電解銅箔制造技術講座(連載一)
日期:2024-12-27 09:22:07 作者:宏力精密鋼管 閱讀數:606電解銅箔制造技術講座(連載一)
任中文 編著
電解銅箔產品在國外已有80多年的生產歷史,在我國也有50多年的生產歷史。在這方面的系統的專業書籍或專著尚未見到,雖然針對某一個問題的各種專利性材料發表不少,但至今沒有一本系統的基本的具有生產指導意義的實用資料。本人基于從事電解銅箔四十年的生產、科研、設計、管理的經驗,及總結我師父肖千一生的生產經驗和參閱有關文獻斗膽寫出這份材料,供從事銅箔事業的專家學者和生產人員參考。希望起著拋磚引玉的作用,目的是把我國銅箔事業搞上去,真正生產出高檔銅箔和銅箔生產設備。
由于本人的學識水平有限,錯誤肯定很多,請各位諒解、不吝指正。
第一章 電解銅箔的發展簡史和用途
1.1電解銅箔的發展簡史
電子銅箔的連續法生產由來已久,早在一八九五年,西方發達國家就開始用壓延加工的方法生產銅箔,并把它稱為壓延銅箔。
電解銅箔是在二十世紀三十年代中期才開發生產,當時生產的電解銅箔主要用于建筑,作為防水、防磁、防植物根系的材料;還有是機械行業作墊片用。
1937年,美國新澤西州安拿康達銅業公司,首先研制生產出0.035mm厚的較薄電解銅箔,始用于電子工業的電路板。
此后,由于第二次世界大戰期間,參戰各方對情報和無線通訊設備需求大增,極大的促進了印制電路行業的發展。戰爭促進了科學技術的不斷進步,電子通訊工業得到迅速發展。第二次世界大戰后,用印刷電路制作的電子產品在軍事、工業、人民生活上得到普遍的應用,這就帶動了電解銅箔生產的飛速發展,各種特殊規格的和各種表面處理的銅箔也應運而生,這是電解銅箔大發展的一個時期。
我國生產電解銅箔是在1963年初,由國家冶金工業部下達給遼寧省本溪市合金廠的科研開發任務。本溪合金廠經過半年的研制,于1963年9月投入生產,是當年向國慶節獻禮產品,1964年獲得國家發明獎。
本溪市合金廠開始生產時是單張銅箔,叫作間斷銅箔。生產電解銅箔的陰極輥直徑500毫米,輥面寬600毫米。就是這樣大面積的304不銹鋼板,還是香港商人(可能是李嘉誠先生)特意從英國給買的,再從“小道”轉給國家的,大陸銅箔的發展傾注了很多人的心血,我們不能忘記他們。
1965年,開始實驗生產連續電解銅箔,即成卷銅箔。雖然采用了很多辦法,一步一步的前進。但始終不理想。
1968年,本溪市合金廠的技術員肖千發明了摩擦片,才真正開始生產成卷銅箔,每卷銅箔重量能達到30公斤左右。這種摩擦片本溪銅箔廠使用到1992年,用了二十五年。那時的電解銅箔(習慣稱生箔或原箔),由覆銅板廠家進行表面陽極氧化(堿性溶液)處理,之后涂膠烘干,壓制成覆銅板,再銷售給線路板廠家,制作成電路板。 1965年夏季,本溪合金廠協助上海冶煉廠,并派人幫助在海防路原上海冶煉廠電解銅車間,改建成一個電解銅箔生產車間。1966年秋開始生產電解銅箔。
1967年,國家搞備戰備荒的三線建設,將本溪合金廠銅箔車間一半人,一半設備。搬遷到當時的甘肅省蘭州市白銀區(現在叫白銀市)的西北銅加工廠(即八八四廠),又新建一個銅箔車間。這就是人們常說起的中國銅箔的“老三家”。
