一种电解铜箔用原料铜及其生产方法和使用方法与流程

本发明属于铜箔，具体涉及一种电解铜箔用原料铜及其生产方法和使用方法。

背景技术：

1、电解铜箔作为电子电路和锂电池行业的基础材料，随着今年来两大行业的蓬勃发展，其使用量及生产规模迅速增加。铜板和铜线是电解铜箔的主要原材料，铜箔行业前期基于规模的现状，原材料主要使用现有通用规格的材料，目前由于使用量的提升，为更好的促进铜箔行业的发展，为铜箔行业开发复合型特征的原材料成为当务之急。

2、电解铜箔制作过程主要分为：制液、电解、分切、表面处理和包装。本发明主要关注的是制液过程，制液过程将纯度较高的铜材投入到溶铜罐内部，然后通过底部通气或者上部喷淋的方式，增加电解液的循环以及补充电解液内部的氧气含量。制液的反应过程为：2cu+o2+2h2so4＝2cuso4+2h2o。

3、为保证电解液系统铜含量的平衡，目前一组产能为100t/月的电解系统，需要每天溶解135kg/h。为保证系统溶铜速度，目前一套电解系统需要使用2-3个溶铜罐，罐体内部放置总量50-100t的铜料，溶铜罐内部存量30-50m3的电解液。溶铜过程中，为保证溶铜化学反应速度，蒸汽/空气压缩机或者是喷淋循环泵还会出现大量的能耗。

4、为降低溶铜成本，提升溶铜效率，目前有一种方法是采用比表面积高的铜线来代替铜板作为原材料。目前数据计算和统计发现，铜线比表面积是铜板的30-50倍，铜线的溶铜速度约是铜箔速度的1.5-3倍左右。说明比表面积的增加能够有效提升溶铜速度。但是铜线的加工费用较高，加工成本在800-1000元/t。且其制程主要是针对电缆电芯要求进行制作，制作的拉制过程还需要使用有机润滑油，不但增加的加工成本，还增加的铜线的杂质含量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电解铜箔用原料铜及其生产方法和使用方法，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种电解铜箔用原料铜，所述原料铜呈5-20mm粒径的颗粒状，内部结构为海绵状，其密度不超过正常铜密度的98％，且比表面积超过φ8mm铜线的10倍，纯度达到99.95％以上。

3、另一方面，本发明提出一种电解铜箔用原料铜的生产方法，包括如下步骤：a.将铜原材料熔解为铜液；b.将所得铜液直接倒入纯水中快速冷却以形成海绵铜；c.采用区熔法处理废铜箔得到铜液；d.对形成的海绵铜进行烘干和打包；e.在铜液冷却过程中产生的水蒸气通过管道进行热量回收，并将冷凝水回收再利用；f.控制电解机台产生的氧气在溶铜罐中的有效回收。g.通过调节电解铜区熔设备的铜液流量、区熔出口与液面高度以及入口角度来控制海绵铜粒径大小；h.设计带有铰链装置的下料口用于半自动化收集和传输海绵铜，同时可优化设计实现自动连续加铜；i.利用电解过程中产生的富氧空气作为熔铜过程中的供气源。

4、优选的，所述海绵铜由海绵铜收集框进行收集，所述海绵铜收集框采用连续循环传动设备进行传输，并配备半自动化收集及传输功能。

5、优选的，所述快速冷却采用纯水进行冷却，通过流量将纯水池温度控制在80±10℃。

6、优选的，所述烘干采用抽风效率为20-200m3/h的风机抽取水蒸汽并通过换热管转换成80-90℃热空气，用于海绵铜的高效烘干。

7、优选的，在海绵铜在生产过程中产生的水蒸汽，通过蒸汽抽风口收集水蒸汽，并将其热量回收后再利用，同时确保冷凝水得到合理回收和循环利用。

8、此外，本发明还提出一种电解铜箔用原料铜的使用方法，包括：对海绵铜进行吨袋包装运输，以及在使用前将其置于镂空不锈钢框体内进行超声水洗，以去除运输和储存过程中吸附的灰尘；将海绵铜通过不锈钢框体下料口添加到溶铜罐。

