CN210117426U - 一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，属于电解处理设备技术领域。包括盛有硫酸铜镀液的电解槽，硫酸铜镀液内浸有铅板、铜板，铅板与高频整流器的正极相连接，铜板与高频整流器的负极相连接，电解槽侧壁上开设有溢流口，第一循环管路一端安装于溢流口处，另一端延伸至储液槽内，储液槽上安装有用于将储液槽内的镀液输送至电解槽内的第二循环管路，储液槽上还安装有用于将储液槽内的镀液输送至电镀槽内的第三循环管路。本实用新型能实现镀液处理不停产，电镀与电解同时进行，充分利用电解产物来降低镀液中硫酸铜溶液的浓度，从而降低工人劳动强度，降低企业生产成本。

Description

一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解处理的设备，属于电解处理设备技术领域。

背景技术

铁丝连续镀铜工艺，采用的硫酸铜本色电镀镀液工艺，由于阳极与阴极的比例通常超过2：1，在生产高导电率铜包钢线时，电流密度可达6A/dm²以上，因此，阳极铜板的溶解速度会快于镀液中二价铜离子在阴极析出的速度，这样，镀液中的二价铜会随着生产时间的增加逐渐上升，即硫酸铜溶液浓度升高，导致镀液的分散能力下降，镀层结晶粗糙，容易出现脱皮等不良。

为了解决硫酸铜溶液浓度升高的问题，目前普遍采用从镀液槽内抽出部分镀液进行稀释处理来降低硫酸铜溶液的浓度，稀释处理时需要停产处理，该处理过程会带来生产成本提高、生产效率低、工人劳动强度增大等问题。

因此，亟待出现一种能克服上述问题的用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，该设备能实现镀液处理不停产，电镀与电解同时进行，充分利用电解产物来降低镀液中硫酸铜溶液的浓度，从而降低工人劳动强度，降低企业生产成本。

一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特殊之处在于包括盛有硫酸铜镀液的电解槽1，硫酸铜镀液内浸有铅板2、铜板3，铅板2与高频整流器4的正极相连接，铜板3与高频整流器4的负极相连接，高频整流器4的输出电流为2-3A，电解槽1侧壁上开设有溢流口5，第一循环管路6一端安装于溢流口5处，另一端延伸至储液槽7内，储液槽7上安装有用于将储液槽7内的镀液输送至电解槽1内的第二循环管路8，储液槽7上还安装有用于将储液槽7内的镀液输送至电镀槽9内的第三循环管路10；

优选的，所述铜板3的数量为两个，两个铜板3布局于铅板2两侧；

优选的，所述铅板2的纵剖面呈波浪型或者锯齿型；

优选的，所述高频整流器4的输出电流为2-3A；

优选的，所述第二循环管路8上安装有第一耐腐蚀循环泵11，第三循环管路10上安装有第二耐腐蚀泵16；

优选的，所述第二循环管路8一端与储液槽7相通，另一端延伸至电解槽1内，延伸至电解槽1内的一端呈一字型且位于电解槽1底部，沿着一字型结构的长度方向开设有多个出液孔17；

优选的，所述出液孔17布设于第二循环管路8上表面及左右两侧；

优选的，所述第二循环管路8延伸至电解槽1内的一端距离电解槽1底部15厘米；

优选的，所述高频整流器4的正极连接有第一铜棒12、负极连接有第二铜棒13，铅板2及铜板3顶部均安装有铜挂钩14，铅板2的铜挂钩14挂于第一铜棒12上，铜板3的铜挂钩14挂于第二铜棒13上；

优选的，所述储液槽7的槽口处设有水平支撑板15，支撑板15上开设有两个通过口，分别用于通过第二循环管路8、第三循环管路10，第一耐腐蚀循环泵11、第二耐腐蚀循环泵16放置于支撑板15上；

