一种铜电解液净化装置的制作方法

本实用新型属于电解制铜粉设备领域，特别涉及一种铜电解液净化装置。

背景技术：

在电解制备铜粉过程中，电解生成的铜粉需要经过电解、清洗、甩干、还原、干燥、分级等多道处理工序才能成为产品；产品铜粉中的杂质主要来源为阳极粗铜矿中的杂质和电解液中的杂质，其中粗铜矿中含有As、Sb、Bi、Pb、Ni、Zn、Na、Sn、Al等金属元素杂质和有机物杂质，电解液中含有外界其他因素引入的金属元素Ca、Mg、Fe、Si等杂质，电解液中还含有其他工艺步骤中带入的有机物类杂质。

在长期的铜电解过程中，阳极粗铜矿中的杂质随铜一起溶解进入电解液，随着电沉积反应不断进行，电解液中不断富集金属元素和有机物等杂质，当富集到一定浓度时，这些杂质就会通过机械夹杂和化学沉积的方式在阴极上积聚，影响产品铜粉的电结晶沉积方式，进而影响电解铜粉形貌，同时这些杂质的存在还会使得电解液电阻增大，导致电能损失，严重危害阴极铜的质量及电解生产；铜电解液净化除杂成为电解制铜粉工业生产中重要的一部分。

但目前现有的铜电解净化装置存在工艺流程长，能耗高，不能同时脱除电解液中所含杂质的问题。因此，需要设计一种工艺简单、能够同时除去电解液中各种杂质的简易高效装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，针对现有技术的不足，提供一种铜电解液净化装置，所述净化装置包括顺次连接的第Ⅰ滤网2、石英砂净化区3、环氧树脂净化区4、活性炭净化区5、第Ⅱ滤网6；其中第Ⅰ滤网2和第Ⅱ滤网6为聚丙烯滤网或316L不锈钢滤网。

所述第Ⅰ滤网2和第Ⅱ滤网6孔径为0.5-0.8mm，用于过滤溶液中的大颗粒；

所述石英砂净化区3中石英砂粒度为1-3mm，用于过滤溶液中微粉颗粒；

所述环氧树脂净化区4中环氧树脂粒度为1-1.5mm，为近球形环氧树脂，用于过滤溶液中的Ca、Mg、Fe、Si杂质；

所述活性炭净化区5中活性炭粒度为1-3mm，可以有效过滤溶液中有机物和微量金属元素As、Sb、Bi、Pb、Ni、Zn、Na、Sn、Al杂质。

石英砂净化区3、环氧树脂净化区4、活性炭净化区5中填充的石英砂、环氧树脂、活性炭质量比为1:(1-3):(1-2)。

本实用新型的有益效果为：

(1)经本实用新型净化装置净化后的电解液进行电沉积反应，减小了电解液电阻，提高了电沉积反应效率，电沉积工艺更加稳定，电解得到的铜粉树枝状更发达，产品性能提升更为明显；

(2)本实用新型提供的净化装置将多种杂质净化合并到一个设备中进行，即将过滤粗颗粒、细颗粒、金属离子、有机物等多道处理工序合并为一体化处理，由一台设备连续化进行了微粉颗粒、金属元素、有机物等杂质的过滤工序，简化了工艺过程，减少了劳动量、设备量，降低能源和其它辅助材料的消耗，降低产品损耗，可以反复循环利用，同时保证了产品性能，提高生产率。

附图说明

图1为本实用新型铜电解净化装置结构简图；

标号说明：1-电解液入口；2-第Ⅰ滤网；3-石英砂净化区；4-环氧树脂净化区；5-活性炭净化区；6-第Ⅱ滤网；7-电解液出口；

图2为实施例2电解得到铜粉的产品形貌图；

图3为对比实施例2.1电解得到铜粉的产品形貌图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种铜电解液净化装置，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