1982年,我國當時的“老三家”銅箔廠,各自先后開始研發陰極法處理銅箔表面的粗糙度,(所以當時叫粗化銅箔)。
1983年,各家先后開始生產陰極法處理的粗化銅箔,其中有:紅化銅箔(鍍銅銅箔)、灰化銅箔(鍍鋅銅箔)、黃化銅箔(鍍黃銅銅箔)。
進入二十世紀八十年代后,隨著電子工業的迅猛發展,我國大陸對電解銅箔需求量劇增。在銅箔高利潤的驅使下,電解銅箔生產廠一個一個迅速在各地開花,先后有遼寧本溪綜合銅箔廠(1982年,本溪第二銅箔廠),遼寧鐵嶺銅箔廠(1984年),陜西咸陽銅箔廠(1986年),山東招遠銅箔廠(1987年),之后有山東高密銅箔廠,江西九江銅箔廠,西安向陽銅箔廠,蘇州福田銅箔廠,-------。 進入二十一世紀,銅箔發展更是迅速,而且后來都是大型電解銅箔生產廠,河南靈寶銅箔廠,廣東梅縣梅雁銅箔廠(嘉元科技),江西江銅耶茲銅箔廠,湖北中科銅箔廠,安徽合肥銅冠銅箔廠,安徽銅陵華納銅箔廠,青海西寧銅箔廠,等等。目前盡管不少為中國銅箔行業最初發展作出貢獻的西北八八四、鐵嶺、高密、銅陵(中金公司)、上海、本溪、鎮江(藤枝)等銅箔廠已停產或消失,但是眾多在萬噸年產能級的內資及外資的企業,在我國大陸的廣東、山東、安徽、江西、河南、湖北、福建、江蘇等紛紛建立,并得到矚目的高速發展。我國的銅箔產業,由20世紀六、七十年代的在全球為弱小、技術落后的行業,經過幾代銅箔人的艱苦卓絕的努力,世界最大的電解銅箔生產基地。根據我國電子圖版行業協會統計:到2016年,我國的電解銅箔生產產能已發展到32.9萬噸,占全球總產能的52.1%。其產量已達到29.16萬噸,占全球總產量的57.6%。
1.2 我國電解銅箔的技術發展回顧
印制電路用銅箔生產首先是從壓延銅箔開始的。其寬度和厚度受到加工設備的影響有一定的限制,由其是毛面的刻蝕很麻煩。電解法生產的銅箔厚度為305g/m2(也叫一盎司,等于28.34g/呎2),而且有非常理想的粗糙面,不需要對表面進行刻蝕,這是壓延銅箔很難達到效果。
回顧我國電解銅箔最初的發展歷程,它是由以下的發展歷程特點:
生產從間斷單張銅箔到連續成卷銅箔;
從可溶陽極過渡到微溶陽極再到不溶陽極;
從鉛電解槽、鉛泵、鉛管路到使用316L和Ti及朔料材料;
從不銹鋼有縫陰極輥到純鈦復合陰極輥;
銅箔表面處理從陽極處理到陰極處理;
從高溫污染溶銅制液到低溫環保溶銅制液;
磨輥從人工徒手操作到自動化磨輥,電解液過濾精度從沒有過濾到過濾精度小于1?m;
電解電流從幾百安培到幾萬安培;
銅箔厚度從 70微米到7微米;然后又分支出生產市場需求的70微米到420微米的厚銅箔、超厚銅箔品種。
電解銅箔從一種已發展到十幾種。
電解銅箔始終跟隨著電子工業的發展而發展,不斷向更新更高的水平演變。這里凝聚著幾代銅箔人的心血和智慧,如:肖千、劉風儉等。他們為我國銅箔行業的發展做出了歷史性的貢獻。
隨著科學技術的發展,電子產品應用的范圍越來越廣,性能要求越來越高。對電解銅箔的要求不僅數量增加,品種增加,厚度變薄。更重要的是銅箔微觀質量的飛躍,檔次的提高,由注重銅箔表面質量,轉為注重銅箔的內在金屬性,力學性能。更加注重結晶組織形態的多樣化,可變性,可控性。這個尖端技術,給我們從事電解銅箔生產技術的人們,帶來了大量細致的工作,具有光明的前途。
