解液的循环量稳定的前提下,进液量(等于出液量)不能过大(补液量与温度的热量等于系统循环热量损失);按溶铜放热速度与温度的平衡为控制目标。经验值以3-5方/小时为宜。
其二:保证溶铜罐内的温度在65℃-75℃之间,保持铜转化成硫酸铜的速度最快;夏天在65℃-70℃(夏天温度损失少),冬天在70℃-75℃(冬天温度损失较大)为宜;
控制溶铜罐的铜在合适的浓度是达到不加蒸汽,实现热量平衡的关键因素。如果溶铜罐内的铜控制在110克/升时,系统内铜含量不能维持稳定(净液槽铜含量下降,液位上涨),则需要将铜含量提高(下降越多,提高越大);因此溶铜罐的铜浓度控制是最好的控制液位和保持不加蒸汽不冷却降温的办法。有实践证明,罐铜(即溶铜罐的铜)在120克/升时,320方液大循环工艺中可以保持溶铜速度单罐在190KG/H。
其三:溶铜罐循环喷淋量的影响:以直径5.5米,高6.5米溶铜罐为例,用30KW循环泵为宜,喷淋量大小影响溶铜罐铜接触面积,接触面积越大,所需喷淋量越大;当喷淋量过大时,铜处于浸泡状态时,影响铜的表面氧化进行,转化反应停滞,需控制喷淋量大小。
其四:其它因素:溶铜罐内銅与喷淋液接触面积的影响:溶铜罐内铜堆放的影响氧化的连续,从而影响反应速度;铜料的堆垛应利于氧气的流通,增加铜料与高温含酸气体的接触。溶铜罐内喷淋角度影响液与铜的接触面积;确保喷淋液有效与铜料的接触或雾化。喷淋液雾化程度影响氧化的程度;以喷淋有效程度与抽风量相互配合,如雾化太细,抽风量大,则会降低利用率。
实际运行数据如下:
以直径5.5米,高6.5米溶铜罐,用30KW循环泵为例
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实际运行溶铜速度可达到190公斤/小时。实现了低循环量,不需蒸汽溶铜,溶铜速度达到最大化,而且不需再加冷却水降温,真正做到了能源合理使用。

Claims (6)

1.一种节能型溶铜罐,包括:内置喷淋头的溶铜罐(1),其特征是:所述溶铜罐底部分别连通有缓冲槽(2)和沉降槽(3),所述缓冲槽通过循环泵(4)与喷淋头连通,所述溶铜罐的顶部开设有酸雾抽风口(5),所述沉降槽与酸雾抽风口连通。
2.如权利要求1所述的一种节能型溶铜罐,其特征是:所述沉降槽的出口与污液槽(7)连通,所述污液槽的出口接入在缓冲槽和循环泵之间。
3.如权利要求1所述的一种节能型溶铜罐,其特征是:所述缓冲槽的入口接入有溶铜罐回流液和生箔机回流液。
4.如权利要求1所述的一种节能型溶铜罐,其特征是:所述污液槽的出口接入有底阀(6)。
5.如权利要求1-4任一所述的一种节能型溶铜罐免蒸汽的溶铜方法,其特征是,包括以下步骤:(1)、确定溶铜速度:在电解液的循环量稳定的前提下,进液量控制在3-5方/小时,保证溶铜罐内的温度在65℃-75℃之间,溶铜罐的铜浓度为120克/升;(2)、根据溶铜速度来计算溶铜氧化需氧量,设溶铜速度为M,空气含氧量为O,0.9804为折算系数,则溶铜氧化需氧量=M/O/0.9804;(3)、根据溶铜速度和溶铜氧化需氧量来进行溶铜,无需输入蒸汽。
6.如权利要求5所述的一种节能型溶铜罐免蒸汽的溶铜方法,其特征是,所述溶铜罐内的温度夏季在65℃-70℃,冬季在70℃-75℃。
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