本发明涉及铜的湿法冶金清洁生产技术,特别涉及一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法。
背景技术:
铜电积过程中在阳极产生氧气。氧气的析出将导致以下两种问题:
(1)氧气的析出使阳极腐蚀,最终污染阴极。对于从硫酸溶液中电积金属来说,使用铅合金阳极是因为在铅阳极表面形成较稳定的氧化物。但电积过程中于PbO2表面析出的氧气会从PbO2腐蚀层扩散至阳极表面进一步腐蚀阳极。当腐蚀产物变得粘稠时,阳极表面会生成小的龟裂纹。这些龟裂纹最终会扩展并且导致在阳极表面形成非粘附型的鳞片。接着这些鳞片又被在其下方阳极表面产生的氧气剥落,剥落的PbO2悬浮于电积液中,部分PbO2迁移至阴极表面降低阴极质量。为此,人们大量研究了铅合金阳极、铅基涂层阳极和钛基涂层阳极等,虽然在一定程度上缓解了阳极的溶解污染,但效果仍有待提升。
(2)氧气的析出带出大量酸雾,恶化生产环境。电积反应时,氧气在阳极表面产生,形成微小的气泡停留于金属表面。当气泡直径增大至约0.3 mm时,气泡脱离金属表面上浮,气泡冲破液面时带出溶液,在空气中形成雾滴,到处弥散,造成电积车间低空污染、不利于员工身心健康。为此,有些厂家采用排风机加强厂房通风,减少酸雾,通过集气罩回收综合处理酸雾,但该方法没有从源头上抑制酸雾的生成;有些厂家在电积液表面覆盖塑料小球、pp小球或覆盖塑料层等来阻止酸雾的弥漫,但效果也不理想。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种可避免阳极溶解对阴极的污染、减少酸雾生成和污染、操作方便、成本低的铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法,以克服现有技术中存在的缺点和不足。
为实现以上目的,本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法采用如下操作步骤:
(1)选取阻隔布,制作成套袋和布条,所述套袋缝制成一端开口套袋;所述布条长1~10m、宽0.02~0.2 m;
(2)将阳极板从步骤(1)得到的套袋的开口处套入,使阳极板被套袋包裹;
(3)将步骤(1)得到的布条于套袋与阳极板接口处缠绕2~5圈后系紧,使套袋固定于阳极板上,得到套袋阳极板;
(4)将步骤(3)得到的套袋阳极板与阴极板等间隔的放置在电积槽中,电积槽内电积液流速为20~80 L/min、温度为40~50℃、电流密度200~450 A/m2。
所述步骤(1)的套袋为开口的矩形套袋。
所述矩形套袋大小为长0.3~2 m,宽0.3~2 m,厚5~20 cm。
所述步骤(1)的阻隔布材料为棉、麻、混纺织物、漂白布、的确良布和聚氯乙烯纤维中的一种。
所述步骤(2)的包裹为套袋与阳极板的大小匹配,套袋能将阳极板浸没电积液的部分完全套紧覆盖,却不多余。
所述步骤(4)的等间隔放置为每个套袋阳极板一侧的导电棒与导电排连接,另一侧与绝缘板连接;阴极板与阳极板连接方式相反,即阴极板另一侧的导电棒与导电排连接,一侧与绝缘板连接。
本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法具有以下技术特点和有益效果:
(1)可使阴极铜的铅杂质含量降低80%以上,解决了阴极铜铅超标的问题;
(2)使电积车间的酸雾降低70%以上,优化了车间环境;
(3)可减少酸的损耗,降低了生产成本。
上述一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法通过采用阳极套袋抑制PbO2微粒的悬浮弥散,避免了PbO2颗粒对阴极的污染,并使阳极生成的细小气泡并聚长大,减少气泡数量和溶液夹带量,从源头上抑制酸雾,优化生产环境。