优选的，所述电解槽1、储液槽7、电镀槽9均由PP材料制成。

本实用新型的用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备结构设计巧妙，采用与电镀工艺相逆的原理方法，在电解槽内对高浓度硫酸铜镀液进行小电流的电解处理，即采用铅板做阳极，采用铜板做阴极，通以2-3A的小电流。在阳极附近，电解生成氧气，使硫酸铜镀液中酸离子浓度逐步提高；在阴极铜板上，二价铜离子得到电子以单质铜的形态析出，这样通过不断地电解处理，使得镀液的酸度逐步提升，减少硫酸的补充量，电解槽内硫酸铜镀液浓度降低，通过第一循环管路泵送至储液槽内，再通过储液槽泵送至电镀槽内，从而降低电镀槽内硫酸铜镀液的浓度，整个过程无需停产处理，同时镀液中过量的铜离子通过电解处理又可以以单质铜的形态在阴极上沉积，沉积上铜的铜板又可以重复循环利用，做为电镀铜阳极的补充。

本实用新型的有益效果如下：

1、可以连续不停车进行镀液处理，可在镀槽停止工作后，做独立电解使用，操作灵活方便；

2、不仅有效消耗硫酸铜，而且生成的硫酸和铜都是需要每日补充添加的原料，即保证了工艺有效性，又节约了劳动力和资金；

3、为提升电解处理的效率，日常电镀过程中，可同时连续采用多组电解板同时进行电解处理，可基本达到平衡镀液中的硫酸铜的浓度的目的。

附图说明

图1：本实用新型一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备结构示意图；

图2：第一铜棒、第二铜棒、高频整流器、铅板、铜板相配合的结构示意图；

图3：出液孔的剖视图。

图中： 1、电解槽； 2、铅板； 3、铜板； 4、高频整流器；5、溢流口；6、第一循环管路；7、储液槽；8、第二循环管路；9、电镀槽；10、第三循环管路；11、第一耐腐蚀循环泵；12、第一铜棒；13、第二铜棒；14、铜挂钩；15、支撑板；16、第二耐腐蚀泵；17、出液孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，包括盛有硫酸铜镀液的电解槽1，硫酸铜镀液内浸有铅板2、铜板3，铅板2与高频整流器4的正极相连接，铜板3与高频整流器4的负极相连接，电解槽1侧壁上开设有溢流口5，第一循环管路6一端安装于溢流口5处，另一端延伸至储液槽7内，储液槽7上安装有用于将储液槽7内的镀液输送至电解槽1内的第二循环管路8，储液槽7上还安装有用于将储液槽7内的镀液输送至电镀槽9内的第三循环管路10，电解槽1、储液槽7、电镀槽9均由PP材料制成；

为了提高电解速度，铜板3的数量为两个，两个铜板3布局于铅板2两侧；

为了进一步提高电解速度，铅板2的纵剖面呈波浪型或者锯齿型；

为了能快速泵送镀液，且能有较高的使用寿命，第二循环管路8上安装有第一耐腐蚀循环泵11，第三循环管路10上安装有第二耐腐蚀泵16；

为了能最大化的进行离子交换，第二循环管路8一端与储液槽7相通，另一端延伸至电解槽1内，延伸至电解槽1内的一端呈一字型且位于电解槽1底部，沿着一字型结构的长度方向开设有多个出液孔17，出液孔17布设于第二循环管路8上表面及左右两侧；

为了防止电解槽1底部杂质上浮，第二循环管路8延伸至电解槽1内的一端距离电解槽1底部15厘米；

由于铅板2、铜板3重量较重，需悬挂起来，因此，高频整流器4的正极连接有第一铜棒12、负极连接有第二铜棒13，第一铜棒12、第二铜棒13放置于电解槽1的槽口处，铅板2及铜板3顶部均安装有铜挂钩14，铅板2的铜挂钩14挂于第一铜棒12上，铜板3的铜挂钩14挂于第二铜棒13上；

在储液槽7的槽口处设有水平支撑板15，支撑板15上开设有两个通过口，分别用于通过第二循环管路8、第三循环管路10，第一耐腐蚀循环泵11、第二耐腐蚀循环泵16放置于支撑板15上。

电镀过程：通过阴极提供电子，通过阳极失去电子，阳极（铜板）失去电子形成铜离子，阳极上生成铜离子是带两个正电荷的，因为阴极（铁丝）是电子聚集的地方，电子是显负电荷的，所以同性相吸，带正电荷的铜离子就会朝阴极移动，得到阴极的电子之后，附着在阴极的表面，形成铜单质，也就完成了铁丝镀铜的过程。