1.3電解銅箔的用途
當今世界知道電解銅箔的人是微乎其微,從事電解銅箔生產的人更是少之又少,但地球上幾乎所有的人都受益于電解銅箔。
電解銅箔從它誕生開始主要用在建筑方面,1979年,日本同行到本溪銅箔考察時說:“二戰時期,由于情報和通信方面的需要,微型發報機,照相機,微型電臺等音頻視頻電子設備的需求增大,使電解銅箔得以大發展。戰后美國企業家看到了商機,把電子產品發展成人們生活必須品,帶動了電解銅箔的迅速發展”。 在我國電解銅箔是生產覆銅板的主要材料,覆銅板是制作印制電路板的主要材料。電解銅箔目前仍然是印制電路板的最佳導電材料。從化學元素周期表上看,以后的幾十年里,可能還沒有更好的材料能替代銅作為電路板的導電材料。
印制電路板是電子產品,信息產業不可缺少的心臟材料,目前用于所有音頻、視頻、控制系統的電子產品上,如人們生活用的電視機、收錄機、收音機、電話機、手機、DVD、電子鐘表;醫療用的CT、B超、彩超及其它顯示器,辦公用的計算機、電腦打字機。工業、農業、軍事、交通、教育等方面用自動化顯示、自動控制、自動監控。通訊方面用的程控交換機、移動通訊交換機、郵政電子、計算機網絡,還有航天,航海、自動售票機。電動汽車、電動摩托車、電動自行車等。可以說,人們的一切活動都受益于電解銅箔,人們的生活已離不開電解銅箔,社會對電解銅箔生產越來越重視。我國目前已經是全球覆銅板生產的大國,產量占世界的70%以上,我國是世界電解銅箔主要消費最大國,也是全球覆銅板的出口大國。
此外,電解銅箔還可用于電纜和軍事設施的屏蔽,建筑用來防植物根細和防水的復合材料,這方面在上世紀中后期國外使用量比較大。還用于軟連接的導電母線,機械行業的襯墊,家俱裝飾,近年來由于鋰離子電池行業的興起,銅箔作為鋰離子電池的極性材料,用量越來越大,電池用的各種特殊銅箔發展異常迅速。由于石油資源的短缺,電池汽車無污染,隨電池汽車在國內、外城市公交方面的應用,對銅箔需求不斷增加,使銅箔的生產又迎來一次難得的快速發展的黃金時期。
電解銅箔主要應用在電路板上,占總量的80%;目前次之是用在電池行業,占總量的20%左右,目前正處在上升勢頭;其它方面用量極少;
電解銅箔的用途不同,技術要求也不同,通性是都要有一定的機械強度,厚薄均勻,不能有針孔。應用在印制電路上的銅箔還要有良好的導電性、延伸性、抗拉性等,毛面有較大的表面積及剝離強度,光面有極高的致密度,極好的抗氧化性。
第二章 電解銅箔生產的基本性能
2.1電解銅箔的特性
電解銅箔生產類似電解銅和電鍍銅生產的性質,如把二者和在一起可能也沒有電解銅箔生產技術復雜和特殊,電解銅和電鍍銅都要求鍍層與基體結合牢固,受力不分層,表面要求平整或光滑和光亮,而電解銅箔則不同,它要求銅箔與陰極基體有較好的牢固的結合,但又能輕易地無絲毫損壞地剝離下來。銅箔光面結晶十分細致、平整光滑,而毛面即要平整光滑還要有十分明顯的大、小均勻的粗糙度,用以保證銅箔表面與有機材料基板最佳的粘結力,產品本身又要有較高的化學性能和物理性能,親、疏水性能。同一個工藝條件,產品兩面反差極大。
