电解铜地下生产间制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电解铜地下生产间，包括：洁净间，用于提供地下洁净环境；至少一电解铜制备装置，布置于洁净间内，电解铜制备装置用于制备电解铜；纯水供应装置，用于提供纯水和超纯水；超净工作台，布置于洁净间内，超净工作台用于为配置电解液及存放制备完成的电解铜提供超净环境。本实用新型专利技术通过将电解铜制备装置布置在位于地下的洁净间中，减少环境中杂质对铜材料的污染，以控制铜材料中放射性核素的含量，由于地下洁净环境中较低的宇宙射线通量，从而减少铜材料受到宇宙射线的照射，提高铜材料的放射性纯度，制备所需的水均能使用纯水和/或超纯水，减少因水源带来的杂质和污染，从而能够生产出放射性纯度在μBq/kg量级的铜材料。的铜材料。的铜材料。

【技术实现步骤摘要】
电解铜地下生产间


[0001]本技术涉及电解铜制备
，特别地，有关于一种电解铜地下生产间。

技术介绍

[0002]由于铜材料具有对辐射射线较强的阻挡能力、良好的加工和机械性能和较高的纯度等优点而被广泛应用于低本底科学实验装置的结构和屏蔽材料中。例如国际上进行无中微子双贝塔衰变探测的Majorana实验就将铜作为其实验装置中探测器的支撑结构材料和屏蔽材料，国际上进行暗物质探测的Xenon实验也将超纯铜用于制造其探测器的电子学组件。
[0003]现有技术中，制备高纯度铜材料的方法主要为电解精馏法，可以得到如纯度达到6N(总杂质含量低于1ppm，铜纯度大于99.9999％)及以上的电解铜。
[0004]由于低本底科学实验对本底的要求较高，需要使用的铜材料具有较高的纯度，尤其需要控制其中放射性核素的含量。铜中的放射性核素主要包括原生放射性核素(U
‑
238、Th
‑
232和K
‑
40)与由宇宙线活化产生的宇生放射性核素(Co
‑
60、Co
‑
57和Mn
‑
54等)。在低本底科学实验中，希望铜材料的放射性核素含量可以控制在μBq/kg量级(对应Th、U含量在ppt量级，1ppt＝1E
‑
6ppm)。但目前电解铜加工无法对电解铜中的放射性核素的含量进行有效控制，使得制备的高纯电解铜中放射性核素的含量差异较大，难以保证所有产品都可以满足低本底科学实验的要求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种电解铜地下生产间，以解决目前电解铜加工无法对电解铜中的放射性核素的含量进行有效控制，使得制备的高纯电解铜中放射性核素的含量差异较大的技术问题。
[0006]本技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0007]本技术提供一种电解铜地下生产间，包括：洁净间，用于提供地下洁净环境；至少一电解铜制备装置，布置于所述洁净间内，所述电解铜制备装置用于制备电解铜；纯水供应装置，用于提供纯水和超纯水；超净工作台，布置于所述洁净间内，所述超净工作台用于为配置电解液及存放制备完成的所述电解铜提供超净环境。
[0008]本技术的实施方式中，所述洁净间连通有空气除氡装置，经所述空气除氡装置能将所述洁净间的外部空气中的氡气及其子体滤除后送入所述洁净间；所述洁净间连通有干燥真空装置，所述干燥真空装置用于将所述洁净间内的空气进行干燥并使所述洁净间的气压达到预设压力值。
[0009]本技术的实施方式中，所述电解铜地下生产间还包括更衣间和风淋间，操作人员能依次穿过所述更衣间和所述风淋间后进入所述洁净间内。
[0010]本技术的实施方式中，所述电解铜地下生产间还包括机加工间，所述机加工间放置有机械加工装置，所述机械加工装置用于将所述电解铜加工成所需的铜部件。
[0011]本技术的实施方式中，所述电解铜制备装置包括电解液循环回路，所述电解液循环回路上沿电解液的流动方向依次设有电解结构、检测结构、过滤结构、温控结构以及循环结构；所述电解铜制备装置还包括电控模块，所述电控模块分别与所述电解结构、所述检测结构、所述温控结构以及所述循环结构电连接。
[0012]本技术的实施方式中，所述电解结构包括电解槽以及电解槽盖，所述电解槽盖封盖于所述电解槽的槽口处，所述电解槽内具有阳极结构和阴极结构，所述阴极结构和所述阳极结构均浸入所述电解槽内的电解液中，且所述阴极结构和所述阳极结构之间设有多孔隔挡件；所述电控模块包括脉冲电镀电源，所述脉冲电镀电源的阳极和阴极分别与所述阴极结构和所述阳极结构电连接。
[0013]本技术的实施方式中，所述电解结构还包括转动电机，所述电解槽盖上穿设有导电传动结构，所述导电传动结构的上端与所述转动电机连接，所述阴极结构安装在所述导电传动结构的下端并通过所述导电传动结构与所述脉冲电镀电源的阳极电连接，所述电控模块包括电机电源以及电机驱动器，所述电机电源和所述电机驱动器分别与所述电机的电源输入端和信号输入端电连接。
