谈一谈溶铜生产中几个被误解的问题.pdf

覆铜板资讯一2 D D 9牵 2 谈一谈溶铜生产中几个被误解的问题 任中文杭海峰 一 溶铜制液过程中铜溶解速度与温度和供风 的关系 以下是一个电解铜箔工厂生产的实例 ， 某 铜箔厂技术改造完成后， 从银行贷款购进一百 多吨电解铜和其它材料 ，开始启动生产由于 缺乏新工厂生产管理经验 ， 把一百多吨电解铜 剪切成小块， 分别投入直径二米， 高五米的三 台溶铜罐里然后 ，分别加水、加硫酸、供蒸 汽 、供风 ( 压缩空气 )，开始溶铜制液十几 个小时后 ， 三台溶铜罐的溶液温度都达到了七 十五度左右 ， 溶铜罐里原料铜的溶解速度已达 到 了全部电解槽正常生产析出铜箔的要求而 此时因大多数 电解槽和阴极辊没有处理好 ， 开 动不起来 ，只有三分之一 的电解槽可以开动进 行生产 ， 使电解析出铜箔的速度大大小于溶铜 罐里铜的溶解速度 溶铜罐溶解的铜，电解不 能及时析出，造成生产前后失去平衡，电解液 循环系统里的铜离子浓度不断上升 ， 正常生产 时电解液循环系统里的铜离子浓度在 9 O g l E左 右 ， 而此时达到了 1 2 0 g ／ L以上， 而且还在上升 溶铜罐内溶液里的铜离子浓度正常生产时在 1 3 0 g ／ L 左右 ， 此时的铜离子浓度达到了 1 6 0 g ／ L ， 而且还在快速上升。

生产循环系统和溶铜罐里 的铜离子浓度都处在一个极其危险的状态， 此 时在电解槽的回液 口，排风 口，槽壁上 ，阴极 辊端面开始出现大量 的硫酸铜结晶在一些工 艺管道和容器的内壁上也开始出现硫酸铜结 晶， 特别是溶铜罐的出液总管上已开始出现大 量的硫酸铜结 晶，有时造成堵塞为了防止因 · 原材料与设备 · 硫酸铜结晶把管路堵死 ， 无奈之下 ，安排很多 人拿着木棒和铁锤不停的敲打管道， 把结晶在 管道上的硫酸铜震掉电解槽的操作者不停的 清理各处结晶的硫酸铜 ，防止出现设备事故 ， 此时没有人顾及铜箔质量了， 因为一旦硫酸铜 结晶把工艺管道任何一点堵死 ， 全部工艺管道 和工艺容器瞬间将被硫酸铜结晶堵死到那时 只能停产 ，对结晶的硫酸铜进行彻底的清理 对工艺管道里结晶的硫酸铜可以把管道一段 一 段的割断 ， 将结晶的硫酸铜清理干净后再一 段一段 的焊接上而电解槽 ，列管热器，板框 过滤机就不容易清理了， 搞不好就会造成大量 部件损坏或报废， 修复起来可能比重新制造还 麻烦 ，甚至可能 比重新上一个工程还要麻烦 在这万分紧急的时刻 ， 虽然已是午夜零点 以后 ， 厂长还是用小汽车把工厂的生产技术骨 干， 从城市的四面八方接到工厂， 研究解决目 前生产上出现的这些问题 。

厂长主持会议， 生箔车间主任详细地介绍 了目前生产发生情况厂长要求大家发表意 见，提出解决问题的办法绝大多数人的意见 ( A种意见 ) 是 ：停止对溶铜罐供蒸汽 ，加大 对溶铜罐的压缩空气的供给量 ， 用大量的风把 溶铜罐内的溶液吹凉， 理由是溶铜罐里的溶液 温度降下来， 铜就不溶解了他们提出铜在溶 铜罐里溶解是溶液温度高的原因， 温度高铜就 溶解， 或溶解的很快，温度低了，铜就不溶解 了，或溶解的很慢另一种意见 ( B种意见 ) 与 A种意见完全相反， 是： 加大对溶铜罐的供 蒸汽量，停止对溶铜罐供风理由是金属铜在 覆铜板资讯一2 D D 9李第2 期 稀硫酸溶液里没有氧是不溶解的，因为稀硫酸 溶液缺乏氧化性能， 与金属铜发生作用性能极 小， 停止供风， 就是停止供氧和搅拌， 溶铜反 应就会极其缓慢或处于停止 这样生产循环系 统 电解液里的铜离子浓度就不会增加 了， 只有 不断的被电解析出， 这样生产系统电解液里的 铜离子浓度就会逐渐下降 在溶铜生产中供压缩空气的另一个十分 重要作用，是对溶铜罐内溶液的搅拌，以此来 增大原料表面反应物和生成物的扩散速度 ， 增 大反应物相互接触机会 ， 加快原料铜表面反应 速度。

