付文峰

（廣東梅縣金象銅箔有限公司，廣東 梅州 514759）

電解銅箔是通過使用陰極輥及陽極板對硫酸銅電解液進行電鍍沉積獲得的，電解銅箔生產過程不斷從電解液中沉積出銅，就需要對電解液中補充銅離子（Cu2+）以維持電解液指標的平衡。在常規(guī)電解銅箔生產過程中，電解液中銅離子的補充是通過使用系統(tǒng)管道及儲罐的低含銅量電解液流經儲存有銅線或銅板的罐體，以獲得富含銅量的電解液，此罐體稱之為溶銅罐。銅線或銅板在溶銅罐中是一種氧化溶解的過程，由于銅的溶解過程會受溶解溫度、與酸接觸面積、銅材周邊電解液飽和度等因素的影響，往往會出現溶銅罐中對銅材的溶解能力差異，所以電解液系統(tǒng)中的銅離子是屬于波動狀態(tài)。由于為了保證溶銅罐中有足夠的銅材與電解液接觸面積，在溶銅罐中儲備大量的銅材會增加生產材料的儲備成本。

為了降低銅材采購成本以及生產中能夠穩(wěn)定控制銅離子的濃度，通過生產實踐研發(fā)了使用再生氧化銅補充銅離子的方法。本方法中使用的氧化銅為利用線路板生產廠家蝕刻液回收提純制作，屬于環(huán)保再生資源利用。此類氧化銅由于生產工藝的影響，其純度一般在80%左右，另外20%成份主要為水及有機雜質，此類氧化銅原材料相比干法烘焙出來的氧化銅會含有更多的有機雜質。

以下是具體實施方法及效果分析。

1 實施原理及條件

以往銅線或銅板在溶銅罐中溶解的原理為：

可見，在銅線或銅板溶解過程中，需要通入大量的空氣以使銅線或銅板迅速氧化，然后和硫酸進行反應生成硫酸銅；大量空氣的獲得是通過鼓風設備進行的，此過程需要消耗大量的電能。

而使用再生產氧化銅制備電解液時，其反應原理為：

通過上述反應式可以看出，氧化銅和硫酸可以直接反應，不需通入空氣，從而節(jié)省大量電能，并且由于減少反應過程所需空氣因素，使得氧化銅的溶解反應非常迅速，如此即可容易計算出所溶解的銅離子含量。

但由于此類再生產氧化銅中含有大量的其它有機雜質，在使用此類氧化銅時必須對所溶解的電解液進行去除有機物的處理。通過生產實踐證明，使用活性炭對所制備的電解液進行循環(huán)過濾處理后，對電解銅箔生產是沒有影響的。

2 實例

主要設備：溶銅罐、過濾器、泵、加熱器、羅茨風機

再生氧化銅：CuO含量80%，水份及其實雜質含量20%

粉末活性炭：800曲吸附，顆粒度小于20目

電解銅箔生產過程中硫酸銅電解液

工藝要求：生箔用電解液銅離子濃度（80±2）g/L。溶銅罐銅離子濃度提升達到（120～140）g/L。（用氧化銅溶解生產電解液比例:70 kg:1000 L）

過濾要求：10 μm過濾袋

活性炭配比：為200目粉末活性炭，用量為活性炭與電解液比0.8kg:1000L。

3 操作過程及設備流程圖（圖1）

氧化銅溶解操作過程：

（1）由溶銅罐進行，在加氧化銅前，檢查溶銅罐內罐體干凈、管路與閥門正常。

（2）開啟溶銅罐進液閥門K1、供風閥門打開，啟動加熱4組。加入生溶電解液進溶解,當溶銅罐液量為40 m3時關閉閥門K1。

（3）溶銅罐電解液溫度到60 ℃后添加氧化銅，添加氧化銅時必須散狀加入，2.8 t氧化銅控制在（30～40）分鐘均勻緩慢加入。銅罐電解液與氧化銅比例為40 m3：2.8 t。

（4）氧化銅添加完成后等30 min溶解攪拌，再取電解液樣品過濾澄清，取樣分析銅含量約為130 g/L。

（5）溶銅罐電解液澄清后，加入粉末活性炭進行除凈處理，活性炭與電解液比例0.8kg:1m3，（即活性炭為32 kg），此時供風攪拌不停。

（6）加活性炭循環(huán)30分鐘后，打開K2、K3及后段閥門，啟動內部循環(huán)泵對電解液進行過濾循環(huán)。

（7）閥門切換好后立即啟動耐腐蝕泵，當過濾器壓力達0.1 Mpa時打開閥門K4，據生產銅含量要求開啟所需流量大小，調整合適的閥門流量。

（8）當閥門K4全開時生產流量達不到補充銅離子要求時或過濾壓力大于0.3 Mpa，停耐酸泵更換過濾袋。更換過濾袋時必須保證不能因濾袋破裂和緊固密封造成漏濾。

（9）當溶銅罐40 m3電解液抽空后，停止耐腐蝕泵后，對過濾器進行更換濾袋和沖洗泵體管道，防止結晶。重新再按此操作放液溶解氧化銅操作，來保證生箔所需銅離子濃度要求。

圖1

在氧化銅使用過程中其溶解的銅離子計算依據：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

按照上述反應方程式，每溶解1 mol的氧化銅可以生產1 mol的銅離子，也即每溶解80 g的氧化銅可以生成60 g的銅離子。若電解液需要補充1 g/L的銅離子，則需溶解1.25 g/L的氧化銅，再根據再生氧化銅中氧化銅的百分含量，計算出補充1 g/L的銅離子需要投入再生氧化銅的重量。