附图1为本实用新型铜电解液净化装置结构简图，所述净化装置包括顺次连接的第Ⅰ滤网2、石英砂净化区3、环氧树脂净化区4、活性炭净化区5、第Ⅱ滤网6。

其中，第Ⅰ滤网2和第Ⅱ滤网6为聚丙烯滤网或316L不锈钢滤网，孔径为0.5-0.8mm；石英砂净化区3中石英砂粒度为1-3mm；环氧树脂净化区4中环氧树脂粒度为1-1.5mm，选择近球形环氧树脂；活性炭净化区5中活性炭粒度为1-3mm；石英砂净化区3、环氧树脂净化区4、活性炭净化区5中填充的石英砂、环氧树脂、活性炭质量比为1:(1-3):(1-2)。

利用电解液泵将电解液泵入电解液入口1，压力为2MPa，先经第Ⅰ滤网2进行初级过滤，过滤电解液中的大颗粒，然后经过石英砂净化区3，过滤电解液中的微粉颗粒；进入环氧树脂净化区4，过滤溶液中的Ca、Mg、Fe、Si、等杂质；进入活性炭净化区5，过滤溶液中有机物以及微量金属元素As、Sb、Bi、Pb、Ni、Zn、Na、Sn、Al等杂质；最后经第Ⅱ滤网6再次过滤电解液中各净化区漏出的过滤物质，最终经过下方电解液出口流回电解槽中。

电解液经电解液出口7流回电解槽完成一次净化后，还能重新自电解液入口1进入，经第Ⅰ滤网2、石英砂净化区3、环氧树脂净化区4、活性炭净化区5、第Ⅱ滤网6再次过滤，完成二次净化，重复净化直至完成N次净化。

实施例1

利用附图1所示净化装置循环净化5次后的电解液中杂质进行含量检测，测得Sn含量857ppm，有机物杂质含量406ppm；其中石英砂净化区3填装的石英砂、环氧树脂净化区4填装的环氧树脂、活性炭净化区5填装的活性炭质量比为1:1:1，第Ⅰ滤网2和第Ⅱ滤网6的材质选择316L不锈钢，孔径为0.6-0.8。

在上述净化装置循环净化5次后的电解液中进行电沉积反应10小时，将电沉积产生的粉末在洗粉机中清洗7次、皂化后清洗三次，离心甩干机甩干30min，进入还原炉还原干燥，再经过破碎机破碎、气流分级机分级后，筛分-200目粉末，得到的铜粉产品松装密度为1.67g/cm³，氧含量571ppm，水含量0.06％，产量为112kg。

对比实施例1.1

对未经过净化的电解液中杂质进行含量检测，其中杂质Sn含量为2210ppm，有机物杂质含量为1100ppm。

在未经过净化的电解液中进行电沉积反应10小时，并对电沉积产生的粉末进行与实施例1相同的处理工序，筛分-200目粉末，得到的铜粉产品松装密度为1.75g/cm³，氧含量565ppm，水含量0.04％，产量为100kg。

实施例2

利用附图1所示净化装置循环净化10次后的电解液中杂质进行含量检测，测得Sn含量632ppm，有机物杂质含量316ppm；其中净化装置各区填料的质量比为1:3:2，第Ⅰ滤网2和第Ⅱ滤网6的材质选择聚丙烯滤网，孔径为0.6-0.8。

在上述净化10次后的电解液中进行电沉积反应10小时，生产低松装密度电解铜粉。将电沉积产生的粉末在洗粉机中清洗9次、皂化后清洗三次，离心甩干机甩干30min，进入还原炉还原干燥，再经过破碎机破碎、气流分级机分级后，筛分-200目粉末，得到的铜粉产品松装密度为0.87g/cm³，氧含量971ppm，水含量0.06％，产量为89kg，产品形貌图如图2所示。

对比实施例2.1

对未经过净化的电解液中杂质进行含量检测，其中杂质Sn含量为2210ppm，有机物杂质含量为1100ppm。

在未经过净化的电解液中进行电沉积反应10小时，生产低松装密度电解铜粉，并对电沉积产生的粉末进行与实施例2相同的处理工序，筛分-200目粉末，得到的铜粉产品松装密度为0.95g/cm³，氧含量984ppm，水含量0.08％，产量为72kg，产品形貌如图3所示。

对比图2和图3可以得知，经附图1所示净化装置净化后的电解液电解得到的铜粉树枝状结构更加发达，即产品性能得到有效提高。