電鍍層不是產品,是肌體的保護層,不需要剝離下來,技術條條不多。銅箔是由鍍層被剝離下來變為產品,技術條條太多,有國家標準。電鍍層的母體表面要有比較粗糙的表面,與電鍍層結合牢固,不能剝離,電鍍層是由粗糙的結晶到細致的結晶。銅箔是由細致的結晶到粗糙的結晶,能很容易的剝離下來。銅箔有十幾個品種,不同的品種,銅箔的結晶組織皆然不同,差別很大,有的要求是柱狀晶,有的要求是片狀晶,有的是大晶粒,有的是細小晶粒。這就是電解銅箔產品的特殊性,不同的產品,生產工藝和添加劑也不同,生產工藝也具有其各自的特殊性,也是電解銅箔生產與電解銅和電鍍銅的不同之點。
電解銅箔生產是一系列化學反應和電化學反應的工程,整個生產過程都是在封閉的容器里進行,手摸不著,眼看不著,耳聽不到,儀器測不著,只能從產品間接的反應出來。結果已出來了,再回頭去找原因,已經晚了,為了接下來的生產只能這樣。生產過程需要的是方方面面,各個行業的特殊材料制作的專用設備,由于科技水平的限制,各種特需材料的限制,使電解銅箔生產管理難度極大,工藝的精確控制顯得無能為力,也使電解銅箔生產技術的發展緩慢滯后。電解銅箔與國家的工、農、商、學、醫、銀;黨、政、工、青、婦等方方面面的工作密切相關,對國防、對民生,對老百姓的衣食住行都緊密相連,對高端科技更顯特別的需要。
目前我國沒有一所大學設有電解銅箔專業課程,也沒有一所科研院所研究電解銅箔這個專業課題,電解銅和電鍍銅在很多大學設有專業,有的大學設置這些專業已經有五、六十年歷史,這方面的研究部門也設置幾十年了。唯獨電解銅箔沒人重視這個行業,更沒有哪兒個部門給專門研究電解銅箔技術了。各個電解銅箔生產廠相互保密,關門自己干自己的,目前國內銅箔制造技術普遍是傳統型、經驗型的,沒有接受新的理論,新的觀念。對臨界知識缺乏,在高端系統理論上十分缺乏。企業的科研人才、資源、設施十分有限,這是我國銅箔技術落后,發展十分緩慢,與國際先進水平差距太大的原因之一。
2.2 電解銅箔生產的基本工藝過程
電解銅箔生產的工藝過程是根據產品的用途和技術水平決定的,產品檔次越高,生產條件要求越嚴格。如,電解液的過渡次數多,過濾精度高;生產環節多工序長,工藝過程復雜,工藝參數控制精確。不同的產品檔次選擇不同的工藝過程。但基本過程是一致的,只是精度的差別。
生產什么水平的電解銅箔需要什么樣的工藝,需要什么樣的添加劑。如生產雙面光的鋰離子電池用銅箔是一種工藝和添加劑,生產普通覆銅板用的標準銅箔是一種工藝和添加劑;生產特殊的電路板用超簿低輪廓銅箔是一種工藝和添加劑;同樣的道理,生產不同的電解銅箔還要有不同技術要求的陰極輥和陽極槽,還要有不同的磨輥機。生產高檔次的電解銅箔,必須有高檔次的陰極輥和陽極槽,必須有高檔次高精密的磨輥機。還需要用高純度的銅原料;高水平的電解液過濾機;鈦陰極輥不是萬能的。“什么電解銅箔都能生產出來”——這是騙人的鬼話,靠加入大量的添加劑生產出來的銅箔,銅結晶組織不可能是高物理性能的,高密度的。
電解銅箔生產的基本工藝流程如圖1所示。
圖2-1 電解銅箔生產的基本工藝流程
第三章 硫酸銅電解液的制備
3.1溶銅生產的基本要求