压缩空气供给量越大， 搅拌强度越大， 溶铜反应速度越快停止供风就是停止搅拌， 是抑制溶铜反应最有效的办法 加大对溶铜罐的供蒸汽量， 是为了提高生 产循环系统电解液的温度 ， 增大硫酸铜在溶液 里 的溶解度将 目前各处结晶的硫酸铜溶解 ， 消除目前的危险现状 提高溶铜罐的溶液温度 超过八十五度，氧难于在溶液中溶解 ，更有利 抑制铜的溶解，同时对解除溶铜罐出液总管结 晶的危险极其有利，是一举两得与此同时， 尽快多开电解槽析出电解液里的铜离子， 增大 电解析出量 ， 尽快把生产系统电解液里的铜离 子浓度降到正常工艺条件， 使生产尽早恢复正 常 经过讨论 ，大家统一到 B种意见上来 ，按 照 B种意见进行安排操作，对溶铜罐停止供 风， 加大蒸汽的供给量，大部分电解槽都开动 起来 了随着时间的延续 ，生产循环系统电解 液的铜离子浓度开始下降 ， 原来各处结晶的硫 酸铜因溶液温度升高开始溶解消失 八个小时 后 ， 生产循环系统电解液里的铜离子浓度恢复 到正常生产要求 ，一场灾难避免了 对溶铜生产来说， 溶铜反应的快慢由单位 时间内氧气到达铜表面的数量来决定的， 温度 是溶铜反应的催化剂， 提高温度可以增大铜溶 解速度。

但在稀硫酸溶液里 ，温度再高 ，没有 氧铜也很难溶解反之如果温度是常温 ，溶铜 · 原材料与设备 · 罐内不供热， 只供压缩空气， 随着反应的进行 温度会自然上升因为在溶铜反应中， 很多反 应是放热反应当时溶铜罐里的溶液温度在八 十来度， 生产循环系统的溶液温度在五十七度 以上， 此时停止对溶铜罐供热，对溶铜速度已 影响不大 ，或根本没有影响因为这个温度完 全可 以长时间保持 ，此时增大供压缩空气 ，就 是增大供氧量 ，就是增大搅拌强度 这样做不 但不会降低溶铜速度， 反而会增大溶铜速度， 溶铜温度也不会下降， 因为低温溶铜不但不供 热 ，反而需要降温 ，这说 明溶铜反应实际与理 论是一致的，是放热反应 ，给其供热只是为了 增大反应速度 这个实例给我们很多启示 ， 一个新的电解 铜箔工程，多多少少都要存在因设计、制作、 材料 、安装等方面出现一些考虑不周的问题， 这是很难避免的， 所以生产启动时应先开动少 部分设备， 发现问题， 解决后再全部开动起来， 这样做可能会避免很多不该出现的一些问题， 减少不该有的损失 二 浸泡式和喷淋式溶铜与高温和低温溶铜的 关系 浸泡式溶铜是将原料铜全部浸泡在溶铜 罐 内的硫酸铜溶液里 ，溶铜罐的进液 、进风 、 加热在溶铜罐 内的底部 ， 供风用空气压缩机或 罗茨鼓风机， 溶铜罐内设有空气分布器， 保证 空气在溶铜罐的均匀分布。

加热器有列管式和 板式，也有蛇型盘管式的 ，一般用蒸汽和热水 加热溶铜罐的出液 口在罐壁上部，废气从溶 铜罐顶部的出口排 出， 用引风机抽 出经酸雾净 化塔处理后排入空中投料 口在溶铜罐顶部 ， 打开上盖即可投料 ，投完料后把盖盖好 ，用水 密封 覆铜板资讯一2 D D 9 2 筋 6 2 3 图 1 浸 泡式溶铜 7 7 图 2喷淋式溶铜 1进液 2出液 3进风 4捧风 5 投科6 加热器 7原料 喷淋式溶铜是将原料铜全部裸露在溶铜塔 内的空气 中， 硫酸铜溶液从溶铜塔壁上部进入 ， 沿内壁环形从上向原料喷淋，然后向下流经原 料层，从溶铜塔下面的筛板孔硫出，进入接液 槽 喷淋式溶铜塔 内不存溶液 ，溶铜塔 内空气 是从下面的筛板孔进入的，溶铜塔上盖的排风 管连接引风机 ，引风机开动把溶铜塔 内的空气 抽走 ，溶铜塔内形成负压，在大气压的作用下 空气从溶铜塔下面的筛板孔被吸入溶铜塔里穿 过原料层废气由引风机抽出，经过酸雾净化 塔处理后排空溶液进入溶铜塔之前通过热交 换器把溶液加热到工艺要求的温度后 ，再进入 溶铜塔喷淋在原料铜上溶液用蒸汽或热水加 热溶液从上向下喷淋，空气从下向上流动， 分别作用在原料铜表面，达到铜溶解的 目的。

