一种高纯铜电解液净化装置的制作方法

1.本实用新型属于铜电解技术领域，尤其涉及一种高纯铜电解液净化装置。


背景技术：

2.在我国高纯铜生产行业中，高纯铜是指纯度为5n
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7n的铜，目前高纯铜生产方式有熔炼和电解精炼两种方式，其中，电解精炼仍是生产高纯铜的主流方法，该方法的应用范围和应用前景也更广阔。
3.为了生产出高品质的高纯铜，必须从源头控制杂质的来源，这无疑对阳极原料、电解液原料、添加剂等物料成分提出了更高的要求。在现有的高纯铜生产工艺中，一般以≥99.99％铜板为原材料，这种方式虽然从源头减少了杂质的来源，但随着电解生产的不断进行，杂质元素不断的溶于电解液中，这些杂质元素如不及时净化脱除，就会以机械夹杂和化学沉积的方式在高纯铜上析出，严重影响高纯铜的质量，但常规的电解液净化方式均无法满足生产高纯铜的标准。
4.因此，电解液中存在的电解液中颗粒细小的悬浮物、阳极泥以及化学溶解的金属杂质元素成为影响生产高纯铜的关键因素。由此可见，如何开发出一种高效净化高纯铜电解液的装置是解决上述问题的关键。