電解銅箔生產,是將銅離子從硫酸銅水溶液中經過電沉積把銅沉積在陰極上,形成銅箔的,為了得到理想的電解銅箔,電解液的質量是致關重要的。生產什么樣的銅箔需要什么樣的電解液,電解液就是電解銅箔生產的原料源泉。所以電解液的制備是電解銅箔生產的第一道工序,是電解銅箔的第一道質量保障。
3.1.1電解液的基本要求
電解液必須十分潔凈,電解液是電解銅箔生產的血液,電解銅箔是無缺陷產品,不干凈就會得病。對電解銅箔生產來說,電解液怎么干凈都不過份。電解液中無機雜質的最高允許含量:鋅<1.0g/L,鐵<1.5 g/L,銻<0.15 g/L,鉛<0.1 g/L,鎳<0.1 g/L,鎘<0.1 g/L,鉻<0.3 g/L。在電解液里非銅的無機金屬離子含量必須在允許范圍內,而且越低越好,完全沒有還不行。非硫酸根的陰離子含量越低越好,完全沒有也不行。有機物含量除生產要求加入的之外,應該接近零才好。泥土等懸浮雜質不允許存在,電解液過濾的顆粒最大直徑要小于0.5?m。添加的有機物顆粒直徑最大不超過0.2?m。
電解液成份穩定是電解銅箔生產的必要條件,在生產過程中各成分處于基本無變化狀態最好,波動范圍要微小。各種元素要無毒環保,腐蝕性小,方便采購,經濟可用。工藝參數的選擇要環保經濟便于應用,便于管理,便于控制,調整方便。
電解液造價低,原輔材料便于采購,處理,化學成份符合生產和產品的技術要求。電解液蒸發氣體要無毒,利于凈化治理,對環境無污染,對人畜無害。
3.1.2對溶銅設備的要求
為了達到正常生產高品質的電解銅箔,對電解銅箔制造中重要的溶銅設備,要求如下:
(1)溶銅罐是溶銅設備中的主要設備。它的構造為:內有熱水進出管和列管換熱器,進風管和環形空氣分布器,進液管及分布器;酸氣排出管,溶液流出篩板,溶銅罐上蓋(可吊裝)。對的要求溶銅罐應堅固耐用,不易變形;溶銅罐應耐酸腐蝕,有較好的耐熱性、導熱性。溶銅罐的表面要做好保溫,這對節能降耗是十分重要的。
(2)溶銅罐中的溶銅液的溫度要上升的快,熱量損失小,節約能耗。
(3)利用溶銅罐在溶銅時,要求熱量和氧(空氣)分布均勻,溶銅罐內的各個部位能得到激烈均勻的攪拌,不存在死角。
(4)要求管路不易結晶,停產時放液排空方便,并便于清理。為防止出現結晶,進液、進風管路要全放進入溶銅罐內,因此它們要焊接在溶銅罐體的內壁上。
(5)溶銅罐操作系統要求投料方便。電解液要循環流暢均勻,快慢控制簡單方便。溶銅罐上面最好是大開口,這便于停產期間的掏罐清洗。
(6)溶銅罐要密封嚴密,罐內酸氣不外泄;罐外灰塵進不來;利于保持電解液潔凈,不易受二次污染。
(7)所有管路易于封閉和連接,不易受損,盡量減少接頭和連接點,防止腐蝕滲漏。
(8)排風通暢,設有不同流速段,使廢氣中的硫酸冷卻回流入溶銅罐內。排風機設置在酸霧凈化塔后面,利用保護風機。
3.3溶銅制液的工藝流程
溶銅制液目前有多種工藝流程。按其溫度劃分,有高溫溶銅(80°—85℃);有中溫溶銅(70~75℃);有低溫溶銅(55~60℃);按溶液浸料劃分,有銅原料全部浸在電解液中,稱浸泡法溶銅,有在銅原料上噴淋電解液的噴淋式溶銅,稱噴淋法溶銅。 溶銅方式應根據地區氣侯條件,如北方冬季氣溫在零下30℃多,一碗開水潑出去,即成為冰,這種氣溫肯定不適合噴淋式溶銅方式。我在生產實際的體會認為,無論是南方還是北方,還是浸泡式溶銅的優點多,建議大家應用浸泡式溶銅。 下面是幾種不同的溶銅制液流程:
圖3-1溶銅制液流程(一)
圖3-2溶銅制液流程(二)
圖3-3溶銅制液流程(三)
圖3-4 溶銅制液流程(四)
溶銅的方式不同,但機理都是一致的。金屬銅在溶銅罐內的60℃液溫里,在與硫酸和氧氣相互交替接觸的條件下,進行一系列多相反應。空氣融入電解液(放熱反應),氧與銅發生氧化反應(放熱反應),硫酸與氧化銅反應(放熱反應),硫酸與銅反應,硫酸與空氣反應。使金屬銅變成離子銅,成為硫酸銅水溶液。當銅離子濃度達到120—140g/L時,自溢流出,經過顆粒狀活性炭的自然過濾,去除電解液里的懸浮雜質和部分有機物,流入貯液池里,與電解槽流回的電解液混合,來補充因電解液在生箔機電沉積成銅箔后減少的二價銅離子。由專用循環泵把貯液池中的電解液不斷按所需的量打入溶銅罐中,溶銅罐內含二價銅離子濃度高的電解液不斷流入儲液池,補充電解系統中減少的二價銅離子。達到溶銅與電解析銅的平衡。
3.4 溶銅罐內的供風排風系統
向溶銅罐內的電解液里供空氣,主要作用有兩方面:
一是供氧,這是銅溶解成硫酸銅不可缺少的一個元素。如果沒有氧金屬銅就會停止溶解,在電解銅箔生產時即使有電解液里帶入的一點氧,銅溶解也十分緩慢。溶銅時如果缺氧,金屬銅就會溶解成一價銅離子、或原子銅粉,成為電解銅箔生產的雜質,十分有害。
二是對溶銅罐內的溶銅反應起著攪拌作用,使反應的生成物迅速離開原料表面,反應物迅速傳遞到原料表面直接碰撞,進行反應。達到反應周而復始的迅速進行,這一點往往不被人認識,所以,向溶銅罐內投料時很隨意,根本不考慮風的分布均勻與否。
浸泡式溶銅的供風可以用鼓風機,壓縮空壓機直接向溶銅罐內供風。噴淋式溶銅用抽風機使溶銅塔內負壓,空氣靠大氣壓進入溶銅塔 內。浸泡式溶銅最理想的是采用無油壓縮空壓機,它具有空氣潔凈、氣壓大、攪拌激烈等優勢。 所供給的空氣必須是十分潔凈的,無塵、無水、無油、無脂、無雜質。要連續供風,保持足夠穩定的風量、風壓、風溫。溶銅速度與供給的風量、風壓、風溫有直接關系。風量和風壓是調整溶銅速度的主要方法。電解液中銅濃度高時可適量的減少供風量,銅濃度就會慢慢降下來。電解液中銅濃度低時可適量的增大風量,銅濃度會慢慢上升。
溶銅反應的關鍵是供風,只要風量、風壓足,溶銅的熱量就會不間斷產生供給溶液。溶銅溫度是溶銅速度的催化劑,保證充足的供風能力是溶銅生產的關鍵。 供風管路在安裝時,注意停風時防止電解液進入風管里,這樣就會避免供風管路被硫酸銅結晶堵死。如果出現這種情況,最好用蒸汽把結晶的硫酸銅溶解,如用蒸汽不行,只能把管路割斷換新的。溶銅罐內的供風管路一般采用316L不銹鋼的,耐溫、耐撞擊。
當空氣通過溶銅罐內的原料層,把氧氣耗盡,完成了對溶液攪拌的過程排出時,在空氣泡上會粘帶一些酸和銅離子的微粒。溶銅時將有大量的空氣和水蒸汽要排放出去。這些水蒸汽也夾帶一些酸、銅離子微粒,所以對這些氣體在排放過程中必須進行處理。使酸和銅分離出來,以保證排出的氣體不污染環境。 酸霧分離器在北方可以采用螺旋板式,天熱時通入冷水,天涼時通入自然冷空氣。使酸汽冷卻成酸水,自然的流回溶銅罐里。在南方也可以采用這種半法,還可以采用專業的酸霧凈化塔,配有耐酸排風機(見圖3-5)。
