專利名稱：一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電解銅箔生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，將傳統(tǒng)的陽極槽中的硫酸銅溶液進(jìn)液口設(shè)在陽極槽上端，出液口設(shè)在陽極槽下端，通過改變硫酸銅溶液流動的方向和流速保證銅箔表面的質(zhì)量，徹底擺脫了只能用添加劑控制銅箔表面質(zhì)量的歷史。
背景技術(shù)：
目前，電解銅箔的生產(chǎn)已經(jīng)淘汰了不環(huán)保、容易侵蝕的鉛陽極，改用表面設(shè)有導(dǎo)電涂覆層的鈦銥陽極，但是無論使用鉛陽極還是鈦銥陽極，其生產(chǎn)工藝設(shè)備基本沒有改變，從1955年Yates商業(yè)化電解銅箔以來，一直都是以下進(jìn)液上溢流的結(jié)構(gòu)方式生產(chǎn)。這種結(jié)構(gòu)方式主要是在維持銅離子和添加劑的濃度，對于槽中的流體力學(xué)問題沒有良好的解決方案。電解銅箔不論是用高位槽或耐酸泵來供給硫酸銅溶液，此種結(jié)構(gòu)的硫酸銅溶液流速一般都在0.5米/秒以下。所得的銅箔結(jié)晶是柱狀的結(jié)構(gòu)，雖然用光亮添加劑可以改變常溫下的結(jié)晶結(jié)構(gòu)及物性，在高溫下卻很不穩(wěn)定。它的抗拉強(qiáng)度衰減很大。因?yàn)槭抢镁Ц癞a(chǎn)生缺陷，容易產(chǎn)生針孔及翹曲。這種銅箔不適合做高檔的電路板及鋰電池。在電解銅箔的過程中，銅原子在陰極表面沉積，氧氣泡在陽極表面生成并被下進(jìn)液帶到液面。連同硫酸銅產(chǎn)生酸霧，對銅箔表面及操作工都是極大的損害。必須用很強(qiáng)的抽風(fēng)設(shè)備來維持車間的潔凈。下進(jìn)液結(jié)構(gòu)在進(jìn)液口附近產(chǎn)生很大的亂流，它的雷諾數(shù)遠(yuǎn)超過2000。雖然很多生產(chǎn)商在進(jìn)液管的設(shè)計(jì)下了很大的功夫，仍然不能解決厚薄不均的現(xiàn)象。必須仰賴進(jìn)液閥門及屏蔽板來調(diào)節(jié)厚度，而這種調(diào)節(jié)法只是暫時的，非常不穩(wěn)定。每一兩天就得調(diào)一次。屏蔽板只能用一次到兩次，它的費(fèi)用更是高的嚇人。對連續(xù)生產(chǎn)更是一個很頭疼的問題。下進(jìn)液結(jié)構(gòu)有封閉式及開放式兩種。前者是百分之百的新液，后者同時使用新舊液。無論哪一種方式，都無法準(zhǔn)確的控制左右兩邊陽極的流量。只能假設(shè)兩邊各有一半的流量，其可控性很低。下進(jìn)液結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是陽極槽硫酸銅溶液出口端液面的銅離子及添加劑濃度是電解過的老液，濃度較低。在液面也累積了很多氣泡，使得液面的電阻較大。兩者合并后，使得液面的電流密度低于液面下。這個現(xiàn)象在陰極輥進(jìn)入液面時，不利晶核的生成。在較嚴(yán)重的情況下，是造成銅箔翹曲及針孔的一大因素。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述問題提出一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置技術(shù)方案，將傳統(tǒng)的陽極槽中的硫酸銅溶液進(jìn)液口改為在上端，出液口改為在下端，為銅箔的生產(chǎn)帶來了意想不到的好效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，包括陰極輥、半圓弧形陽極、溶銅系統(tǒng)，陰極輥在弧形陽極中轉(zhuǎn)動設(shè)置，陰極輥與弧形陽極之間設(shè)置的間隙形成陽極槽，在陽極槽之上設(shè)置有向陽極槽輸送硫酸銅溶液的上位槽，陽極槽兩側(cè)上端口分別位于陰極輥兩側(cè)，其中一側(cè)為出箔側(cè)，所述陽極槽設(shè)置有硫酸銅溶液流入端口和硫酸銅溶液流出端口，溶銅系統(tǒng)通過輸送管路與上位槽的進(jìn)液口連通，陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)連通，其中，所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口至少是陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道至少與陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口連通。方案進(jìn)一步的優(yōu)化是:所述陰極輥一個側(cè)面是陰極輥出箔側(cè)面，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陰極輥出箔側(cè)的陽極槽上端口連通。方案進(jìn)一步的優(yōu)化是:所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口是位于陰極輥徑向兩側(cè)的陽極槽上端口，陽極槽硫酸銅溶液流出端口設(shè)置在陽極槽底端，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陰極輥兩側(cè)的陽極槽上端口連通。