一種高效節(jié)能溶銅系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高效節(jié)能溶銅系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]銅箔生產技術起源于美國的耶茲公司，后傳入日本。溶銅是電解銅箔生產的第一道工序，為銅箔生產提供原料硫酸銅溶液，溶銅就是把銅原料在容器內氧化所進行反應，生成氧化銅，氧化銅與硫酸反應生成硫酸銅的過程，溶銅系統(tǒng)就是由溶銅的容器(溶銅罐)與配套的附屬設備組成的系統(tǒng)。
[0003]溶銅系統(tǒng)為銅箔生產提供硫酸銅溶液，現(xiàn)有溶銅系統(tǒng)由溶銅罐、空壓機、栗、加熱盤管、溶液貯槽及管路系統(tǒng)組成。溶銅罐為圓形貯罐，罐內存有稀硫酸溶液，投入原料在溶液中浸泡，加熱蒸汽盤管放在罐內底部，用來加熱溶液，使其溫度保持在70°C。大型空壓機通過管道通入罐內底部，并從槽底設置的空氣管灌入壓縮空氣。經反應的高濃度70°C的硫酸銅溶液經栗送到溶液貯槽內，由于銅箔生產需要的硫酸銅溶液的溫度為48°C左右，所以溶液需經冷卻水降溫后再送往生箔機。
[0004]傳統(tǒng)溶銅方式均為浸泡式，使用蒸汽對溶銅罐內的硫酸銅溶液進行加熱，以增加銅與硫酸和氧的反應速度。但現(xiàn)有技術中浸泡式溶銅工藝效率低下，且硫酸銅溶液溫度的控制均采用加熱與冷卻來達到溶銅與生箔的溫度要求，能量沒有回收利用。
[0005]現(xiàn)溶銅系統(tǒng)由于銅料完全浸泡在硫酸溶液里，銅料氧化反應速度慢，溶銅與生產需要的硫酸銅溶液的溫度相差22°C，能耗較高。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術溶銅系統(tǒng)溶銅速度較慢，溶銅的能耗較高，本發(fā)明的目的是提供一種高效節(jié)能溶銅系統(tǒng)，其能夠提高溶銅的速度，并能回收溶銅中的熱能，降低生產中能耗。
[0007]本發(fā)明改浸泡式溶銅為高效噴淋式，溶銅系統(tǒng)包括溶銅罐、循環(huán)槽、尾液槽、循環(huán)栗、加熱器、供液栗、過濾器、中間換熱器，冷卻器、返送栗、抽風機、酸霧吸收塔，
[0008]其中，溶銅罐底端呈向內收的錐形且開口，溶銅罐內下部設有多個網孔的網板，溶銅罐上端設有加料口，循環(huán)槽位于溶銅罐的下方，循環(huán)槽頂部設有槽口正對溶銅罐的底部開口，溶銅罐內上部設有作為噴淋硫酸銅的稀硫酸溶液的噴淋管，噴淋管為環(huán)狀結構，有兩道內外環(huán)狀噴淋管，內環(huán)狀噴淋管位于外環(huán)狀噴淋管的內側，內環(huán)狀噴淋管和外環(huán)狀噴淋管的下部均設有能夠將硫酸銅的稀硫酸溶液均勻噴淋在網板上的多個噴淋孔(多個與垂直方向呈不同角度的噴淋孔)；
[0009]其中，循環(huán)槽通過第一管道依次連接循環(huán)栗、加熱器、電磁控制三通閥并連接到內環(huán)狀管和外環(huán)狀管中，循環(huán)槽通過第二管道依次連接供液栗、中間換熱器、冷卻器并連接到尾液槽內，尾液槽通過第三管道依次連接返送栗、中間換熱器并連接到循環(huán)槽內，溶銅罐上端一側設有抽氣口，抽氣口通過抽風管依次連接抽風機與酸霧吸收塔。
[0010]加熱器設有蒸汽管道，用于供給蒸汽以實現(xiàn)加熱。
[0011]冷卻器設有冷卻水管道，用于供給冷卻水以實現(xiàn)冷卻。冷卻器另外還設有蒸汽管道。
