CN210826397U

CN210826397U - 一种电解生箔离子浓度稳定控制系统

Info

Publication number: CN210826397U
Application number: CN202020554392.7U
Authority: CN
Inventors: 韦诗彬; 江泱; 石新友; 宗道球; 黄国平; 王乾; 陶梦周
Original assignee: Gansu Defu New Material Co ltd
Current assignee: Gansu Defu New Material Co ltd
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2030-04-15

Abstract

本实用新型提供了一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，属于电解生箔技术领域。该装置包括包括溶铜罐，溶铜罐上分别设有溢流口、出气口、进气口，进气口连接有变频风机；还包括硫酸储罐；以及从前向后依次连接的污液罐、硅藻土过滤器、保安过滤器、净液罐、生箔机；溢流口与污液罐连接，溢流口与污液罐之间设有第二离子浓度计和铜离子控制阀门；硫酸储罐与溶铜罐和污液罐之间分别连接，硫酸储罐与污液罐之间设有硫酸根离子控制阀门；净液罐和生箔机之间设有第一离子浓度计。本实用新型同时配合变频风机和PLC控制的各个阀门和离子浓度计，实现了完全即时的全离子浓度控制，便于生箔机供液系统的离子浓度稳定，促进成箔质量的提升。

Description

一种电解生箔离子浓度稳定控制系统

技术领域

本实用新型涉及电解铜箔领域，具体而言，涉及一种电解生箔离子浓度稳定控制系统。

背景技术

电解铜箔工艺原理：以电解铜或与电解铜同等纯度的铜线为原料，将其在硫酸中溶解，制造硫酸铜水溶液，以钛辊为阴极，通过连续不断的在阴极辊上沉积上金属铜，同时连续地从阴极辊筒上剥离。铜箔的电沉积是铜离子的迁移过程，铜离子的多少会影响其迁移速率即其扩散速度。在相同的过电位下，低的铜离子浓度，铜离子还原速度也较慢，使得基体上晶粒生长速度较均匀；高的铜离子浓度可用提高电流密度上限，但降低了电解液的分散能力，扩散层增厚，阴极过电位小，造成铜晶核成长速度快，成核速度慢，导致铜箔结晶粗大。在不改变电流密度的浓度的情况下，适当降低铜离子浓度，造成适当的浓度差极化，可以提高电解液的电导率并通过共同离子效应，降低铜离子的有效浓度，从而提高阴极极化作用，改善镀液的分散能力，从而使结晶层结晶至细致，有利于提高铜箔的抗拉强度和延伸率。

现有技术中，对于铜离子的浓度控制，一般采用控制溶铜罐中的氧气通入量来实现，因为单质铜与稀硫酸不会反应，只有在氧气充足，将单质铜氧化成氧化铜之后才能被稀硫酸溶解生成硫酸铜，所以，控制通气量，原理上就能实现铜离子浓度的控制。但是在生产中发现，这种控制方式不太理想，后来多次改造风机组，还是无法即时调整铜离子浓度，且对硫酸根离子的控制比较单一，无法同步调整铜离子和硫酸根离子，且由于风机功率的时高时低调整，电耗很高；且在酸度不足时，需要单独设置小的硫酸罐来往净液罐中部补加硫酸，酸储罐一般跟车间其余装置单独设置，但是为了补加硫酸，必须将小的硫酸罐设置在污液罐旁，存在安全和环保的双重风险，且净液纯度要求高，还需对硫酸进行两级净化后才能补入净液罐，各种能耗都增大。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，旨在改善电解生箔供液系统中离子浓度稳定度不高的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，包括溶铜罐，溶铜罐上分别设有溢流口、出气口、进气口，进气口连接有变频风机；还包括硫酸储罐；以及从前向后依次连接的污液罐、硅藻土过滤器、保安过滤器、净液罐、生箔机；

溢流口与污液罐连接，溢流口与污液罐之间设有第二离子浓度计和铜离子控制阀门；硫酸储罐与溶铜罐和污液罐之间分别连接，硫酸储罐与污液罐之间设有硫酸根离子控制阀门；

净液罐和生箔机之间设有第一离子浓度计。

在本实用新型的一种实施例中，还包括PLC，PLC一端连接第一离子浓度计和第二离子浓度计，PLC另一端连接铜离子控制阀门和硫酸根离子控制阀门。

在本实用新型的一种实施例中，溶铜罐与污液罐之间通过管道连接，且管道上设有循环泵。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型首先将进气口连接的风机加装变频泵，组成变频风机，实现对第二离子浓度计测得的铜离子浓度的大致控制，但这种控制由于氧化铜的生成反应需要反应时间，并不及时；在此基础上，改装管线，将硫酸储罐与污液罐直接连接，并在其间设置硫酸根离子控制阀门，省去在污液罐旁单独设置的小的硫酸罐；在溶铜罐与污液罐管路上设置铜离子控制阀门，并在生箔机与净液罐之间的管路上设置第一离子浓度计，当第一离子浓度计测得的铜离子浓度超限时，关停铜离子控制阀门，对净液罐进行补液调整铜离子浓度，当第一离子浓度计测得的铜离子浓度不足时，开启硫酸根离子控制阀门向污液罐中补充硫酸，如此就能即时、严格的控制上生箔机时的铜离子和硫酸根离子浓度。

