CN219409943U - 溶铜装置和溶铜系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种溶铜装置和溶铜系统，涉及铜箔加工技术领域，溶铜装置包括溶铜罐、溶铜泵、气液混合喷射器和溶铜进液管，所述溶铜罐的内侧壁和外侧壁相对设置形成夹层空间，所述内侧壁围成的罐体内设有承重格栅，所述承重格栅将所述罐体划分为第一容纳部和第二容纳部；所述溶铜泵与所述夹层空间连通，将所述夹层空间内的溶液抽出；所述气液混合喷射器接收从所述夹层空间抽出的溶液以及含氧气体，进入气液混合喷射器中的溶液和含氧气体混合后，通过溶铜进液管将混合有含氧气体的溶液通入到铜材的底部。通过上述设计，实现溶液的内部循环，可以不断提高溶铜装置内部溶液中的含氧量，提高溶铜效率。

Description

溶铜装置和溶铜系统

技术领域

本申请涉及铜箔加工技术领域，尤其涉及一种溶铜装置和溶铜系统。

背景技术

硫酸铜溶液是电解铜箔生产中的主要原料，而溶铜是电解铜箔生产中的第一道工序，是十分关键、重要的一个环节，溶铜是否正常直接关系到电解铜箔的生产是否能稳定运行。

溶铜是把原料铜板或铜线等铜材放于溶铜罐内，与加入的硫酸溶液中的硫酸和空气中的氧进行化学反应，使原料铜板或铜线溶解为硫酸铜溶液。当前溶铜工艺主要使用的有高温浸泡式溶铜和喷淋式溶铜，但是溶铜效率仍无法满足目前大电流生产的需求，因此如何提升溶铜效率是行业急需解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种溶铜装置和溶铜系统，以极大提高溶铜效率。

本申请公开了一种溶铜装置，包括溶铜罐、溶铜泵、气液混合喷射器和溶铜进液管，所述溶铜罐包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁和外侧壁相对设置形成夹层空间，所述夹层空间的顶部设有开口，所述夹层空间的底部密封；所述内侧壁围成的罐体内设有承重格栅，所述承重格栅将所述罐体划分为第一容纳部和第二容纳部，所述第一容纳部设置在所述第二容纳部和所述罐体的底部之间；所述溶铜泵与所述夹层空间连通，将所述夹层空间内的溶液抽出；

所述气液混合喷射器包括混合腔，以及与所述混合腔连通的进液口、进气口和出液口，所述进液口与所述溶铜泵连通，接收从所述夹层空间抽出的溶液；所述进气口接收含氧气体，从所述进液口和所述进气口进入的溶液和含氧气体在所述混合腔内混合后从所述出液口流出；所述溶铜进液管一端与所述出液口连通，另一端延伸至所述第二容纳部的底部，将混合有含氧气体的溶液通入到铜材的底部。

可选的，所述溶铜进液管包括相连通的第一管道和第二管道，所述第一管道与所述承重格栅平行设置，且所述第一管道的一端与所述出液口连通，另一端与所述第二管道连通，所述第二管道与所述承重格栅垂直设置，且贯穿所述承重格栅的中心，将混合有含氧气体的溶液通入到所述第一容纳部内。

可选的，所述第二管道远离所述第一管道的一端为扩口状，沿所述第二容纳部到所述第一容纳部的方向，所述第二管道的横截面积逐渐增大。

可选的，所述承重格栅上设有多个通孔，多个所述通孔沿所述承重格栅的中心到边缘均匀分布。

可选的，所述混合腔包括相连通的第一内腔和第二内腔，沿所述气液混合喷射器内部溶液流动的方向，所述第一内腔的横截面积大于所述第二内腔的横截面积，所述第一内腔分别与所述进液口和所述进气口相连通，所述第二内腔与所述出液口相连通。

可选的，所述内侧壁包括第一内侧壁和第二内侧壁，所述第一内侧壁与所述外侧壁平行设置，所述第二内侧壁的一端与所述第一内侧壁相连，另一端与所述溶铜罐的底部相连；沿所述第二容纳部到所述第一容纳部的方向，所述第二内侧壁与所述外侧壁之间的间距逐渐增大；所述承重格栅的边缘为斜面，与所述第二内侧壁配合固定。