[0012]優(yōu)選地，循環(huán)槽上裝有溫度顯示及控制儀，該儀表的信號返饋給供給加熱器的蒸汽管道的蒸汽調節(jié)閥，通過調節(jié)蒸汽的流量控制加熱的溫度。
[0013]優(yōu)選地，循環(huán)槽上裝有液位顯示及控制儀表，該儀表的信號返饋給供液栗，通過調節(jié)供液栗的流量控制循環(huán)槽的液位。
[0014]優(yōu)選地，尾液槽設有溫度顯示及控制儀表，該儀表的信號返饋給供給冷卻器的冷卻水管道的冷卻水調節(jié)閥，通過控制冷卻水的流量控制尾液槽硫酸銅溶液的溫度。
[0015]優(yōu)選地，內環(huán)狀管下部的噴淋孔為內噴淋孔，每個內噴淋孔的軸線均經過內環(huán)狀管的中心，內噴淋孔分為三類:第一類內噴淋孔位于內環(huán)狀管底部偏向最內側，其軸線方向與垂直方向的夾角為45?65°，優(yōu)選55°，第二類內噴淋孔位于內環(huán)狀管底部偏向內側，其軸線方向與垂直方向的夾角為30?50°，優(yōu)選40°，第三類為內噴淋孔位于內環(huán)狀管最底部，其軸線方向與垂直方向的夾角為20?40°，優(yōu)選30° ;
[0016]外環(huán)狀管下部的噴淋孔為外噴淋孔，每個外噴淋孔的軸線均經過外環(huán)狀管的中心，外噴淋孔分為三類，第一類外噴淋孔位于外環(huán)狀管的底部偏向內側，其軸線方向與垂直方向的夾角為20?40°，優(yōu)選30°，第二類外噴淋孔位于外環(huán)狀管的底部稍偏向內側，其軸線方向與垂直方向的夾角為5?25°，優(yōu)選15°，第三類外噴淋孔位于外環(huán)狀管的底部，其軸線方向與垂直方向的夾角為3?15°，優(yōu)選7°。
[0017]控制系統(tǒng)通過第一管道上安裝的蒸汽調節(jié)閥控制加熱的溫度，通過第三管道上安裝的冷卻水調節(jié)閥來控制進入尾液槽硫酸銅溶液溫度，通過控制供液栗的流量來控制循環(huán)槽的液位。
[0018]本發(fā)明的系統(tǒng)的操作過程如下:
[0019]系統(tǒng)工作時，從溶銅罐的上部進料口放入銅料，循環(huán)槽中的硫酸銅溶液通過循環(huán)栗經加熱器將硫酸銅溶液加熱到65°C，電磁閥由PLC控制，與循環(huán)栗接口常開，與內環(huán)狀管和外環(huán)狀管的接口只有一個導通，由PLC控制每隔2-5分鐘，優(yōu)選約3分鐘變換一次，硫酸銅溶液交替進入外環(huán)狀管和內環(huán)狀管內，外環(huán)狀管和內環(huán)狀管下部均勻分布著噴淋孔，由于噴淋孔的軸線與垂直方向呈不同的角度，通過這些噴淋孔而下的液體可以覆蓋到整個網板的上表面，不存在噴淋死角，硫酸銅溶液與銅料接觸時氧氣與銅料接觸不充分，由于變換噴液，間隔的時間讓銅料與氧氣充分反應，銅料與氧氣反應后再噴淋硫酸銅溶液，讓氧化銅與硫酸進行反應生成硫酸銅溶液。網板上均勻分布著多個網孔，使發(fā)生反應后硫酸銅溶液能沿著網孔流入下方循環(huán)槽中，循環(huán)槽上裝有溫度顯示及控制儀，該儀表的信號返饋給調節(jié)閥，通過調節(jié)蒸汽的流量控制加熱的溫度；循環(huán)槽上裝有液位顯示及控制儀表，該儀表的信號返饋給供液栗，通過調節(jié)供液栗的流量控制循環(huán)槽的液位；抽風機通過抽風管將空氣和酸性氣體從溶銅罐的底部引向酸霧吸收塔，新鮮空氣從溶銅罐底端的開口填入，使溶銅罐內的氧氣處于動態(tài)平衡狀態(tài)；經溶銅反應流入循環(huán)槽中的硫酸銅溶液濃度變高，循環(huán)槽中高溫(60?70°C，優(yōu)選約65°C )高濃度硫酸銅溶液通過供液栗，經過濾器濾去雜質，經中間換熱器降溫至51°C，再經冷卻器降溫至45?50°C，優(yōu)選約48°C進入尾液槽中，供生箔機生箔用。