技术实现要素：

5.本实用新型针对常规电解液净化方式存在净化效果不理想、难以满足生产高纯铜标准等的技术问题，提出一种结构简单、成本低廉、净化效果优异，且适用于高纯铜电解液的净化装置。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种高纯铜电解液净化装置，包括净化罐；
8.所述净化罐的顶部贯通连接有进液管，净化罐罐体下部开设一贯穿孔，所述贯穿孔与出液管贯通连接；
9.所述净化罐的内部自上而下依次设有液体分布器、滤网、聚丙烯纤维过滤层、填充层和阳离子交换树脂过滤层；
10.所述聚丙烯纤维过滤层进一步包括自上而下依次设置的第一聚丙烯纤维过滤层和第二聚丙烯纤维过滤层。
11.作为优选，所述净化罐罐体材质为聚丙烯或玻璃钢。
12.作为优选，所述液体分布器材质为聚丙烯或玻璃钢。
13.作为优选，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
14.作为优选，所述液体分布器进一步包括：
15.液体分配腔体，呈倒置的漏斗状，其顶部与所述进液管贯通连接；
16.分布管，其一端与所述液体分配腔体侧面贯通连接，并呈放射状均匀排布。
17.作为优选，所述分布管的管壁上沿轴向设有均匀排列的多个喷淋孔。
18.作为优选，所述第一聚丙烯纤维过滤层的孔径为5
‑
10μm。
19.作为优选，所述第二聚丙烯纤维过滤层的孔径均为1
‑
5μm。
20.作为优选，所述填充层为丙纶材料填充层，其孔径＜1μm。
21.作为优选，所述阳离子交换树脂过滤层为氨基烷基磷酸基螯合性离子交换树脂或吡啶基螯合性离子交换树脂。
22.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
23.1、本实用新型提供了一种高纯铜电解液净化装置，该装置将多个除杂工序整合到一个工艺装置当中，具有结构简单、易于操作、成本低廉、净化效果优异等特点，是一种能够适用于高纯铜电解液的净化装置；
24.2、本实用新型提供了一种高纯铜电解液净化装置，该装置内采用的填充材料可反复使用，在保证产品质量的同时，还降低了生产成本。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例所提供的高纯铜电解液净化装置的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例所提供的液体分布器和滤网的局部放大图。
27.以上各图中：1、净化罐；2、进液管；3、出液管；4、液体分布器；5、聚丙烯纤维过滤层；6、填充层；7、阳离子交换树脂过滤层；8、滤网；41、液体分配腔体；42、分布管；51、第一聚丙烯纤维过滤层；52、第二聚丙烯纤维过滤层。
具体实施方式
28.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.图1示出了本实用新型实施例所述的一种高纯铜电解液净化装置，该净化装置包括净化罐1；
30.在净化罐1的顶部贯通连接有进液管2，净化罐1罐体下部开设一贯穿孔，所述贯穿孔与出液管3贯通连接；
31.在净化罐1的内部自上而下依次设有液体分布器4、滤网8、聚丙烯纤维过滤层5、填充层6和阳离子交换树脂过滤层7；
32.所述聚丙烯纤维过滤层5又进一步包括自上而下依次设置的第一聚丙烯纤维过滤层51和第二聚丙烯纤维过滤层52。
33.图2示出了本实用新型实施例所述的高纯铜电解液净化装置中的液体分布器4的局部放大图，所述液体分布器4进一步包括：
34.液体分配腔体41，呈倒置的漏斗状，其顶部与所述进液管2贯通连接；
35.分布管42，其一端与所述液体分配腔体41侧面贯通连接，并呈放射状均匀排布，在分布管42的管壁上沿轴向设有均匀排列的多个喷淋孔。
36.在上述高纯铜电解液净化装置中，所述净化罐1罐体的材质具体选自聚丙烯或玻璃钢，液体分布器4的材质选自聚丙烯或玻璃钢，其中，聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
37.进一步地，为了使得本实用新型实施例所述的高纯铜电解液净化装置能够达到理想的杂质去除效果，又进一步对装置内各填充层的过滤精度进行了限定，具体地，第一聚丙烯纤维过滤层51的孔径为5
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10μm，用于过滤掉电解液中的漂浮铜粉、阳极泥大颗粒杂质；第二聚丙烯纤维过滤层52的孔径为1
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5μm，用于过滤掉电解液中的微小颗粒杂质；填充层6是一种丙纶材料填充层，该填充层的孔径＜1μm，同样用于过滤掉电解液中的微小颗粒杂质；阳离子交换树脂过滤层7可选择氨基烷基磷酸基螯合性离子交换树脂或吡啶基螯合性离子交换树脂，在本实用新型实施例中并未对该过滤层的孔径大小进行具体限定，原因在于：该过滤层主要用于吸附电解液中锑、铋等元素，在实际操作中，可根据实际需求选择不同孔径的阳离子交换树脂材料作为阳离子交换树脂过滤层7，均能达到理想的过滤效果；同时，本实用新型实施例所提供的高纯铜电解液净化装置仅对部分填充材料的孔径大小进行了限定，但并未对四层填充材料的厚度进行明确限定，其原因在于：在实际操作当中，填充材料可依据所面临电解液品类的不同而自行调整其厚度与之相匹配。
38.本实用新型实施例提供了一种利用该高纯铜电解液净化装置净化5n铜电解生产线电解液的方法，具体为：
39.(1)一级过滤：采用泵体将该电解液经进液管2打入电解液净化装置中，5n铜电解生产线电解液的循环量为25m3/h，电解液经液体分布器4分散到第一聚丙烯纤维过滤层51进行一级过滤，第一聚丙烯纤维过滤层51的过滤精度为10μm，由该过滤层对电解液进行初步过滤，具体用于过滤掉电解液中的漂浮铜粉、阳极泥大颗粒杂质；
40.(2)二级过滤：经第一聚丙烯纤维过滤层51过滤后电解液进入到第二聚丙烯纤维过滤层52进行二级过滤，该过滤层的过滤精度为5μm熔喷式聚丙烯材料，用于过滤掉电解液中的微小颗粒杂质；
41.(3)三级过滤：经第二聚丙烯纤维过滤层52过滤后的电解液进入到过滤精度为1μm的丙纶材料填充层进行三级过滤，用于进一步过滤掉电解液中的微小颗粒杂质，此时，经过三级过滤后的电解液，其中的颗粒物基本被全部去除，具体包括比铜电位更正不溶解的au、ag、pt、pd等元素，比铜电位负以难溶盐类或氧化物进入阳极泥的pb、sn等元素，以及小部分溶解形成漂浮阳极泥的as、sb等元素以及不发生化学溶解进入电解液大部分存在于阳极泥中的o、s、se、te等元素；
42.(4)四级过滤：经丙纶材料填充层过滤后的电解液进入阳离子交换树脂过滤层7，该交换树脂吸附层采用氨基烷基磷酸基螯合性离子交换树脂填充，用于吸附电解液中90％以上的sb、bi等杂质，随后经过四级过滤净化后的电解液经泵体泵入电解槽中电解。
43.本实用新型实施例还提供了一种利用该高纯铜电解液净化装置净化6n铜电解生产线电解液的方法，具体为：
44.(1)一级过滤：采用泵体将该电解液经进液管2打入电解液净化装置中，6n铜电解生产线电解液的循环量为12m3/h，电解液经液体分布器4分散到第一聚丙烯纤维过滤层51进行一级过滤，第一聚丙烯纤维过滤层51的过滤精度为5μm，由该过滤层对电解液进行初步过滤，具体用于过滤掉电解液中的漂浮铜粉、阳极泥大颗粒杂质；
45.(2)二级过滤：经第一聚丙烯纤维过滤层51过滤后电解液进入到第二聚丙烯纤维过滤层52进行二级过滤，该过滤层的过滤精度为1μm熔喷式聚丙烯材料，用于过滤掉电解液中的微小颗粒杂质；
46.(3)三级过滤：经第二聚丙烯纤维过滤层52过滤后的电解液进入到过滤精度为0.5μm的丙纶材料填充层进行三级过滤，用于进一步过滤掉电解液中的微小颗粒杂质，此时，经过三级过滤后的电解液，其中的颗粒物基本被全部去除，具体包括比铜电位更正不溶解的au、ag、pt、pd元素，比铜电位负以难溶盐类或氧化物进入阳极泥的pb、sn等元素，以及小部分溶解形成漂浮阳极泥的as、sb等元素以及不发生化学溶解进入电解液大部分存在于阳极泥中的o、s、se、te等元素；
47.(4)四级过滤：经丙纶材料填充层过滤后的电解液进入阳离子交换树脂过滤层7，该交换树脂吸附层采用氨基烷基磷酸基螯合性离子交换树脂填充，用于吸附电解液中90％以上的sb、bi等杂质，随后经过四级过滤净化后的电解液经泵体泵入电解槽中电解。
48.由上述内容可知，本实用新型实施例提供了一种高纯铜电解液净化装置，该装置将多个除杂工序整合到一个工艺装置当中，具有结构简单、易于操作、成本低廉、净化效果优异等特点，该装置能够实现铜电解液杂质的高效、彻底脱除，在铜电解领域具有广阔的应用前景。