可选的，所述溶铜装置还包括回液孔板，所述回液孔板为镂空结构，设置在所述夹层空间内，一端与所述外侧壁连接，另一端与所述第一内侧壁连接。

可选的，所述溶铜罐还包括酸气抽风口、溢流口和补液口，所述酸气抽风口、溢流口和补液口分别设置在所述溶铜罐的顶部。

可选的，所述内侧壁和所述外侧壁都为筒状结构，所述外侧壁环绕所述内侧壁设置。

本申请还公开了一种溶铜系统，包括储液罐、补液管、溢流管和如上所述的溶铜装置，所述储液罐内存储有含铜溶液，所述补液管的一端与所述储液罐连通，另一端通过水泵与所述溶铜装置的溶铜罐连通；所述溢流管的一端与所述储液罐连通，另一端与所述溶铜罐连通。

相对于目前通过将溶铜液以喷淋的方式从铜材的顶部喷下，来提高溶铜效率的方案来说，本申请通过溶铜泵将夹层空间内的溶铜溶液抽出，并通过气液混合喷射器将外界的含氧气体混入到溶液中，使得溶液和含氧气体可以均匀混合，极大地提高了溶液中的含氧量，最后将含氧溶液通入到罐体内铜材的底部，使得含氧溶液上升与铜材反应，加速铜材的溶解，随着罐体内的溶液从夹层空间的顶部开口流入，完成了溶液在溶铜装置中的内循环，可以不断提高溶铜装置内部溶液中的含氧量，提高溶铜效率，并且一直保持较高的溶铜效率。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请实施例提供的一种溶铜系统的示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种溶铜系统的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种溶铜装置的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种气液混合喷射器的示意图。

其中，10、溶铜系统；100、溶铜装置；110、溶铜罐；111、内侧壁；111a、第一内侧壁；111b、第二内侧壁；112、外侧壁；113、酸气抽风口；114、溢流口；115、补液口；120、夹层空间；130、罐体；131、第一容纳部；132、第二容纳部；140、承重格栅；150、溶铜泵；160、气液混合喷射器；161、混合腔；162、进液口；163、进气口；164、出液口；165、第一内腔；166、第二内腔；170、溶铜进液管；171、第一管道；172、第二管道；180、回液孔板；200、储液罐；300、补液管；400、溢流管；500、水泵；600、铜材；700、人孔。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置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申请的限制。

下面参考附图和可选的实施例对本申请作详细说明。

如图1和图2所示，本申请公开了一种溶铜系统，不仅可以提高溶铜效率，还能够提高生产自动化，提高铜箔的生产效率。所述溶铜系统10包括储液罐200、补液管300、溢流管400和溶铜装置100，所述储液罐200内存储有含铜溶液，含铜溶液具体可以为硫酸铜溶液，所述储液罐200中的含铜溶液用于生产铜箔，且生产工序和溶铜装置100中的溶铜工序是同时进行的。

随着生产的进行，会使得储液罐200中含铜溶液的铜离子不断被消耗，导致铜离子浓度降低，进而降低铜箔的生成效率；本申请实施例通过分别将补液管300和溢流管400的一端与储液罐200连通，另一端与所述溶铜罐110连通，并且补液管300是通过水泵500与溶铜罐110连通，水泵500将储液罐200中的贫液(含铜成分较少的硫酸铜或硫酸溶液)抽出，通过补液管300通入到溶铜装置100内，溶铜装置100提高溶液内的含铜量之后，将富液(含铜成分较多的硫酸铜溶液)通过溢流管400通入到储液罐200内，提高储液罐200内含铜溶液的铜离子浓度，提高生产效率。

在溶铜系统10中，储液罐200和溶铜装置100内的溶液不断循环，溶液的具体流动方式可参考图1中箭头所指的方向。其中，储液罐200不断地消耗溶液中的铜离子，溶铜装置100不断地增加溶液中的铜离子，由于溶铜装置100的设计能够极大地加快溶铜效率，因此即使采用大电流模式生产铜箔，也能保证连续生产，从而提高铜箔的生产效率。并且在生产铜箔和溶铜工序中，只需要确保溶铜装置100内部的铜材600量即可，其他不需要人工操作，从而还提高了溶铜系统10中的自动化水平。

