一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统及其方法，污液槽的出液口通过管道与溶铜循环泵的一端连接，溶铜循环泵的另一端与热交换器的液体管路进口连接，热交换器的液体管路出口与溶铜罐侧面上端的电解液进料口连接，溶铜罐内侧上端设置有环形喷管，环形喷管下侧设置有铜杆，溶铜罐下端出液口通过管道与污液槽的回流口连接，风机通过管道与溶铜罐上端进气口连接，污液槽内设置有铜离子浓度在线分析仪和温度传感器，风机与溶铜罐之间管道上设置有风量调节阀，热交换器的蒸汽管道上设置有蒸汽调节阀。本发明专利技术采集铜离子浓度并自动对铜离子浓度进行调节，铜箔厚度保持稳定并且实现了无人化，有效降低人工成本。

A Copper Ion Concentration Control System for Electrolytic Copper Foil Process and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统及其方法
本专利技术涉及一种铜离子浓度控制系统及其方法，特别是一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统及其方法，属于电解工艺领域。
技术介绍
电解液铜离子浓度是电子铜箔电解液制备过程中最重要的工艺指标之一，铜离子浓度过高会导致硫酸铜洁净堵塞设备和管道，铜离子浓度过低会影响电解效率造成铜箔厚度失控。目前行业内大多利用人工进行电解液取样，化学分析测定铜离子浓度，手动调节控制溶铜速率。这样的方式具有以下缺点：1）由于需要人工取样、化学分析，该过程需要耗时至少30分钟，测定的结果只能反映取样时的铜离子浓度，给阀门调整带来偏差；2）由于取样间隔较长，无法实时测得铜离子浓度，阀门的调整同样不具备实时性，因此铜离子浓度的波动相对较大；3）人工调节费时费力，需要配备专职操作人员。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统及其方法，精确控制铜离子浓度。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统，其特征在于：包含污液槽、溶铜循环泵、热交换器、溶铜罐和风机，污液槽的出液口通过管道与溶铜循环泵的一端连接，溶铜循环泵的另一端通过管道与热交换器的液体管路进口连接，热交换器的液体管路出口通过管道与溶铜罐侧面上端的电解液进料口连接，热交换器的气体管路连接蒸汽，溶铜罐内侧上端设置有环形喷管并且环形喷管与电解液进料口连接，环形喷管下侧设置有铜杆，溶铜罐下端出液口通过管道与污液槽的回流口连接，风机通过管道与溶铜罐上端进气口连接，污液槽内设置有铜离子浓度在线分析仪和温度传感器，风机与溶铜罐之间管道上设置有风量调节阀，热交换器的蒸汽管道上设置有蒸汽调节阀。进一步地，所述风机为罗茨风机。进一步地，所述溶铜罐、热交换器和风机设置有两组，两组溶铜罐、热交换器和风机并联设置并且均与污液槽连接。一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：溶铜循环泵将电解液从污液槽内抽出并通过管道将电解液送入热交换器中；步骤二：电解液在热交换器中被蒸汽加热到预设的温度；步骤三：加热后的电解液通过溶铜罐侧面上端电解液进料口进如溶铜罐内的环形喷管，并经过环形喷管均匀喷洒到铜柱上进行反应；步骤四：风机通过溶铜罐上端进气口向溶铜罐内通入氧气参与反应；步骤五：铜离子浓度在线分析仪实时检测污液槽内铜离子的当前浓度，并与预设浓度对比，控制风量调节阀的进气量。进一步地，所述步骤二中电解液加热的预设温度为55℃±2℃。进一步地，所述步骤二具体为，电解液从热交换器的液体管路流过与气体管路内的热蒸汽换热从而被加热，温度传感器实时监测污液槽内的电解液的当前温度，若当前温度低于预设温度，则控制热交换器蒸汽管道上的蒸汽调节阀打开从而使蒸汽进入热交换器内对电解液进行加热，若当前温度高于预设温度，则控制热交换器蒸汽管道上的蒸汽调节阀关闭从而停止对电解液进行加热，以此保证电解液的温度维持在预设温度。进一步地，所述步骤三的反应式为2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H20。进一步地，所述步骤五具体为罗茨风机开启后，氧气通过溶铜罐上端进气口进入溶铜罐内，铜离子浓度在线分析仪实时检测污液槽内铜离子的当前浓度，并与预设浓度对比，若铜离子的当前浓度低于预设浓度，则控制风量调节阀增加氧气的进气量，若铜离子的当前浓度高于预设浓度，则控制风量调节阀减少氧气的进气量。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本专利技术实时采集铜离子浓度并自动对铜离子浓度进行调节，铜离子浓度的波动值能控制在±1.0g/L以内，铜箔厚度保持稳定；2、由于控制过程全部依靠电气设备实现，无需人工干预，实现了无人化，有效降低人工成本。附图说明图1是本专利技术的一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统的示意图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。