圖3-5 溶銅的供風排風系統
供風機有的用螺桿式空氣壓縮機,有的用羅茨鼓風機。我認為溶銅最好用空氣壓縮機,風量大,風壓高,攪拌能力強,單個溶銅罐可裝滿銅料。使溶銅罐充分發揮溶銅、加熱、過濾的作用,溶銅能力大,單罐能供多臺生箔機。羅茨鼓風機風量可以,風壓太低,溶銅罐不能多裝料。溶銅罐內銅料投多了,風鼓不進去,攪拌不起來,嚴重影響溶銅速度。
排風機有的是316L材料制作,有的是環氧玻璃鋼制作,有的是PP或PVC等朔料制作的,根據多年的生產經驗,排風機放在室內,用朔料的就可以,放在室外還是用玻璃鋼的較好,經濟實用,耐紫外線照射。
3.5溶銅供熱系統
溶銅制液,不論是高溫溶銅還是低溫溶銅一般都設有供熱系統,采用低溫溶銅在啟動生產或中間停產再啟動,電解液都要有一個升溫的過程,由其在北方冬季氣溫在零下三十余度,全部系統熱量損耗極大,不加熱根本保證不了生產,原料銅的溫度都在零下幾十度,投入溶銅罐內,罐內溫度會下降許多,溶銅速度會立即下降的。所以采用多高溶銅溫度要因地制宜,電解銅箔設計同樣需要當地的氣象資料。
溶銅生產正常時可以不需要加熱的,這與溶銅采用什么幾何形狀的原料有關,如:采用1---3毫米粗的銅線,采用蜂窩形的氧化銅塊,片狀的小“銅花”,都可以不用供熱裝置。原料的表面積很大,各種反應的面積很大,造成溶銅反應速度很快,溶銅液的溫度上升很快。這也是能量守恒吧,如果花錢處理合理的原料,就不需要供熱;如果原料方面不處理,剩下的錢就得給溶銅供熱。
圖3—6溶銅供熱系統
溶銅用鍋爐主要是給溶銅供熱,有的用95度熱水,有的用蒸汽,只要達到需要的溶銅速度都可以。溶銅加熱的方式也應該根據本地區的條件而定,如果本地電價有優勢可用電鍋爐,如本地油量油價有優勢可用燃油鍋爐,如本地煤碳有優勢可用燃煤鍋爐,如工廠附近有熱電廠或地熱資源等其它熱源,都可以利用,就地就近取材。
3.6溶銅工藝參數的選擇
溶銅工藝參數的選擇是一個非常關鍵的問題,它不僅是產品質量的保證,還是一個經濟技術指標,對節約能源,降低各項消耗和最大限度地發揮設備功能有重要意義。 工藝參數與生產能力和生產設備有直接關系。工藝參數的確定,取決于多種因素相互配合,與電解槽(陽極)、陰極輥材質、結構、極距、電解電流、電解液流量流速、電解液過渡精度、添加劑,原料幾何形狀尺寸,布料方法,供風形式能力,溶銅溫度等等有密切關系,主要是相互配合。最終是保證生產出最佳的銅箔和企業獲得最佳的經濟效益。
3.7溶銅工藝參數選擇
表3-1提供了三種常用溶銅工藝參數,供選擇。
表3-1 常用三種溶銅工藝參數
ABC
溶銅罐進口Cu++ g/l100±290100
溶銅罐出口Cu++g/l100±2125130
溶銅罐內液溫度℃ 608080
溶銅罐內風壓 kg/cm2 1≥1.2≥1.5
溶液循環量m3/h·罐 502015
溶銅罐進口H2SO4g/l100±2 90±2105
溶銅罐出口H2SO4g/l70±26065
(連載未完,下期待續)