9、优选的，所述溶铜罐通过回收电解机台产生的氧气，提高内部氧气含量。

10、优选的，在海绵铜在使用过程中产生的水蒸汽，通过蒸汽抽风口收集水蒸汽，并将其热量回收后再利用，同时确保冷凝水得到合理回收和循环利用。

11、本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种电解铜箔用原料铜及其生产方法和使用方法，与现有技术相比，具有以下优点：

12、通过提供高表面积的铜原料，提高溶铜过程中的酸含量/氧含量，可以将现有溶铜速度提升3倍以上，有效降低现有溶铜过程的使用成本。通过对铜料加工过程的废热和废水进行重复利用，有效降低铜料加工成本。并且通过对铜料形状的改善，为溶铜罐自动化加铜提供了一种可行性方案。

技术特征：

1.一种电解铜箔用原料铜，其特征在于，所述原料铜呈5-20mm粒径的颗粒状，内部结构为海绵状，其密度不超过正常铜密度的98％，且比表面积超过φ8mm铜线的10倍，纯度达到99.95％以上。

2.一种电解铜箔用原料铜的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种电解铜箔用原料铜的生产方法，其特征在于，所述生产方法还包括：g.通过调节电解铜区熔设备的铜液流量、区熔出口与液面高度以及入口角度来控制海绵铜粒径大小；h.设计带有铰链装置的下料口用于半自动化收集和传输海绵铜，同时可优化设计实现自动连续加铜；i.利用电解过程中产生的富氧空气作为熔铜过程中的供气源。

4.根据权利要求2所述的一种电解铜箔用原料铜的生产方法，其特征在于，所述海绵铜由海绵铜收集框进行收集，所述海绵铜收集框采用连续循环传动设备进行传输，并配备半自动化收集及传输功能。

5.根据权利要求2所述的一种电解铜箔用原料铜的生产方法，其特征在于，所述快速冷却采用纯水进行冷却，通过流量将纯水池温度控制在80±10℃。

6.根据权利要求2所述的一种电解铜箔用原料铜的生产方法，其特征在于，所述烘干采用抽风效率为20-200m3/h的风机抽取水蒸汽并通过换热管转换成80-90℃热空气，用于海绵铜的高效烘干。

7.根据权利要求2所述的一种电解铜箔用原料铜的生产方法，其特征在于，在海绵铜在生产过程中产生的水蒸汽，通过蒸汽抽风口收集水蒸汽，并将其热量回收后再利用，同时确保冷凝水得到合理回收和循环利用。

8.一种电解铜箔用原料铜的使用方法，其特征在于，包括：对海绵铜进行吨袋包装运输，以及在使用前将其置于镂空不锈钢框体内进行超声水洗，以去除运输和储存过程中吸附的灰尘；将海绵铜通过不锈钢框体下料口添加到溶铜罐。

9.根据权利要求8所述的一种电解铜箔用原料铜的使用方法，其特征在于，所述溶铜罐通过回收电解机台产生的氧气，提高内部氧气含量。

10.根据权利要求8所述的一种电解铜箔用原料铜的使用方法，其特征在于，在海绵铜在使用过程中产生的水蒸汽，通过蒸汽抽风口收集水蒸汽，并将其热量回收后再利用，同时确保冷凝水得到合理回收和循环利用。

技术总结本发明公开了一种电解铜箔用原料铜及其生产方法和使用方法，原料铜具有如下特性：5‑20mm粒径颗粒状，内部为海绵结构，≤98％正常铜密度，比表面积为φ8mm铜线10倍以上，海绵铜的纯度为≥99.95％。其制作流程为：1)将铜原材料熔解为铜液；2)将铜液倒入纯水；3)将海绵铜进行烘干及打包；4)水蒸气通过管道进行热量回收；5)冷凝水可以进行回收利用。海绵铜在溶铜罐使用过程中，会将电解机台生成氧气进行有效回收，整体可将溶铜罐溶铜速度提升至现有速度的3‑5倍。技术研发人员：刘超,江泱,罗佳受保护的技术使用者：九江德福科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11