一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法及裝置與流程
2023-05-15 05:13:01 3
本發明涉及一種酸洗方法及裝置，具體涉及一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法及裝置，屬於金屬氧化物酸洗領域。
背景技術：
金屬的表面容易和空氣中的氧氣進行反應，在金屬的表面生成了金屬氧化物。利用酸溶液去除鋼鐵表面上的氧化皮和鏽蝕物的方法稱為酸洗，是清潔金屬表面的一種方法。傳統配方的酸洗液不僅在操作時會產生刺鼻性的酸霧，還會有黃煙產生，而酸洗後的溶液如果不經處理排出，會造成嚴重的汙染。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是，提供一種操作流程簡易、設備結構簡單、清洗原料經濟易得且可以循環使用和具有環保優勢的拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法及裝置。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，其特徵在於：包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽中清洗10~15min，直至超聲波清洗槽中藍綠色不再變化；
s02：將步驟s01中超聲波清洗槽中的固液混合物轉移到第一固液分離器中進行固液分離，並將固體回收；
s03：將步驟s02中得到的液體轉移到攪拌反應池中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物並攪拌；
s04：將步驟s03得到的混合物通入到第二固液分離器再次進行固液分離操作，並回收固體；
s05：將步驟s04得到的液體部分通入到步驟s01中的超聲波清洗槽中，實現循環操作。
步驟s01中，超聲波清洗槽通過高頻率的超聲作用振落銅材表面部分銅鏽和其他汙物，同時超聲波清洗槽中的檸檬酸溶液會與銅材表面的銅鏽進行反應，達到酸洗的作用。所述檸檬酸溶液的質量濃度為25%~35%。所述超聲波清洗槽的工作溫度為40~60oc。其它操作均在室溫下進行。步驟s01中，選取特定濃度的檸檬酸，使得氧化銅與檸檬酸充分反應形成檸檬酸銅，且不產生酸霧，而且不腐蝕銅材。部分檸檬酸銅作為固體（固體中還含有被振落的氧化銅）被分離，部分檸檬酸銅溶解於液體中並轉移到攪拌反應池中。步驟s01不加入草酸是為了防止酸性較強的草酸腐蝕銅材。
通過對銅材測定銅離子含量，可以估算出銅材表面氧化銅的質量。所述拉拔銅材表面的氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.12~1:1:0.24。選取以上的質量比例，形成草酸銅的過程中不產生酸霧，且使得草酸完全消耗步驟s01生成的檸檬酸銅以生成草酸銅沉澱，且檸檬酸的再次加入使得反應溶液經過第二次固液分離回到超聲波清洗槽時檸檬酸溶液的質量濃度符合s01要求，即形成相應濃度的檸檬酸溶液。
所述絮凝劑可以為有機絮凝劑pam(pac亦可）。所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池內溶液的總質量的0.5%~1%。在步驟s03中，加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物後，攪拌時間為0.5~1h。投加量為投加的絮凝劑的質量。選取特定質量比例的絮凝劑，使得草酸銅充分沉澱。
步驟s02中所述第一固液分離器為三足式離心機、振動篩或者上懸式離心機；步驟s04中第二固液分離器為板框式壓濾機或三足式離心機。
步驟s04中，混合物進入板框式壓濾機中，經過濾介質濾布，固體停留在濾布上，並逐漸在濾布上形成過濾泥餅，而濾液部分則透過濾布，成為不含固體的清液；或用三足式離心機通過高速旋轉，產生強大的離心力，將混合物中的固體與液體分離開，並回收固體。
本發明採用一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗裝置，包括超聲波清洗機、第一固液分離器、攪拌反應池、第二固液分離器。超聲波清洗機的清洗槽通過管道與第一固液分離器（三足式離心機、振動篩或上懸式離心機）相連，其後接有帶攪拌的反應池，帶攪拌的反應池與板框式壓濾機（或三足式離心機）相接。最後板框式壓濾機（或三足式離心機）又與超聲波清洗機相連通。
相對於現有技術，本發明的有益效果：本發明提供的一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法及裝置，操作流程簡易，在整個操作過程中不會像傳統的酸洗方法產生酸霧或者黃煙，具備環保的特點，需要的操作設備都是常見的，選用試劑如檸檬酸、草酸和絮凝劑經濟且易於獲得，且檸檬酸可以循環使用，降低了金屬氧化物的酸洗成本，具有一定的經濟效益和市場前景。