本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法将传统电镀工艺采用的阳极套袋方法运用于铜电积工艺中,在阳极上套入阻隔布袋,阻止了阳极溶解物的悬浮迁移,提升了阴极品质。同时,使阳极析出的微小氧气泡在套袋内长大后析出,减少了气泡数量,使气泡浮出水面时的酸带出量大大减小,从源头上抑制了酸雾的形成。该方法不仅能有效避免阳极溶解对阴极的污染,并减少酸雾的生成,净化车间作业环境,还具有操作简单方便,成本低的特点,具有良好的经济效益和环境效益。
附图说明
图1是本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法采用的矩形套袋形状结构示意图。
图中a表示矩形套袋的宽度,b表示矩形套袋的长度,c表示矩形套袋的厚度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法作进一步详细说明。
本发明本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法的操作步骤为先选取阻隔布制成一定大小的阻隔布矩形套袋和布条;而后将铜电积阳极板套入阻隔布矩形套袋中,用阻隔布条系紧后制成套袋阳极板;再将套袋阳极板与阴极板等间隔的放置于电积槽中进行铜电积。具体工艺参数如下:
(1)阻隔布材料为棉、麻、混纺织物、漂白布、的确良布和聚氯乙烯纤维中的一种。
(2)阻隔布矩形套袋的大小如图1,图中a=0.3~2 m,b=0.3~2 m,c=5~20 cm。
(3)阻隔布条长1~10 m,宽0.02~0.2 m。
(4)阳极板与阴极板的等间隔放置方式为每个套袋阳极板一侧的导电棒与导电排连接,另一侧与绝缘板连接;阴极板与阳极板连接方式相反,即阴极板另一侧的导电棒与导电排连接,一侧与绝缘板连接。
(5)铜电积的条件为电积槽内电积液流速为20~80 L/min、温度为40~50 ℃,电流密度200~450 A/m2。
以下列举三个实施例对本发明一种铜电积过程抑制阳极污染和酸雾生成的方法作进一步详细说明。
实施例1
选用聚氯乙烯为阻隔布,制成a=1m,b=0.8 m,c=6 cm的阻隔布套袋。将阳极板套入阻隔布套袋中,用长7 m,宽10 cm的阻隔布条在阻隔布套袋与阳极板接口处缠绕3圈后系紧,使阻隔布套袋固定在阳极板上,制成套袋阳极板。将套袋阳极板与阴极板等间隔的放置于电积槽中,套袋阳极板的左侧导电棒与导电排连接,右侧导电棒与绝缘板连接;阴极板右侧的导电棒与导电排连接,左侧导电棒与绝缘板连接。最后,通入电积液进行电积,电积液流速60 L/min,温度42 ℃,电流密度300 A/m2。
该实施例获得的阴极板铅含量减少了87%,车间酸雾浓度减少了88%。
实施例2
选用麻为阻隔布,制成a=1.2m,b=1 m,c=6 cm的阻隔布套袋。将阳极板套入阻隔布套袋中,用长8 m,宽10 cm的阻隔布条在阻隔布套袋与阳极板接口处缠绕3圈后系紧,使阻隔布套袋固定在阳极板上,制成套袋阳极板。将套袋阳极板与阴极板等间隔的放置于电积槽中,套袋阳极板的左侧导电棒与导电排连接,右侧导电棒与绝缘板连接;阴极板右侧的导电棒与导电排连接,左侧导电棒与绝缘板连接。最后,通入电积液进行电积,电积液流速65 L/min,温度42 ℃,电流密度300 A/m2。
该实施例获得的阴极板铅含量减少了83%,车间酸雾浓度减少了79%。
实施例3
选用棉为阻隔布,制成a=0.8 m,b=0.6 m,c=5 cm的阻隔布套袋。将阳极板套入阻隔布套袋中,用长4m,宽10 cm的阻隔布条在阻隔布套袋与阳极板接口处缠绕2圈后系紧,使阻隔布套袋固定在阳极板上,制成套袋阳极板。将套袋阳极板与阴极板等间隔的放置于电积槽中,套袋阳极板的左侧导电棒与导电排连接,右侧导电棒与绝缘板连接;阴极板右侧的导电棒与导电排连接,左侧导电棒与绝缘板连接。最后,通入电积液进行电积,电积液流速60 L/min,温度43 ℃,电流密度300 A/m2。
该实施例获得的阴极板铅含量减少了81%,车间酸雾浓度减少了82%。
对比以上三个实施例可知,实施例1是最佳实例。
应当说明的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以根据上述说明加以改进或修饰,所有这些改进或修饰都应落入本发明权利要求的保护范围内。