本发明专利技术提供了一种硫酸铜电解液的制备装置和制备方法，该制备装置包括支撑架，支撑架的顶部固定设置有铜粉储存仓，支撑架的底部固定设置有电解液制备罐，支撑架的侧杆上沿着横向设置有主进气管道，支撑架的侧杆上还设置有进液管道；电解液制备罐的顶面上设置有铜粉输送器，电解液制备罐顶部的侧壁上设置有出液管道。该制备方法以铜粉作为原料，采用硫酸铜电解液的制备装置，制得硫酸铜电解液。本发明专利技术采用铜粉输送器输送铜料，保证细小的铜粉能够顺利输送至电解液制备罐中。采用第一输气管道向电解液制备罐通入空气，能够提供溶铜过程所需的氧气和防止铜粉结板沉底，保证了溶铜过程的高效进行，提高硫酸铜电解液的制备效率。提高硫酸铜电解液的制备效率。提高硫酸铜电解液的制备效率。
【技术实现步骤摘要】
一种硫酸铜电解液的制备装置和制备方法
[0001]本专利技术属于电解铜箔生产制造
，涉及硫酸铜电解液，具体涉及一种硫酸铜电解液的制备装置和制备方法。
技术介绍
[0002]生产制造电解铜箔的首道工序是制备硫酸铜电解液，目前常用的制备方法为：以铜板或铜线作为铜料，将硫酸与纯水混合配制成硫酸溶液后，再将硫酸溶液与压缩空气一同进入溶铜罐内，与罐内的铜料发生化学反应，进行溶铜造液，生成酸性硫酸铜电解液。采用酸液溶解铜料制备溶铜硫酸铜电解液的化学反应机理为：Cu+H2SO4+1/2O2＝CuSO4+H2O。
[0003]目前硫酸铜电解液的制备装置主要采用浸泡式和喷淋式溶铜罐，浸泡式溶铜罐将铜料全部浸泡于硫酸和硫酸铜的混合溶液之中，并向溶液中通入压缩空气，与罐内铜料发生化学反应。喷淋式溶铜罐在顶部设有高压硫酸喷头，底部安装防腐蚀注氧管，铜板或者铜线置于罐内，通过高压喷头使混合液体喷入罐内的同时，氧气从底部喷出，使液体在罐内能有充足的氧气与铜发生反应，进行溶铜造液。
[0004]现有技术中主要存在如下缺陷：
[0005]第一，由于采用的铜料为铜板或铜线，因此气液与铜料的接触面积小，溶铜效率低，且所需的铜量较大，成本高。若将铜料换成铜粉，则又会导致铜料易沉底板结，与酸液的接触面积大大减少，失去了铜粉比表面积大的优势。
[0006]第二，浸泡式或喷淋式的溶铜装置需要使用蒸汽对罐内液体进行加热，维持罐内反应温度以保证溶铜的进行，制备效率低，且浪费了能源。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术的目的在于，提供一种硫酸铜电解液的新型制备装置和制备方法，解决现有技术中硫酸铜电解液的制备效率有待进一步提高的技术问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0009]一种硫酸铜电解液的制备装置，包括支撑架，支撑架的顶部固定设置有铜粉储存仓，支撑架的底部固定设置有电解液制备罐，支撑架的侧杆上沿着横向设置有主进气管道，支撑架的侧杆上还设置有进液管道；电解液制备罐的顶面上设置有铜粉输送器，电解液制备罐顶部的侧壁上设置有出液管道；
[0010]所述的铜粉储存仓的出铜料端与铜粉输送器的进铜料端相连通，铜粉输送器的出铜料端与电解液制备罐的进铜料端相连通；所述的主进气管道的第一出气端与第一输气管道的进气端均相连通，所述的第一输气管道的出气端与电解液制备罐相连通；所述的进液管道的出液端与电解液制备罐相连通，电解液制备罐的出电解液端与出液管道相连通。
[0011]本专利技术还包括如下技术特征：
[0012]所述的电解液制备罐的底部设置有气液混合器；所述的主进气管道的第二出气端
与第二输气管道的进气端相连通，所述的第二输气管道的出气端与气液混合器的进气端相连通，气液混合器的出气液端与电解液制备罐相连通；所述的进液管道的出液端通过气液混合器与电解液制备罐相连通。
[0013]所述的电解液制备罐从上到下依次为一体化设置的溶铜反应部和气液混合部，溶铜反应部为圆筒状结构，气液混合部为倒锥形筒状结构；
[0014]所述的第一输气管道的出气端与溶铜反应部相连通，所述的进液管道的出液端与溶铜反应部相连通，所述的第二输气管道与气液混合部相连通。
[0015]所述的第一输气管道上设置有第一进气阀门；所述的第二输气管道上设置有第二进气阀门；所述的进液管道上设置有进酸阀门；所述的铜粉储存仓的顶部设置有进料阀门，进料阀门位于铜粉储存仓和铜粉输送器之间；所述的出液管道上设置有出液阀门。
[0016]所述的铜粉输送器包括输料筒，输料筒上开设有进料口和送料口，进料口与铜粉储存仓相连通，送料口与电解液制备罐相连通；输料筒内设置有输料螺旋，输料螺旋通过电机驱动，电机安装在电解液制备罐的顶面上。
[0017]所述的出液管道上设置有管道过滤器，所述的管道过滤器包括管道过滤器壳体，管道过滤器壳体内设置有滤篮。
[0018]所述的电解液制备罐的顶端设置有抽风口。
[0019]所述的电解液制备罐的顶面上设置有观察窗。
[0020]本专利技术还保护一种硫酸铜电解液的制备方法，该方法以铜粉作为原料，采用如上所述的硫酸铜电解液的制备装置，制得硫酸铜电解液；该方法具体包括如下步骤：
[0021]步骤一，打开进酸阀门，将硫酸和水通过进液管道注入电解液制备罐内；打开第一进气阀门和第二进气阀门，通过第一输气管道将空气直接通入电解液制备罐内，通过第二输气管道将空气通入气液混合器中；
[0022]步骤二，将硫酸、水和空气通入电解液制备罐中后，启动铜粉输送器，打开进料阀门，将铜料通入电解液制备罐内，开始制备硫酸铜电解液；
[0023]步骤三，当电解液制备罐内的液体中的铜离子浓度达到所需浓度时，打开出液阀门，收集制备好的硫酸铜电解液。
[0024]具体的，所述的铜粉的平均粒径为20nm～70nm，铜粉的最大粒径小于等于100nm。