如图1、图2和图3所示，本申请实施例还进一步公开了一种溶铜装置，该溶铜装置100可用于上述的溶铜系统10，也可以用于其他的铜箔生产体系，具体的，所述溶铜装置100包括溶铜罐110、溶铜泵150、气液混合喷射器160和溶铜进液管170，所述溶铜罐110的侧壁为夹层结构，也可以理解为溶铜罐110含有内筒结构，溶铜罐110的侧壁包括内侧壁111和外侧壁112，所述内侧壁111和外侧壁112相对设置形成夹层空间120，所述夹层空间120的顶部开口，所述夹层空间120的底部密封。

需要说明的是，内侧壁111可以是连续的结构，沿着外侧壁112的轨迹围绕形成圆形或方形，此时内侧壁111和外侧壁112都为筒状结构，所述外侧壁112环绕所述内侧壁111设置；当然，内侧壁111可以是不连续的片状结构，只与外侧壁112的某一处或多处相对设置。

而且，溶铜罐110可以是一体成型结构，即内侧壁111和外侧壁112同步加工形成，从而提高溶铜罐110的生产效率和溶铜罐110的结构稳定性。当然，溶铜罐110还可以是一种组装结构，可以将内侧壁111通过插板的形式插入到溶铜罐110的内部，这样可以根据实际需求进行对应的安装设计。

所述内侧壁111围成的罐体130内设有承重格栅140，承重格栅140用于承载铜材600，所述铜材600可以是铜丝，也可以是铜粒或铜片；承重格栅140为镂空结构，使得溶铜罐110内的溶液可以透过承重格栅140流到承重格栅140的下方。承重格栅140将所述罐体130划分为第一容纳部131和第二容纳部132，所述第一容纳部131设置在所述第二容纳部132和所述罐体130的底部之间，即第一容纳部131在承重格栅140的下方，第二容纳部132在承重格栅140的上方。

所述承重格栅140悬空在罐体130内，可以与内侧壁111连接，也可以在承重格栅140和罐体130的底部之间设置支架，对承重格栅140支撑。作为一种可选的实施方式，将承重格栅140搭载在内侧壁111上进行固定，具体的，所述内侧壁111包括第一内侧壁111a和第二内侧壁111b，所述第一内侧壁111a与所述外侧壁112平行设置，所述第二内侧壁111b的一端与所述第一内侧壁111a相连，另一端与所述溶铜罐110的底部相连；沿所述第二容纳部132到所述第一容纳部131的方向，所述第二内侧壁111b与所述外侧壁112之间的间距逐渐增大；所述承重格栅140的边缘为斜面，与所述第二内侧壁111b配合固定。

在上述实施方式中，所述承重格栅140与溶铜罐110组装在一起，直接将承重格栅140放入溶铜罐110内即可，不需要额外再连接固定，组装方便，还可以随时将承重格栅140从溶铜罐110内取出，以清理溶铜罐110底部的残渣。当然，也可以将承重格栅140与溶铜罐110采用一体成型结构进行设计，同时，可在溶铜罐110的边缘设置人孔700，方便清理铜材600使用后的残渣。

对于溶铜装置100中的溶铜泵150和气液混合喷射器160，两者都是设置在溶铜罐110外，溶铜泵150通过水管与所述夹层空间120连通，将所述夹层空间120内的溶液抽出。进一步的，将溶铜泵150接到夹层空间120的底部，此时由于第二内侧壁111b与外侧壁112之间的间距逐渐扩大，夹层空间120中的底部空间随之扩大，容纳的溶液更多，而且夹层空间120底部的压强更大，从而能够提高溶铜泵150抽取溶液的效率。

所述气液混合喷射器160包括混合腔161，以及与所述混合腔161连通的进液口162、进气口163和出液口164，所述进液口162与所述溶铜泵150连通，接收从所述夹层空间120抽出的溶液；所述进气口163与外界的鼓风机或增氧机连通，用于接收外界的含氧气体，其中，该含氧气体可以是氧气也可以是一般的空气。从所述进液口162进入的溶液，以及从所述进气口163进入的含氧气体，在所述混合腔161内混合后形成含氧溶液，然后从所述出液口164流出。