方案進(jìn)一步的優(yōu)化是:所述上位槽與陽極槽硫酸銅溶液流入端口連通的管路中設(shè)置有總流量調(diào)節(jié)閥，所述陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)接通的管路中設(shè)置有陽極槽硫酸銅溶液流速調(diào)節(jié)閥。方案進(jìn)一步的優(yōu)化是:所述陽極槽底端陽極槽硫酸銅溶液流出端口的長度為陰極輥的長度，流出端口的寬度至少是陰極輥與弧形陽極之間間隙的二倍。方案進(jìn)一步的優(yōu)化是:所述陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)之間設(shè)置有硫酸銅溶液回流接收罐，所述硫酸銅溶液回流接收罐通過一個硫酸銅溶液補(bǔ)充泵連通至上位槽的進(jìn)液口。方案進(jìn)一步的優(yōu)化是:所述硫酸銅溶液補(bǔ)充泵與上位槽之間連通的管路中設(shè)置有硫酸銅溶液回流流量調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的對比具有如下的優(yōu)點(diǎn):1.徹底顛覆了只能用添加劑控制銅箔表面質(zhì)量的歷史，通過改變硫酸銅溶液的方向以及控制硫酸銅溶液在陰極輥表面的流速，控制銅箔表面的粗糙度以及銅箔銅離子的電鍍密度，降低了對過濾設(shè)備的要求，簡化了生產(chǎn)工藝流程，使得控制過程簡單、易操作。2.比傳統(tǒng)的生箔設(shè)備簡單，降低了生產(chǎn)成本。3.減少了污染物的排放，利于環(huán)保，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作一詳細(xì)描述。

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)帶有回流接收罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，參見圖1。所述系統(tǒng)包括陰極輥1、半圓弧形陽極2、溶銅系統(tǒng)12，陰極輥在弧形陽極中轉(zhuǎn)動設(shè)置，陰極輥與弧形陽極之間設(shè)置的間隙形成極陽極槽3，陽極與陰極輥之間的距離通常保持在8mm至15mm之間，在陽極槽之上設(shè)置有向陽極槽輸送硫酸銅溶液的上位槽13，陽極槽兩側(cè)上端口分別位于陰極輥兩側(cè)，(即位于陰極輥沿中心軸向垂直分開的兩個側(cè)面)其中，陰極輥的一個側(cè)面是出箔面；生產(chǎn)中陽極槽中有流動的硫酸銅溶液4，在陰極輥和陽極之間通入電流，隨著陰極輥的轉(zhuǎn)動，由電化學(xué)反應(yīng)，電鍍在陰極輥上的銅箔5被連續(xù)不斷的揭下經(jīng)剝離輥6由收卷輥7收卷。所述陽極槽設(shè)置有硫酸銅溶液流入端口和硫酸銅溶液流出端口，溶銅系統(tǒng)通過輸送管路與上位槽的進(jìn)液口連通，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陽極槽的硫酸銅溶液流入端口連通，陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)連通，其中，所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口至少是陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道至少與陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口連通。所述的溶銅系統(tǒng)是目前銅箔廠傳統(tǒng)的系統(tǒng)，包括溶銅罐、熱交換器、過濾器和儲液罐，溶銅系統(tǒng)通過輸送管路與上位槽的進(jìn)液口連通，是從溶銅系統(tǒng)的儲液罐通過泵和管路與上位槽的進(jìn)液口的連通。作為本實(shí)施例的一個優(yōu)化方案，本實(shí)施例所述陰極輥一個側(cè)面是陰極輥出箔側(cè)面，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陰極輥出箔側(cè)的陽極槽上端口 3-1連通。作為本實(shí)施例的另一個優(yōu)化方案，由于所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口至少是從陰極輥一側(cè)的陽極槽上端口，因此陽極槽硫酸銅溶液流出端口可以是設(shè)置在陽極槽的底部，即在弧形陽極底部沿軸向設(shè)置有通長的槽口，也可以是在陰極輥另一側(cè)的陽極槽上端口。而為了克服硫酸銅溶液中的銅離子被電鍍到陰極輥的過程中析氧產(chǎn)生大量的氣泡從陽極槽上端口放出，在本方案中，所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口是位于陰極輥徑向兩側(cè)的陽極槽上端口，陽極槽硫酸銅溶液流出端口設(shè)置在陽極槽底端，即:在弧形陽極底部沿軸向設(shè)置有通長的槽口，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陰極輥兩側(cè)的陽極槽上端口連通。本實(shí)施例中，所述上位槽與陽極槽硫酸銅溶液流入端口連通的管路14中設(shè)置有總流量調(diào)節(jié)閥15，所述陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)接通的管路10中設(shè)置有陽極槽硫酸銅溶液流速調(diào)節(jié)閥11。