电解过程：阳极（铅板）作为惰性电极，自身无法失去电子，因此其周围的物质需要失去电子，铜离子、硫酸中的氢离子这些正离子都无法失去电子，因此只有水可以失去电子，水的化学式H-OH,氢和氢氧根通过氢键相连接，当需要失去电子时，氢键被打开，释放出了氢离子，同时氢氧根失去电子后形成了氧气；而阴极（铜板）上面集聚大量电子，电解液中的铜离子由于电极电位高，优先于氢离子放电，所以铜离子得到阴极电子后沉积在阴极铜板上面，这样在电解槽的阳极附近生成大量的氢离子，也就形成了硫酸；而在电解槽的阴极上面，不断沉积出单质铜。

本发明电解的最终目的是让电解液中的硫酸铜以纯铜的形式沉积在阴极铜板表面，从而可以回用到镀铜工序的阳极铜板，另外电解液中会生成硫酸，也可以回用到镀铜的镀液中去，从而降低镀液中硫酸铜的浓度。

本发明采用与电镀工艺相逆的原理方法，在电解槽内对高浓度硫酸铜镀液进行小电流的电解处理，即采用铅板做阳极，采用铜板做阴极，通以2-3A的小电流。在阳极附近，电解生成氧气，使硫酸铜镀液中酸离子浓度逐步提高；在阴极铜板上，二价铜离子得到电子以单质铜的形态析出，这样通过不断地电解处理，使得镀液的酸度逐步提升，减少硫酸的补充量，电解槽内硫酸铜镀液浓度降低，通过第一循环管路泵送至储液槽内，再通过储液槽泵送至电镀槽内，从而降低电镀槽内硫酸铜镀液的浓度，整个过程无需停产处理，同时镀液中过量的铜离子通过电解处理又可以以单质铜的形态在阴极上沉积，沉积上铜的铜板又可以重复循环利用，做为电镀铜阳极的补充。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于包括盛有硫酸铜镀液的电解槽（1），硫酸铜镀液内浸有铅板（2）、铜板（3），铅板（2）与高频整流器（4）的正极相连接，铜板（3）与高频整流器（4）的负极相连接，电解槽（1）侧壁上开设有溢流口（5），第一循环管路（6）一端安装于溢流口（5）处，另一端延伸至储液槽（7）内，储液槽（7）上安装有用于将储液槽（7）内的镀液输送至电解槽（1）内的第二循环管路（8），储液槽（7）上还安装有用于将储液槽（7）内的镀液输送至电镀槽（9）内的第三循环管路（10）。

2.按照权利要求1所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述铜板（3）的数量为两个，两个铜板（3）布局于铅板（2）两侧。

3.按照权利要求1所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述铅板（2）的纵剖面呈波浪型或者锯齿型。

4.按照权利要求1所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述高频整流器（4）的输出电流密度0.5-1A/dm²。

5.按照权利要求1所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述第二循环管路（8）上安装有第一耐腐蚀循环泵（11），第三循环管路（10）上安装有第二耐腐蚀循环泵（16）。

6.按照权利要求5所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述第二循环管路（8）一端与储液槽（7）相通，另一端延伸至电解槽（1）内，延伸至电解槽（1）内的一端呈一字型且位于电解槽（1）底部，沿着一字型结构的长度方向开设有多个出液孔（17）。

7.按照权利要求6所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述出液孔（17）布设于第二循环管路（8）上表面及左右两侧。

8.按照权利要求6所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述第二循环管路（8）延伸至电解槽（1）内的一端距离电解槽（1）底部15厘米。

9.按照权利要求1所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述高频整流器（4）的正极连接有第一铜棒（12）、负极连接有第二铜棒（13），铅板（2）及铜板（3）顶部均安装有铜挂钩（14），铅板（2）的铜挂钩（14）挂于第一铜棒（12）上，铜板（3）的铜挂钩（14）挂于第二铜棒（13）上。

10.按照权利要求5所述的一种用于降低镀液中硫酸铜浓度的连续电解设备，其特征在于所述储液槽（7）的槽口处设有水平支撑板（15），支撑板（15）上开设有两个通过口，分别用于通过第二循环管路（8）、第三循环管路（10），第一耐腐蚀循环泵（11）、第二耐腐蚀循环泵（16）放置于支撑板（15）上。

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