[0014]本技术的实施方式中，所述电解槽的上部设有相连通的第一进液口和进液管，所述进液管上设有多个进液孔，所述循环结构流出的电解液经所述第一进液口流入所述进液管并从所述进液孔回流至所述电解槽内；所述电解槽的底部设有相连通的出液管以及第一出液口，所述出液管上设有多个出液孔，所述电解槽内的电解液经多个所述出液孔流入所述出液管并从所述第一出液口流出至所述检测结构内。
[0015]本技术的实施方式中，所述检测结构包括检测槽、检测槽盖、温度传感器以及pH传感器；所述检测槽设有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口通过控制阀连通所述电解槽的第一出液口，所述第二出液口连通所述过滤结构；所述检测槽盖封盖于所述检测槽的槽口处，所述温度传感器和所述pH传感器穿设于所述检测槽盖上，所述温度传感器的下端和所述pH传感器的下端伸入所述检测槽内而对所述检测槽内的电解液进行检测，所述温度传感器的上端和所述pH传感器的上端分别与所述电控模块电连接。
[0016]本技术的实施方式中，所述温控结构包括热交换器以及冷暖机，所述冷暖机与所述电控模块电连接，所述电控模块根据其接收的所述温度传感器的温度检测信号控制所述冷暖机给所述热交换器提供冷热流体，经所述过滤结构过滤后的电解液进入所述热交换器内并与所述冷热流体进行热交换后流出。
[0017]本技术的特点及优点是：
[0018]本技术的电解铜地下生产间，通过将电解铜制备装置布置在位于地下的洁净间中，并在洁净间内布置超净工作台和纯水供应装置，使得电解铜制备装置能够在洁净间内的洁净环境中进行电解铜的制备，并且局部区域利用超净工作台提供超净环境，制备电解铜所需的电解液在超净工作台上进行配置，制备得到的电解铜能够存放在超净工作台上，从而减少环境中杂质对铜材料的污染，以控制铜材料中放射性核素的含量，以及由于地下洁净环境中较低的宇宙射线通量，从而减少铜材料受到宇宙射线的照射，提高铜材料的放射性纯度，并且制备过程中电解液的配置、脱铜处理、铜表面的清晰等工序中所需的水均能使用纯水供应装置提供的纯水和/或超纯水，从而减少因水源带来的杂质和污染，利用本技术的电解铜地下生产间能够生产出放射性纯度在μBq/kg量级的铜材料。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本技术中电解铜地下生产间的结构示意图。
[0021]图2为本技术中电解铜制备装置的结构示意图。
[0022]图3为本技术中电解结构的结构示意图。
[0023]图4为本技术中检测结构的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铜地下生产间，其特征在于，包括：洁净间，用于提供地下洁净环境；至少一电解铜制备装置，布置于所述洁净间内，所述电解铜制备装置用于制备电解铜；纯水供应装置，用于提供纯水和超纯水；超净工作台，布置于所述洁净间内，所述超净工作台用于为配置电解液及存放制备完成的所述电解铜提供超净环境。2.根据权利要求1所述的电解铜地下生产间，其特征在于，所述洁净间连通有空气除氡装置，经所述空气除氡装置能将所述洁净间的外部空气中的氡气及其子体滤除后送入所述洁净间；所述洁净间连通有干燥真空装置，所述干燥真空装置用于将所述洁净间内的空气进行干燥并使所述洁净间的气压达到预设压力值。3.根据权利要求1所述的电解铜地下生产间，其特征在于，所述电解铜地下生产间还包括更衣间和风淋间，操作人员能依次穿过所述更衣间和所述风淋间后进入所述洁净间内。4.根据权利要求1所述的电解铜地下生产间，其特征在于，所述电解铜地下生产间还包括机加工间，所述机加工间放置有机械加工装置，所述机械加工装置用于将所述电解铜加工成所需的铜部件。5.根据权利要求1所述的电解铜地下生产间，其特征在于，所述电解铜制备装置包括电解液循环回路，所述电解液循环回路上沿电解液的流动方向依次设有电解结构、检测结构、过滤结构、温控结构以及循环结构；所述电解铜制备装置还包括电控模块，所述电控模块分别与所述电解结构、所述检测结构、所述温控结构以及所述循环结构电连接。6.根据权利要求5所述的电解铜地下生产间，其特征在于，所述电解结构包括电解槽以及电解槽盖，所述电解槽盖封盖于所述电解槽的槽口处，所述电解槽内具有阳极结构和阴极结构，所述阴极结构和所述阳极结构均浸入所述电解槽内的电解液中，且所述阴极结构和所述阳极结构之间设有多孔隔挡件；所述电控模块包括脉冲电镀电源，所述脉冲电镀电源的阳极和阴极分别与所述阴极结构和所述阳极结构电连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志，马豪，薛涛，代文翰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：