實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)對陽極槽中硫酸銅溶液流速的控制，所述陽極槽底端陽極槽硫酸銅溶液流出端口的長度是陰極輥的長度，流出端口的寬度至少是陰極輥與弧形陽極之間間隙的二倍。實(shí)施例2:本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，本實(shí)施例中與實(shí)施例1相同的部分，請參照實(shí)施例1中公開的內(nèi)容進(jìn)行理解，實(shí)施例1公開的內(nèi)容也應(yīng)當(dāng)作為本實(shí)施例的內(nèi)容。參見圖2，由于此種結(jié)構(gòu)加大了對硫酸銅溶液源液的需求,這樣勢必增加對溶銅系統(tǒng)的需求，增加設(shè)備投入，為解決此問題，本實(shí)施例中，將原來的硫酸銅溶液原液上位槽改為混合液上位槽，因此，所述陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)之間設(shè)置有硫酸銅溶液回流接收罐8，所述硫酸銅溶液回流接收罐通過一個硫酸銅溶液補(bǔ)充泵連通至上位槽的進(jìn)液口 ；所述硫酸銅溶液回流接收罐通過一個硫酸銅溶液補(bǔ)充泵9連通至上位槽的進(jìn)液口。所述硫酸銅溶液補(bǔ)充泵與上位槽之間連通的管路16中設(shè)置有硫酸銅溶液回流流量調(diào)節(jié)閥17。
權(quán)利要求1.一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，包括陰極輥、半圓弧形陽極、溶銅系統(tǒng)，陰極輥在弧形陽極中轉(zhuǎn)動設(shè)置，陰極輥與弧形陽極之間設(shè)置的間隙形成陽極槽，在陽極槽之上設(shè)置有向陽極槽輸送硫酸銅溶液的上位槽，陽極槽兩側(cè)上端口分別位于陰極輥兩側(cè)，其中一側(cè)為出箔偵牝所述陽極槽設(shè)置有硫酸銅溶液流入端口和硫酸銅溶液流出端口，溶銅系統(tǒng)通過輸送管路與上位槽的進(jìn)液口連通，陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)連通，其特征在于，所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口至少是陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道至少與陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述陰極輥一個側(cè)面是陰極輥出箔側(cè)面，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陰極輥出箔側(cè)的陽極槽上端口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口是位于陰極輥徑向兩側(cè)的陽極槽上端口，陽極槽硫酸銅溶液流出端口設(shè)置在陽極槽底端，上位槽的出液口通過硫酸銅溶液輸送管道與陰極輥兩側(cè)的陽極槽上端口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述上位槽與陽極槽硫酸銅溶液流入端口連通的管路中設(shè)置有總流量調(diào)節(jié)閥，所述陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)連通的管路中設(shè)置有陽極槽硫酸銅溶液流速調(diào)節(jié)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述陽極槽底端陽極槽硫酸銅溶液流出端口的長度為陰極輥的長度，流出端口的寬度至少是陰極輥與弧形陽極之間間隙的二倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述陽極槽硫酸銅溶液流出端口與溶銅系統(tǒng)之間設(shè)置有硫酸銅溶液回流接收罐，所述硫酸銅溶液回流接收罐通過一個硫酸銅溶液補(bǔ)充泵連通至上位槽的進(jìn)液口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述硫酸銅溶液補(bǔ)充泵與上位槽之間連通的管路中設(shè)置有硫酸銅溶液回流流量調(diào)節(jié)閥。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電解銅箔的生產(chǎn)裝置，包括陰極輥、半圓弧形陽極、位于陽極之上的上位槽、溶銅系統(tǒng)，陰極輥在弧形陽極中轉(zhuǎn)動設(shè)置，陰極輥與弧形陽極之間設(shè)置的間隙形成陽極槽，陽極槽上端口位于陰極輥兩側(cè)，所述陽極槽設(shè)置有硫酸銅溶液流入端口和硫酸銅溶液流出端口，所述陽極槽硫酸銅溶液流入端口至少是陰極輥一個側(cè)面的陽極槽上端口。本實(shí)用新型通過改變硫酸銅溶液的方向，用控制硫酸銅溶液在陰極輥表面的流速，控制銅箔表面的粗糙度以及銅箔銅離子的電鍍密度，降低了對過濾設(shè)備的要求，簡化了生產(chǎn)工藝流程，使得生產(chǎn)控制過程簡單、易操作，生箔設(shè)備簡單，降低了生產(chǎn)成本，減少了污染物的排放，利于環(huán)保，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
文檔編號C25D1/04GK203049057SQ20132003003
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者鄭金財(cái), 楊初坤 申請人:福建清景銅箔有限公司