·原材料与设备 · 喷淋式溶铜的工作过程与冷却塔完全一样，冷 却塔是热水从上向下喷淋， 空气是从下向上流 动， 把水中的热量带走， 达到把水降温的作用 此种方法用在溶铜上，热损失就大了点，对环 境的危害也大了点大家都懂得热量 自 然的从 下处 向上流动 ，不会 自动从上 向下运动 ，溶液 是从上向下喷淋 ，溶液从喷嘴喷出时的温度是 最高的，此处距排风口最近 ，而溶液从喷嘴喷 出后的表面积非常大 ，还没有喷淋在原料铜上 时与空气已经开始热交换了，由此可见喷淋式 溶铜的热损失比浸泡式溶铜的热损失要大 ，气 温越低 ，损失越大 我们了解的本行业生产电解铜箔时，溶铜 温度在五十五度到八十度的范围内，在这个范 围里我们这样划分：五十五度到六十五度为低 温 ，六十五度到七十五度为中温，七十五度以 上为高温据我们了解低温溶铜的温度一般在 六十度左右，高温溶铜在七十五度左右，超过 八十度的时候很少溶铜温度是为溶铜速度服 务的，其实影响溶铜速度的因数很多，除了供 风和温度影响之外 ，还有原料铜的表面积和投 料量 ，还有原料铜 自身的质量 ( 密度 )和几何 形状 ，还有溶铜罐的布料情况 ，还有硫酸浓度 和铜离子浓度，等等。

总之溶铜是一项非常复 杂的技术，但人们普遍对它认识不足，重视不 够 有些人认为浸泡式溶铜就是高温溶铜 ，只 要你说出是浸泡式溶铜 ，他马上说 ： “ 啊 !是 高温溶铜”，他们把浸泡式溶铜与高温溶铜错 误的划上 了等号把喷淋式溶铜与低温溶铜也 错误的划上了等号 ，浸泡式溶铜成了高温溶铜 的代名词 了，这是不正确的 东北某铜箔厂是浸泡式溶铜，用废旧紫铜 线和铜丝做原料，用罗茨鼓风机供风，溶铜系 统没有加热设施 ，溶铜温度与电解槽温度基本 一 致，五十五度左右 ，溶铜罐采用大流量循环 ， 借以提高搅拌强度这肯定属于低温溶铜了 广东某铜箔厂是浸泡式溶铜，采用紫铜线 覆铜板资讯一2 D D 9 牮第 2 筋 做原料，溶铜温度是五十五度左右用罗茨鼓 风机给溶铜罐供风，为了控制溶铜速度，罗茨 鼓风机时开时停，因为长时间供风，造成铜浓 度偏高，事实说明用浸泡式方式采用低温溶铜 的效果比喷淋式低温溶铜更好我国几个铜箔 厂采用浸泡式溶铜， 用电解铜碎块与铜米相配 合投料进行溶铜制液 ，温度控制在六十五到七 十度左右， 溶液从溶铜罐到低位槽经过热交换， 回流到低位槽的溶液温度只有六十多度 ，对系 统的电解液温度影响很小。

无论是工艺控制 ， 产品质量 ，还是经济效益都很好 我国有的铜箔厂是聘请外国铜箔专家设计 的喷淋式溶铜 ，溶铜塔里喷淋的溶液温度设计 是七十度 ，需要用一百五十度的蒸汽给溶液加 热这十分明显不属于低温溶铜了，所 以喷淋 式溶铜不代表低温溶铜，无论浸泡式溶铜，还 是喷淋式溶铜都可以选用低温溶铜 也可以采 用中温或高温溶铜这要根据各厂的经验和具 体情况而定，其实溶铜温度高低的选择不在于 浸泡式和喷淋式的溶铜方式 ，而主要因素是取 决于使用什么样的原料和原料的表面积，还与 原料的投入量 ，溶铜罐内原料分布均匀程度等 因素有关 三 原料铜表面积与溶铜速度的关系 溶铜反应发生在铜表面 ， 铜的表面积越大， 发生反应的面积越大，铜溶解的数量越多，即 溶铜速度越快投入溶铜罐里同样重量的铜 ， 表面积大的比表面积小的在单位时间内溶解速 度要快 ，溶铜生产 中铜的溶解速度与铜的表面 积成正比所以向溶铜罐里投表面积较小的大 块电解铜板，要想与投入表面积较大的细铜线 的溶铜速度相同，就必须加大电解铜板的投入 量，通过增大数量来弥补表面积不足的问题 以此来保证原料铜有足够的表面积参加反应， 保证原料铜有足够的参加反应的数量。

不论多 大块的铜 ，只有表面参加反应 ，只有表面溶解 ， 铜块再大也没有用 表面积大的原料投入量可 · 原材料与设备 · 以少一些，如；铜米、铜丝、细铜线， 投入量 虽少，但发生反应的表面积很大，溶铜速度很 快低温溶铜就是利用这一点。