如图4所示，作为一种可选的实施方式，还可以进一步的，将所述混合腔161设计为相连通的第一内腔165和第二内腔166，且沿所述气液混合喷射器160内部溶液流动的方向，所述第一内腔165的横截面积大于所述第二内腔166的横截面积，所述第一内腔165分别与所述进液口162和所述进气口163相连通，所述第二内腔166与所述出液口164相连通。这样含氧气体和溶液可以在空间较大的第一内腔165中充分混合均匀，然后被挤压到空间较小的第二内腔166中，即可加快溶液的流动，也可以提高含氧气体和溶液的混合效果，提高溶液中的含氧量。

接着，通过将所述溶铜装置100中的溶铜进液管170一端与所述出液口164连通，另一端延伸至所述第二容纳部132的底部，将混合有含氧气体的溶液(即含氧溶液)通入到铜材600的底部，使得含氧溶液随着冲击力进入第一容纳部131内，然后逐渐上升，且在含氧溶液上升的过程中，含氧溶液与铜材600接触，加快铜材600的溶解。

本申请实施例将溶铜进液管170设置在承重格栅140的上方，然后将溶液传输至承重格栅140的下方；相比于直接将整个溶铜进液管170都设置在承重格栅140下方的方案来说，这样的设计使得溶液从溶铜进液管170流出，冲击到第一容纳部131中的距离更远，在第一容纳部131内与溶液混合的均匀效果更好，使得从溶铜进液管170流出的含氧溶液可以均匀地作用到承重格栅140上方的大部分铜材600上。

具体的，所述溶铜进液管170包括相连通的第一管道171和第二管道172，所述第一管道171与所述承重格栅140平行设置，且所述第一管道171的一端与所述出液口164连通，另一端与所述第二管道172连通，所述第二管道172与所述承重格栅140垂直设置，即溶铜进液管170为L形的管道结构。

而且，为了进一步提高含氧溶液在第一容纳部131内均匀扩散的效果，本申请实施例还进一步提供了如下三种可选的实施方式：

第一种实施方式将第二管道172贯穿所述承重格栅140的中心，将含氧溶液通入到所述第一容纳部131内；第二种实施方式将所述第二管道172远离所述第一管道171的一端设计为扩口状，使得沿所述第二容纳部132到所述第一容纳部131的方向，所述第二管道172的横截面积逐渐增大；第三种实施方式将所述承重格栅140上设有多个通孔，多个所述通孔沿所述承重格栅140的中心到边缘均匀分布。

当然，以上三种实施方式只是举例说明，并非只限定这三种，而且，这三种实施方式还可以彼此结合叠加设计，进一步提高含氧溶液在第一容纳部131内的均匀扩散效果。另外，对于第三种实施方式，还可以将通孔设计为扩口状，使得通孔在沿第一容纳部131到第二容纳部132的方向，通孔的横截面积逐渐增大，使得含氧溶液流过通孔后，可以分散地更加均匀。

在本申请实施例提供的溶铜装置100中，相对于目前通过将溶铜液以喷淋的方式从铜材600的顶部喷下，来提高溶铜效率的方案来说，本申请通过溶铜泵150将夹层空间120内的溶铜溶液抽出，并通过气液混合喷射器160将外界的含氧气体混入到溶液中，使得溶液和含氧气体可以均匀混合，极大地提高了溶液中的含氧量，最后将含氧溶液通入到罐体130内铜材600的底部，使得含氧溶液上升与铜材600反应，加速铜材600的溶解，随着罐体130内的溶液从夹层空间120的顶部开口流入，完成了溶液在溶铜装置100中的内循环，可以不断提高溶铜装置100内部溶液中的含氧量，提高溶铜效率，并还能一直保持较高的溶铜效率。其中，溶铜装置100内溶液的流动情况可参考图1、图2和图3中箭头所指示的方向。

在本申请实施例中，所述溶铜罐110为密封结构，在溶铜罐110的顶部设有投料口(图中未显示)、酸气抽风口113、溢流口114和补液口115，所述投料口用于投放铜料，所述酸气抽风口113用于将所述溶铜罐110内的酸性气体引导出，具体的，酸气抽风口113通过抽风管连接至外部的酸雾洗涤塔，防止硫酸挥发或反应过程中生产的酸性气体扩散到外界，污染环境、危害工作人员的身体健康。