附圖說明
圖1為本發明的一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法的工藝流程圖；
附圖中各部件的標記如下：1-超聲波清洗機、2-第一固液分離器（三足式離心機或振動篩或上懸式離心機）、3-攪拌反應池、4-板框式壓濾機或三足式離心機。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步描述，以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗裝置，包括超聲波清洗機1、第一固液分離器、攪拌反應池3、第二固液分離器，其特徵在於：超聲波清洗機的清洗槽與第一固液分離器相連，第一固液分離器、攪拌反應池、第二固液分離器順序連接，第二固液分離器與超聲波清洗機相連通；第二固液分離器為板框式壓濾機或三足式離心機4；第一固液分離器為三足式離心機、振動篩或上懸式離心機2。
實施例1
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽1中清洗，檸檬酸溶液與拉拔銅材表面氧化銅反應，生成檸檬酸銅；s02：將s01中超聲清洗槽中的固液混合物轉移到三足式離心機2中進行固液分離，分離出固體物，並將其回收；s03：將s02中得到的液體轉移到攪拌反應池3中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物，加入草酸固體，可以生成草酸銅沉澱和檸檬酸溶液，加入絮凝劑，可以加速沉澱生成的速率；s04：將s03得到的混合物通入到板框式壓濾機4中進行固液分離操作，並回收固體；s05：將s04得到的液體部分通入到s01中的超聲波清洗槽1中，實現循環操作。
所述檸檬酸溶液的質量濃度為25%。通過對銅材測定銅離子含量，可以估算出銅材表面氧化銅的質量。氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.12。絮凝劑為有機絮凝劑pam。所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池溶液質量的0.5%。攪拌反應池3的攪拌時間為0.5h。超聲波清洗槽1的工作溫度為40℃。裝置2為三足式離心機。裝置4為板框式壓濾機。
實施例2
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽1中清洗，檸檬酸溶液與拉拔銅材表面氧化銅反應，生成檸檬酸銅；s02：將s01中超聲清洗槽中的固液混合物轉移到振動篩2裡進行固液分離，分離出固體物；s03：將s02中得到的液體轉移到攪拌反應池3中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物，加入草酸固體，可以生成草酸銅沉澱和檸檬酸溶液，加入絮凝劑，可以加速沉澱生成的速率；s04：將s03得到的混合物通入到三足式離心機4中進行離心操作，並回收固體；s05：將s04得到的液體部分通入到s01中的超聲波清洗槽1中，實現循環操作。
所述檸檬酸溶液的質量濃度為30%。通過對銅材測定銅離子含量，可以估算出銅材表面氧化銅的質量。氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.18。絮凝劑為有機絮凝劑pam。所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池溶液質量的0.75%。攪拌反應池3的攪拌時間為0.75h。超聲波清洗槽1的工作溫度為50℃。裝置2為振動篩。
裝置4為三足式離心機。
實施例3
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽1中清洗，檸檬酸溶液與拉拔銅材表面氧化銅反應，生成檸檬酸銅；s02：將s01中超聲清洗槽中的固液混合物轉移到上懸式離心機2裡進行固液分離，分離出固體物；s03：將s02中得到的液體轉移到攪拌反應池3中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物，加入草酸固體，可以生成草酸銅沉澱和檸檬酸溶液，加入絮凝劑，可以加速沉澱生成的速率；s04：將s03得到的混合物通入到三足式離心機4中進行離心操作，並回收固體；s05：將s04得到的液體部分通入到s01中的超聲波清洗槽1中，實現循環操作。