[0025]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
[0026](Ⅰ)本专利技术的硫酸铜电解液的制备装置，采用铜粉输送器输送铜料，保证细小的铜粉能够顺利输送至电解液制备罐中。采用第一输气管道向电解液制备罐通入空气，不仅能够提供溶铜过程所需的氧气，还能够对电解液制备罐内的流体进行搅动，防止铜粉结板沉底，保证了溶铜过程的高效进行。通过上述设置，提高了硫酸铜电解液的制备效率。
[0027](Ⅱ)本专利技术的硫酸铜电解液的制备装置，先采用第二输气管道将空气通入气液混合器中，然后采用气液混合器将空气和电解液制备罐中的液体掺混后，再通入到电解液制备罐内，能够增大铜粉与液体的接触面积，提高了溶铜过程的反应速率，进而提高了硫酸铜电解液的制备效率。
[0028](Ⅲ)本专利技术的硫酸铜电解液的制备方法，采用铜粉作为原料，大大增加了铜料与氧气，以及铜料与酸液的接触面积，加快了相互转换接触的频率，极大地提高了铜料的溶解速度，进而提高了硫酸铜电解液的制备效率。
[0029](Ⅳ)本专利技术的硫酸铜电解液的制备方法，由于铜粉在快速溶解的过程中会释放大量反应热，该反应热能够维持罐内的反应温度，保证溶铜过程的进行。因此，无需再进行额外加热维持反应温度，实现了节能降耗，并降低了生产成本。
附图说明
[0030]图1为硫酸铜电解液的制备装置的整体结构示意图。
[0031]图2为铜粉输送器的结构示意图。
[0032]图3为管道过滤器的结构示意图。
[0033]图中各个标号的含义为：1
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支撑架，2
‑
铜粉储存仓，3
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电解液制备罐，4
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主进气管道，5
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进液管道，6
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铜粉输送器，7
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出液管道，8
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第一输气管道，9
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气液混合器，10
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第二输气管道，11
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种硫酸铜电解液的制备装置，包括支撑架(1)，其特征在于，支撑架(1)的顶部固定设置有铜粉储存仓(2)，支撑架(1)的底部固定设置有电解液制备罐(3)，支撑架(1)的侧杆上沿着横向设置有主进气管道(4)，支撑架(1)的侧杆上还设置有进液管道(5)；电解液制备罐(3)的顶面上设置有铜粉输送器(6)，电解液制备罐(3)顶部的侧壁上设置有出液管道(7)；所述的铜粉储存仓(2)的出铜料端与铜粉输送器(6)的进铜料端相连通，铜粉输送器(6)的出铜料端与电解液制备罐(3)的进铜料端相连通；所述的主进气管道(4)的第一出气端与第一输气管道(8)的进气端均相连通，所述的第一输气管道(8)的出气端与电解液制备罐(3)相连通；所述的进液管道(5)的出液端与电解液制备罐(3)相连通，电解液制备罐(3)的出电解液端与出液管道(7)相连通。2.如权利要求1所述的硫酸铜电解液的制备装置，其特征在于，所述的电解液制备罐(3)的底部设置有气液混合器(9)；所述的主进气管道(4)的第二出气端与第二输气管道(10)的进气端相连通，所述的第二输气管道(10)的出气端与气液混合器(9)的进气端相连通，气液混合器(9)的出气液端与电解液制备罐(3)相连通；所述的进液管道(5)的出液端通过气液混合器(9)与电解液制备罐(3)相连通。3.如权利要求2所述的硫酸铜电解液的制备装置，其特征在于，所述的电解液制备罐(3)从上到下依次为一体化设置的溶铜反应部(301)和气液混合部(302)，溶铜反应部(301)为圆筒状结构，气液混合部(302)为倒锥形筒状结构；所述的第一输气管道(8)的出气端与溶铜反应部(301)相连通，所述的进液管道(5)的出液端与溶铜反应部(301)相连通，所述的第二输气管道(10)与气液混合部(302)相连通。4.如权利要求2所述的硫酸铜电解液的制备装置，其特征在于，所述的第一输气管道(8)上设置有第一进气阀门(11)；所述的第二输气管道(10)上设置有第二进气阀门(12)；所述的进液管道(5)上设置有进酸阀门(13)；所述的铜粉储存仓(2)的顶部设置有进料阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩礼泽，祁贤荣，叶鹏，苏晓红，罗婷，梁永锋，吴晓东，郑生龙，李浩，王志磊，林泽，
申请(专利权)人：西安航天源动力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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