所述溢流口114与溶铜系统10中的溢流管400连接，用于控制所述溶铜罐110内部的溶液流出；所述补液口115与溶铜系统10中的补液管300连接，用于将溶液补充到所述溶铜罐110内，具体的，补液口115可以做到夹层空间120顶部，将贫液通入到夹层空间120内；也可以将补液口115可以做到夹层空间120的上方，将贫液通入到罐体130内，都不影响溶铜装置100和溶铜系统10的使用效果。

在本申请实施例中，所述溶铜装置100还包括回液孔板180，所述回液孔板180为镂空结构，设置在所述夹层空间120内，一端与所述外侧壁112连接，另一端与所述第一内侧壁111a连接。回液孔板180起到过滤的作用，防止投料时的碎屑进入夹层空间120内，造成堵塞的问题。

另外，本申请的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技术效果。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种溶铜装置，其特征在于，包括：

溶铜罐，包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁和外侧壁相对设置形成夹层空间，所述夹层空间的顶部设有开口，所述夹层空间的底部密封；所述内侧壁围成的罐体内设有承重格栅，所述承重格栅将所述罐体划分为第一容纳部和第二容纳部，所述第一容纳部设置在所述第二容纳部和所述罐体的底部之间；

溶铜泵，与所述夹层空间连通，将所述夹层空间内的溶液抽出；

气液混合喷射器，包括混合腔，以及与所述混合腔连通的进液口、进气口和出液口，所述进液口与所述溶铜泵连通，接收从所述夹层空间抽出的溶液；所述进气口接收含氧气体，从所述进液口和所述进气口进入的溶液和含氧气体在所述混合腔内混合后从所述出液口流出；以及

溶铜进液管，一端与所述出液口连通，另一端延伸至所述第二容纳部的底部，将混合有含氧气体的溶液通入到铜材的底部。

2.如权利要求1所述的溶铜装置，其特征在于，所述溶铜进液管包括相连通的第一管道和第二管道，所述第一管道与所述承重格栅平行设置，且所述第一管道的一端与所述出液口连通，另一端与所述第二管道连通，所述第二管道与所述承重格栅垂直设置，且贯穿所述承重格栅的中心，将混合有含氧气体的溶液通入到所述第一容纳部内。

3.如权利要求2所述的溶铜装置，其特征在于，所述第二管道远离所述第一管道的一端为扩口状，沿所述第二容纳部到所述第一容纳部的方向，所述第二管道的横截面积逐渐增大。

4.如权利要求2所述的溶铜装置，其特征在于，所述承重格栅上设有多个通孔，多个所述通孔沿所述承重格栅的中心到边缘均匀分布。

5.如权利要求1所述的溶铜装置，其特征在于，所述混合腔包括相连通的第一内腔和第二内腔，沿所述气液混合喷射器内部溶液流动的方向，所述第一内腔的横截面积大于所述第二内腔的横截面积，所述第一内腔分别与所述进液口和所述进气口相连通，所述第二内腔与所述出液口相连通。

6.如权利要求1所述的溶铜装置，其特征在于，所述内侧壁包括第一内侧壁和第二内侧壁，所述第一内侧壁与所述外侧壁平行设置，所述第二内侧壁的一端与所述第一内侧壁相连，另一端与所述溶铜罐的底部相连；沿所述第二容纳部到所述第一容纳部的方向，所述第二内侧壁与所述外侧壁之间的间距逐渐增大；

所述承重格栅的边缘为斜面，与所述第二内侧壁配合固定。

7.如权利要求6所述的溶铜装置，其特征在于，所述溶铜装置还包括回液孔板，所述回液孔板为镂空结构，设置在所述夹层空间内，一端与所述外侧壁连接，另一端与所述第一内侧壁连接。

8.如权利要求1所述的溶铜装置，其特征在于，所述溶铜罐还包括酸气抽风口、溢流口和补液口，所述酸气抽风口、溢流口和补液口分别设置在所述溶铜罐的顶部。

9.如权利要求1所述的溶铜装置，其特征在于，所述内侧壁和所述外侧壁都为筒状结构，所述外侧壁环绕所述内侧壁设置。

10.一种溶铜系统，其特征在于，包括储液罐、补液管、溢流管和如权利要求1-9任意一项所述的溶铜装置，所述储液罐内存储有含铜溶液，所述补液管的一端与所述储液罐连通，另一端通过水泵与所述溶铜装置的溶铜罐连通；所述溢流管的一端与所述储液罐连通，另一端与所述溶铜罐连通。