工业化生产高纯铜的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属冶炼领域，尤其设及一种工业化生产高纯铜的工艺。
【背景技术】
[0002] 金属铜是有色金属使用比较广泛的金属之一，随着工业的不断进步发展，对金属 铜的需求越来越大，特别对高纯金属铜的需求也越来越大。
[0003] 如果铜的纯度可W达到5N(99.999%)甚至更高的6N(99.9999%)，它的导热、导电特 性将大幅度的提高，而且超高纯铜的软化溫度低、延展性良好，因此，利用高纯铜可W提高 电子产品的质量。
[0004] 目前，高纯铜的生产主要采取区域烙炼法、二次(或Ξ次）电解法和还原法生产工 艺。区域烙炼法生产效率低，很难形成大规模生产能力；而二次电解法设及硫酸、硝酸两个 溶解过程并且需要两次甚至Ξ次电解，生产过程繁杂，产品合格率低（在65%-75%);还原法 生产过程也比较繁杂，生产过程中要使用氨气还原，生产安全性问题比较突出。W上Ξ种生 产高纯铜的方法都有能耗高和生产工艺繁杂的缺点，结果导致高纯铜价格高而导致高纯铜 工业应用受到很大限制。
【发明内容】
[0005] 本发明为克服现有技术的不足，而提供一种工业化生产高纯铜的工艺。
[0006] 本发明提供的一种工业化生产高纯铜的工艺，包括W下步骤： 步骤1)、将无水硫酸铜溶解于去离子水中，得硫酸铜溶液，然后用硫酸或氨氧化钢溶液 调节硫酸铜溶液使其PH=4; 步骤2)、将Si化无机型离子交换树脂填充于离子交换柱，用去离子水清洗离子交换柱， 然后，将步骤1)制得的硫酸铜溶液从离子交换柱底部累入，反向流动，直到离子交换树柱饱 和吸附； 步骤3)、用去离子水清洗步骤2)中得到的离子交换柱，然后将硫酸溶液从离子交换柱 底部累入，脱吸附在离子交换柱上的硫酸铜，得硫酸铜脱附液； 步骤4)、将步骤3)得到的硫酸铜脱附液打入旋流电解器，进行电解，电解完成后，从旋 流电解器阴极剥离圆珠柱型的电解铜板； 步骤5)、将剥离的电解铜板放进真空烙铸炉铸造，然后进行检验、包装即可。
[0007] 步骤2)中硫酸铜溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为6个柱体积/小 时。
[000引步骤3)中硫酸溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为4个体积柱/小 时，硫酸铜溶液的质量分数为20%。
[0009] 步骤4)中的电解是在电压2V、电流密度300A/M2的条件下进行的。
[0010] 步骤2)中设Ξ根串联的离子交换柱，1柱2柱串联吸附，3柱备用。
[00川有益效果；
表格分析:本发明直接使用硫酸铜作为原料生产6N高纯铜，采用本生产工艺，使得6NW 上高纯铜生产成品率和生产效率明显提高，同时，能耗大幅降低。综合而言，应用本工艺使 高纯铜生产成本显著降低，使更多领域内的铜质元器件用高纯铜替代成为了可能，有利于 高端制造业的发展。
[0012] 步骤2)中设Ξ根串联的离子交换柱，1柱2柱串联吸附，3柱备用，保证工业化生产 时的连续性。
【具体实施方式】
[0013] 实施例1: 一种工业化生产高纯铜的工艺，包括W下步骤： 步骤1)、将50kg无水硫酸铜溶解于5000L去离子水中，得lOg/L硫酸铜溶液，然后用硫酸 或氨氧化钢溶液调节硫酸铜溶液使其PH=4; 步骤2)、将70LSi化无机型离子交换树脂填充于离子交换柱，用去离子水清洗离子交换 柱，然后，将步骤1)制得的硫酸铜溶液从离子交换柱底部累入，反向流动，直到离子交换树 柱饱和吸附； 步骤3)、用去离子水清洗步骤2)中得到的离子交换柱，然后将1000L硫酸溶液从离子交 换柱底部累入，脱吸附在离子交换柱上的硫酸铜，得硫酸铜脱附液； 步骤4)、将步骤3)得到的硫酸铜脱附液打入旋流电解器，进行电解，电解完成后，从旋 流电解器阴极剥离圆珠柱型的电解铜板； 步骤5)、将剥离的电解铜板放进真空烙铸炉铸造，然后进行检验、包装即可。
[0014] 步骤2)中硫酸铜溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为6个柱体积/小 时。
[0015] 步骤3)中硫酸溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为4个体积柱/小 时，硫酸铜溶液的质量分数为20%。
[0016] 步骤4)中的电解是在电压2V、电流密度300A/M2的条件下进行的。
[0017] 步骤2)中设Ξ根串联的离子交换柱，堪2柱串联吸附，3柱备用。
[0018] 实施例2: -种工业化生产高纯铜的工艺，包括W下步骤： 步骤1)、将50kg无水硫酸铜溶解于1000化去离子水中，得5g/L硫酸铜溶液，然后用硫酸 或氨氧化钢溶液调节硫酸铜溶液使其PH=4; 步骤2)、将70LSi化无机型离子交换树脂填充于离子交换柱，用去离子水清洗离子交换 柱，然后，将步骤1)制得的硫酸铜溶液从离子交换柱底部累入，反向流动，直到离子交换树 柱饱和吸附； 步骤3)、用去离子水清洗步骤2)中得到的离子交换柱，然后将1000L硫酸溶液从离子交 换柱底部累入，脱吸附在离子交换柱上的硫酸铜，得硫酸铜脱附液； 步骤4)、将步骤3)得到的硫酸铜脱附液打入旋流电解器，进行电解，电解完成后，从旋 流电解器阴极剥离圆珠柱型的电解铜板； 步骤5)、将剥离的电解铜板放进真空烙铸炉铸造，然后进行检验、包装即可。