（2）用PLC实现对上生箔机前铜离子和硫酸根离子浓度的数据采集，同时对溢流的溶铜污液中铜离子浓度进行检测，依据数据控制溶铜罐至污液罐中的供液和硫酸根离子浓度的调整，自动化控制，同时、且即时地控制铜离子和硫酸根离子浓度，保证上生箔机电解液的离子浓度稳定；循环泵向溶铜罐内喷洒含硫酸的硫酸铜溶液，促进溶铜。

（3）本实用新型经过管线改造实现了大量工艺环节的节省，同时配合变频风机和PLC控制的各个阀门和离子浓度计，实现了完全即时的全离子浓度控制，便于生箔机供液系统的离子浓度稳定，促进成箔质量的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是一种电解生箔离子浓度稳定控制系统的结构示意图；

图2是一种电解生箔离子浓度稳定控制系统中的PLC控制系统连接示意图；

图3是一种电解生箔离子浓度稳定控制系统中的溶铜罐结构示意图。

图中：100-溶铜罐；101-溢流口；102-出气口；103-进气口；200-污液罐；201-循环泵；300-硅藻土过滤器；400-保安过滤器；500-净液罐；600-生箔机；700-硫酸储罐；800-PLC；801-第一离子浓度计；802-第二离子浓度计；803-铜离子控制阀门；804-硫酸根离子控制阀门。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，包括溶铜罐100，溶铜罐100上分别设有溢流口101、出气口102、进气口103，进气口103连接有变频风机。

还包括硫酸储罐700、PLC；以及从前向后依次连接的污液罐200、硅藻土过滤器300、保安过滤器400、净液罐500、生箔机600；

溶铜罐100与污液罐200之间通过管道连接，且管道上设有循环泵201。

溢流口101与污液罐200连接，溢流口101与污液罐200之间设有第二离子浓度计802和铜离子控制阀门803；硫酸储罐700与溶铜罐100和污液罐200之间分别连接，硫酸储罐700与污液罐200之间设有硫酸根离子控制阀门804；净液罐500和生箔机600之间设有第一离子浓度计801；PLC一端连接第一离子浓度计801和第二离子浓度计802，PLC另一端连接铜离子控制阀门803和硫酸根离子控制阀门804。

具体的装置的工作原理：使用时，加入原料铜、从硫酸储罐700向溶铜罐100通入硫酸，溶铜罐100工作溶铜，循环泵201将污液罐中含硫酸的硫酸铜溶液向溶铜罐100内喷洒，促进溶铜；同时变频风机从进气口103向溶铜罐100鼓风加养，通过促进铜单质氧化来促进溶铜，同时变频风机的风量可以粗略控制溶铜进度和铜离子浓度。

气体从出气口102溢出，溶铜后的溢流污液进入污液罐200；途径第二离子浓度计802测定离子浓度，数据传输至PLC，污液罐200中的电解液逐级向后经硅藻土过滤器300、保安过滤器400的过滤来到净液罐500中，再流经第一离子浓度计801进入生箔机；第一离子浓度计801测定离子浓度，数据传输至PLC，当铜离子浓度超限时，PLC控制关停铜离子控制阀门803，对净液罐中的电解液进行稀释补液再上生箔机；当硫酸离子浓度不足时，PLC控制打开硫酸根离子控制阀门804，往污液罐中补充硫酸，直至铜离子和硫酸根离子的浓度均在上机浓度控制范围内时，打开铜离子控制阀门803正常向污液罐中供液，关闭硫酸根离子控制阀门804停止硫酸酸根离子补充，在生产中，这是一个自动化控制的动态循环，完全可以实现即时的离子浓度调整。

且去除了净液罐爱上安装的小硫酸罐和配套过滤装置，不仅安全环保，还节能降耗，有助于去除非必要设备，扩大车间空间。

需要说明的是，第一离子浓度计801、第二离子浓度计802、PLC、铜离子控制阀门803、硫酸根离子控制阀门804、循环泵201均为市场商购的现有产品，具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

第一离子浓度计801、第二离子浓度计802、PLC、铜离子控制阀门803、硫酸根离子控制阀门804、循环泵201的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，包括溶铜罐（100），所述溶铜罐（100）上分别设有溢流口（101）、出气口（102）、进气口（103），其特征在于，还包括硫酸储罐（700）；以及从前向后依次连接的污液罐（200）、硅藻土过滤器（300）、保安过滤器（400）、净液罐（500）、生箔机（600）；

所述溢流口（101）与污液罐（200）连接，所述溢流口（101）与污液罐（200）之间设有第二离子浓度计（802）和铜离子控制阀门（803）；所述硫酸储罐（700）与溶铜罐（100）和污液罐（200）之间分别连接，所述硫酸储罐（700）与污液罐（200）之间设有硫酸根离子控制阀门（804）；

所述净液罐（500）和生箔机（600）之间设有第一离子浓度计（801）；

所述进气口（103）连接有变频风机。

2.根据权利要求1所述的一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，其特征在于，还包括PLC（800），所述PLC（800）一端连接第一离子浓度计（801）和第二离子浓度计（802），所述PLC（800）另一端连接铜离子控制阀门（803）和硫酸根离子控制阀门（804）。

3.根据权利要求1所述的一种电解生箔离子浓度稳定控制系统，其特征在于，所述溶铜罐（100）与污液罐（200）之间通过管道连接，且所述管道上设有循环泵（201）。