所述檸檬酸溶液的質量濃度為35%。通過對銅材測定銅離子含量，可以估算出銅材表面氧化銅的質量。氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.24。絮凝劑為有機絮凝劑pam。所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池溶液質量的1%。攪拌反應池3的攪拌時間為1h。超聲波清洗槽1的工作溫度為60℃。裝置2為上懸式離心機。裝置4為三足式離心機。
實施例4
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽中清洗10~15min，直至超聲波清洗槽中藍綠色不再變化，超聲波清洗槽會通過高頻率的超聲作用震落銅材表面部分銅鏽和其他汙物，同時超聲波清洗槽中的檸檬酸溶液會與銅材表面的氧化銅進行反應，達到酸洗的作用；
s02：將s01中超聲波清洗槽中的固液混合物轉移到固液分離器中進行固液分離，固液分離器包括三足式離心機、振動篩或者上懸式離心機，這裡優選為三足式離心機，並將固體回收；
s03：將s02中得到的液體轉移到攪拌反應池中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物；
s04：將s03得到的混合物通入到三足式離心機中進行離心操作，通過高速旋轉，產生強大的離心力，將溶液中的固體與液體分離開來，並回收固體；
s05：將s04得到的液體部分通入到s01中的超聲波清洗槽中，實現循環操作。
檸檬酸溶液的質量濃度為30%。
拉拔銅材表面的氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.18。
絮凝劑為有機絮凝劑pam。
所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池溶液質量的0.75%。
攪拌反應池的攪拌時間為0.75h。
超聲波清洗槽的工作溫度為50oc。
實施例5
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽中清洗10~15min，直至超聲波清洗槽中藍綠色不再變化，超聲波清洗槽會通過高頻率的超聲作用震落銅材表面部分銅鏽和其他汙物，同時超聲波清洗槽中的檸檬酸溶液會與銅材表面的氧化銅進行反應，達到酸洗的作用；
s02：將s01中超聲波清洗槽中的固液混合物轉移到固液分離器中進行固液分離，固液分離器包括三足式離心機、振動篩或者上懸式離心機，這裡優選為三足式離心機，並將固體回收；
s03：將s02中得到的液體轉移到攪拌反應池中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物；
s04：將s03得到的混合物通入到板框式壓濾機中進行離心操作，混合物進入板框式壓濾機中，經過濾介質濾布，固體停留在濾布上，並逐漸在濾布上形成過濾泥餅，而濾液部分則透過濾布，成為不含固體的清液，並回收固體；
s05：將s04得到的液體部分通入到s01中的超聲波清洗槽中，實現循環操作。
檸檬酸溶液的質量濃度為35%。
拉拔銅材表面的氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.24。
絮凝劑為有機絮凝劑pam。
所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池溶液質量的1%。
攪拌反應池的攪拌時間為1h。
超聲波清洗槽的工作溫度為60oc。
實施例6
一種拉拔銅材表面氧化銅酸洗方法，包括以下步驟：
s01：將拉拔銅材放入到加有檸檬酸溶液的超聲波清洗槽中清洗10~15min，直至超聲波清洗槽中藍綠色不再變化，超聲波清洗槽會通過高頻率的超聲作用震落銅材表面部分銅鏽和其他汙物，同時超聲波清洗槽中的檸檬酸溶液會與銅材表面的氧化銅進行反應，達到酸洗的作用；
s02：將s01中超聲波清洗槽中的固液混合物轉移到固液分離器中進行固液分離，固液分離器包括三足式離心機、振動篩或者上懸式離心機，這裡優選為三足式離心機，並將固體回收；
s03：將s02中得到的液體轉移到攪拌反應池中，然後加入檸檬酸固體、草酸固體和絮凝劑的混合物；
s04：將s03得到的混合物通入到三足式離心機中進行離心操作，通過高速旋轉，產生強大的離心力，將溶液中的固體與液體分離開來，並回收固體；
s05：將s04得到的液體部分通入到s01中的超聲波清洗槽中，實現循環操作。
檸檬酸溶液的質量濃度為35%。
拉拔銅材表面的氧化銅、草酸固體和檸檬酸固體的質量比為1:1:0.24。
絮凝劑為有機絮凝劑pam。
所述絮凝劑的投加量佔攪拌反應池溶液質量的1%。
攪拌反應池的攪拌時間為1h。
超聲波清洗槽的工作溫度為60oc。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。