[0019] 步骤2)中硫酸铜溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为6个柱体积/小 时。
[0020] 步骤3)中硫酸溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为4个体积柱/小 时，硫酸铜溶液的质量分数为20%。
[0021] 步骤4)中的电解是在电压2V、电流密度300A/M2的条件下进行的。
[0022] 步骤2)中设Ξ根串联的离子交换柱，1柱2柱串联吸附，3柱备用。
[0023] 实施例3: -种工业化生产高纯铜的工艺，包括W下步骤： 步骤1)、将75kg无水硫酸铜溶解于1000化去离子水中，得7.5g/L硫酸铜溶液，然后用硫 酸或氨氧化钢溶液调节硫酸铜溶液使其PH=4; 步骤2)、将70LSi化无机型离子交换树脂填充于离子交换柱，用去离子水清洗离子交换 柱，然后，将步骤1)制得的硫酸铜溶液从离子交换柱底部累入，反向流动，直到离子交换树 柱饱和吸附； 步骤3)、用去离子水清洗步骤2)中得到的离子交换柱，然后将1000L硫酸溶液从离子交 换柱底部累入，脱吸附在离子交换柱上的硫酸铜，得硫酸铜脱附液； 步骤4)、将步骤3)得到的硫酸铜脱附液打入旋流电解器，进行电解，电解完成后，从旋 流电解器阴极剥离圆珠柱型的电解铜板； 步骤5)、将剥离的电解铜板放进真空烙铸炉铸造，然后进行检验、包装即可。
[0024] 步骤2)中硫酸铜溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为6个柱体积/小 时。
[0025] 步骤3)中硫酸溶液在IPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为4个体积柱/小 时，硫酸铜溶液的质量分数为20%。
[0026] 步骤4)中的电解是在电压2V、电流密度300A/M2的条件下进行的。
[0027] 步骤2)中设Ξ根串联的离子交换柱，1柱2柱串联吸附，3柱备用。
【主权项】
1. 一种工业化生产高纯铜的工艺，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1)、将无水硫酸铜溶解于去离子水中，得硫酸铜溶液，然后用硫酸或氢氧化钠溶液 调节硫酸铜溶液使其PH=4; 步骤2)、将SiCu无机型离子交换树脂填充于离子交换柱，用去离子水清洗离子交换柱， 然后，将步骤1)制得的硫酸铜溶液从离子交换柱底部栗入，反向流动，直到离子交换树柱饱 和吸附； 步骤3)、用去离子水清洗步骤2)中得到的离子交换柱，然后将硫酸溶液从离子交换柱 底部栗入，脱吸附在离子交换柱上的硫酸铜，得硫酸铜脱附液； 步骤4)、将步骤3)得到的硫酸铜脱附液打入旋流电解器，进行电解，电解完成后，从旋 流电解器阴极剥离圆珠柱型的电解铜板； 步骤5)、将剥离的电解铜板放进真空熔铸炉铸造，然后进行检验、包装即可。2. 根据权利要求1所述的工业化生产高纯铜的工艺，其特征在于，步骤2)中硫酸铜溶液 在lPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为6个柱体积/小时。3. 根据权利要求1所述的工业化生产高纯铜的工艺，其特征在于，步骤3)中硫酸溶液在 lPMa的压力下进入离子交换柱，且其流速为4个体积柱/小时，硫酸铜溶液的质量分数为 20% 〇4. 根据权利要求1所述的工业化生产高纯铜的工艺，其特征在于，步骤4)中的电解是在 电压2V、电流密度300A/M2的条件下进行的。5. 根据权利要求1所述的工业化生产高纯铜的工艺，其特征在于，步骤2)中设三根串联 的离子交换柱，1柱2柱串联吸附，3柱备用。
【专利摘要】本发明属于金属冶炼领域，尤其涉及一种工业化生产高纯铜的工艺；1、将无水硫酸铜溶解于去离子水中，用硫酸或氢氧化钠溶液调节硫酸铜溶液使其PH=4；2、将SiCu无机型离子交换树脂填充于离子交换柱，将步骤1）制得的硫酸铜溶液从离子交换柱底部泵入，直到离子交换树柱饱和吸附；3、用去离子水清洗步骤2）中得到的离子交换柱，然后将硫酸溶液从离子交换柱底部泵入，得硫酸铜脱附液；4、将步骤3）得到的硫酸铜脱附液打入旋流电解器，进行电解，从旋流电解器阴极剥离圆珠柱型的电解铜板；5、将剥离的电解铜板放进真空熔铸炉铸造；采用本生产工艺，使得6N以上高纯铜生产成品率和生产效率提高，能耗降低，有利于高端制造业的发展。
【IPC分类】C22B3/42, C22B15/00, C22B3/24, C25C1/12
【公开号】CN105586495
【申请号】CN201610184069
【发明人】陈东升, 邵志成, 邵帅
【申请人】河南国玺超纯金属材料有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月29日