尾液槽中低溫(45?50°C，優(yōu)選約48°C )低濃度硫酸銅溶液通過返送栗，經過中間換熱器換熱至60?65°C，優(yōu)選約62°C進入循環(huán)槽中。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的溶銅系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖2是溶銅系統(tǒng)的溶銅罐的結構示意圖。
[0022]圖3是內環(huán)狀管和外環(huán)狀管結構示意圖。
[0023]圖4是內環(huán)狀管和外環(huán)狀管的噴嘴的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖來說明本發(fā)明的【具體實施方式】，然而，本發(fā)明的范圍不受以下【具體實施方式】任何限制。如圖1、圖2所示，一種新型高效溶銅系統(tǒng)，包括溶銅罐1、循環(huán)槽4、尾液槽11、循環(huán)栗2、加熱器3、供液栗5、過濾器8、中間換熱器9，冷卻器10、返送栗12、抽風機6、酸霧吸收塔7及管路與控制系統(tǒng)組成。溶銅罐I底端呈向內收的錐形狀且設有開口 101，溶銅罐I內下部設有帶多個網孔的網板102，循環(huán)槽4位于溶銅罐I的下方，循環(huán)槽4的頂部設有槽口正對溶銅罐I的開口 101，溶銅罐I的上部設有作為噴淋管且水平設置的內環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104，內環(huán)狀管103位于外環(huán)狀管104的內側，內環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104下部均設有多個與垂直方向呈不同角度的噴淋孔，內環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104可以為圓形或橢圓形環(huán)狀管，溶銅罐I的上蓋為防止酸氣外溢設置了上蓋水封裝置105。循環(huán)槽4通過第一管道LI依次連接循環(huán)栗2、加熱器3、三通電磁閥107、溶銅罐I的內環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104，加熱器3優(yōu)選為板式換熱器，也可為列管式換熱器，循環(huán)栗2優(yōu)選為316L材質的化工栗，三通閥107分別控制硫酸銅溶液通往內環(huán)狀管103和外環(huán)狀管104。循環(huán)槽4通過第二管道L2依次連接供液栗5、過濾器8、中間換熱器9、冷卻器10并和尾液槽11相連，供液栗5優(yōu)選為材質為316L的化工栗，過濾器8優(yōu)選為袋式過濾器，中間換熱器9、冷卻器10優(yōu)選為板式換熱器。尾液槽11通過第三管道連接返送栗12、中間換熱器9并與循環(huán)槽4相連，返送栗12優(yōu)選為材質為316L的化工栗。溶銅罐I的上端一側設有抽氣口，抽氣口通過風管依次連接抽風機6、酸霧吸收塔7，溶銅罐I頂部設有加料口 106。循環(huán)槽4設有溫度顯示與控制的儀表401，溫度儀表401的信號返饋給調節(jié)閥VI，通過調節(jié)閥Vl控制蒸汽的流量，進而控制硫酸銅溶液溫度，循環(huán)槽4設有液位顯示