如图1所示，本专利技术的一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统，包含污液槽1、溶铜循环泵2、热交换器3、溶铜罐4和风机5，污液槽1的出液口通过管道与溶铜循环泵2的一端连接，溶铜循环泵2的另一端通过管道与热交换器3的液体管路进口连接，热交换器3的液体管路出口通过管道与溶铜罐4侧面上端的电解液进料口连接，热交换器3的气体管路连接蒸汽，溶铜罐4内侧上端设置有环形喷管并且环形喷管与电解液进料口连接，环形喷管下侧设置有铜杆，溶铜罐4下端出液口通过管道与污液槽1的回流口连接，风机5通过管道与溶铜罐4上端进气口连接，污液槽1内设置有铜离子浓度在线分析仪和温度传感器，风机5与溶铜罐4之间管道上设置有风量调节阀，热交换器3的蒸汽管道上设置有蒸汽调节阀。其中，风机5为罗茨风机。溶铜罐4、热交换器3和风机5设置有两组，两组溶铜罐、热交换器和风机并联设置并且均与污液槽连接。一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制方法，包含以下步骤：步骤一：溶铜循环泵将电解液从污液槽内抽出并通过管道将电解液送入热交换器中；步骤二：电解液在热交换器中被蒸汽加热到预设的温度；电解液加热的预设温度为55℃±2℃。电解液从热交换器的液体管路流过与气体管路内的热蒸汽换热从而被加热，温度传感器实时监测污液槽内的电解液的当前温度，若当前温度低于预设温度，则控制热交换器蒸汽管道上的蒸汽调节阀打开从而使蒸汽进入热交换器内对电解液进行加热，若当前温度高于预设温度，则控制热交换器蒸汽管道上的蒸汽调节阀关闭从而停止对电解液进行加热，以此保证电解液的温度维持在预设温度。步骤三：加热后的电解液通过溶铜罐侧面上端电解液进料口进如溶铜罐内的环形喷管，并经过环形喷管均匀喷洒到铜柱上进行反应；反应式为2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H20。步骤四：风机通过溶铜罐上端进气口向溶铜罐内通入氧气参与反应；步骤五：铜离子浓度在线分析仪实时检测污液槽内铜离子的当前浓度，并与预设浓度对比，控制风量调节阀的进气量。罗茨风机开启后，氧气通过溶铜罐上端进气口进入溶铜罐内，铜离子浓度在线分析仪实时检测污液槽内铜离子的当前浓度，并与预设浓度对比，若铜离子的当前浓度低于预设浓度，则控制风量调节阀增加氧气的进气量，若铜离子的当前浓度高于预设浓度，则控制风量调节阀减少氧气的进气量。本专利技术实时采集铜离子浓度并自动对铜离子浓度进行调节，铜离子浓度的波动值能控制在±1.0g/L以内，铜箔厚度保持稳定；由于控制过程全部依靠电气设备实现，无需人工干预，实现了无人化，有效降低人工成本。本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本专利技术所作的举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本专利技术说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统，其特征在于：包含污液槽、溶铜循环泵、热交换器、溶铜罐和风机，污液槽的出液口通过管道与溶铜循环泵的一端连接，溶铜循环泵的另一端通过管道与热交换器的液体管路进口连接，热交换器的液体管路出口通过管道与溶铜罐侧面上端的电解液进料口连接，热交换器的气体管路连接蒸汽，溶铜罐内侧上端设置有环形喷管并且环形喷管与电解液进料口连接，环形喷管下侧设置有铜杆，溶铜罐下端出液口通过管道与污液槽的回流口连接，风机通过管道与溶铜罐上端进气口连接，污液槽内设置有铜离子浓度在线分析仪和温度传感器，风机与溶铜罐之间管道上设置有风量调节阀，热交换器的蒸汽管道上设置有蒸汽调节阀。

【技术特征摘要】
1.一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统，其特征在于：包含污液槽、溶铜循环泵、热交换器、溶铜罐和风机，污液槽的出液口通过管道与溶铜循环泵的一端连接，溶铜循环泵的另一端通过管道与热交换器的液体管路进口连接，热交换器的液体管路出口通过管道与溶铜罐侧面上端的电解液进料口连接，热交换器的气体管路连接蒸汽，溶铜罐内侧上端设置有环形喷管并且环形喷管与电解液进料口连接，环形喷管下侧设置有铜杆，溶铜罐下端出液口通过管道与污液槽的回流口连接，风机通过管道与溶铜罐上端进气口连接，污液槽内设置有铜离子浓度在线分析仪和温度传感器，风机与溶铜罐之间管道上设置有风量调节阀，热交换器的蒸汽管道上设置有蒸汽调节阀。2.按照权利要求1所述的一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统，其特征在于：所述风机为罗茨风机。3.按照权利要求1所述的一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制系统，其特征在于：所述溶铜罐、热交换器和风机设置有两组，两组溶铜罐、热交换器和风机并联设置并且均与污液槽连接。4.一种电解铜箔工艺的铜离子浓度控制方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：溶铜循环泵将电解液从污液槽内抽出并通过管道将电解液送入热交换器中；步骤二：电解液在热交换器中被蒸汽加热到预设的温度；步骤三：加热后的电解液通过溶铜罐侧面上端电解液进料口进如溶铜罐内的环形喷管，并经过环形喷管均匀喷洒到铜柱上进行反应；步骤四：风机通过溶铜罐上端进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诗涛，赵建荣，闫瑞刚，邵海楠，张红帅，袁樱来，
申请(专利权)人：江东电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32