一种7N超纯铜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种7N超纯铜的制备方法，该方法以硫酸铜溶液作为电解液，将配制的电解液装入电解槽中，并以铜原料制作阳极板，以钛板作为阴极板，然后将阳极板和阴极板分别装入电解槽后启动电解反应，进行直流电解，在阴极板上获得7N超纯铜。本发明专利技术能有效除去电解液中的杂质，制备过程工艺简单，所需设备简单，单套设备产能较大，制备成本低，制备得到的超纯铜中所含杂质少，能达到7N质量要求，制备过程中不会造成环境污染。

A Method for Preparing 7N Ultra Pure Copper

The invention discloses a preparation method of 7N ultrapure copper. The method uses copper sulfate solution as electrolyte, fills the prepared electrolyte into the electrolytic cell, makes anode plate with copper raw material, takes titanium plate as cathode plate, and then loads the anode plate and cathode plate into the electrolytic cell respectively to start the electrolysis reaction, carries out direct current electrolysis, and obtains 7N ultrapure copper on the cathode plate. The invention can effectively remove impurities in the electrolyte, has simple preparation process, simple equipment, large capacity of a single set of equipment, low preparation cost, less impurities in the prepared ultra-pure copper, can meet the quality requirements of 7N, and will not cause environmental pollution in the preparation process.

【技术实现步骤摘要】
一种7N超纯铜的制备方法
本专利技术属于高纯金属制备
，具体涉及一种7N超纯铜的制备方法。
技术介绍
纯铜是紫红色金属,质地坚韧,有延展性并有顺磁性,熔点为1083.4℃,沸点为2567℃,密度为8.92g/cm3。高纯铜(指铜的纯度为4N以上，即大于99.99%)所含的杂质非常少，因而具有良好的导电性、导热性、延展性及优良的加工性能。高纯铜广泛应用于集成电路、溅射靶材、电子封装、光伏太阳能发电技术等领域，近年来随着高新技术产业的发展,高纯铜的应用领域日益广泛。目前高纯铜的区域精炼法有“漂区域精炼法”和“脱硫区域精炼法”。采用上述方法制备得到的高纯铜纯度能够得到保证,但是硬度相应的降低了。阴离子交换法制备高纯铜时将铜离子和氯离子形成配离子,在盐酸溶液中具有不同的稳定性及在氧化、还原条件下一价或二价铜离子和杂质离子分配系数不同,因此可以通过控制盐酸的浓度来清除杂质离子。通过离子交换,除去铜溶液中的杂质离子,然后蒸干溶液得到高纯的氯化铜,在对氯化铜进行还原,得到高纯铜,采用此方法时使用到盐酸,在制备得过程中会造成环境污染2007年9月5日公开的中国专利公开号CN101029406A公开了一种铜的电解精炼方法,其中,在将含有铜、金、银、铂、铑、钌中的至少一种贵金属的铜、贵金属废料原料进行熔融处理并精炼,使用所得到的贵金属品味高的阳极进行铜电解精炼,通过使阳极中Sn的品味为0.33%或以下,阳极电流密度为200A/m2或以下,可以不产生悬浮阳极泥,并且不发生钝化来进行电解精炼铜。传统电解铜技术不能有效地除去了其中的难除杂质,特别是其中的Ni、Ag、Co、Pb、Zn、Fe,从而导致获得的高纯铜中杂质等偏高。而且,传统电解铜技术所生产的产品无法达到5N以上质量要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种工艺流程简单、制备成本低且能有效除去其中杂质的7N超纯铜的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种7N超纯铜的制备方法，该方法包括以下步骤：A、配制硫酸铜溶液作为电解液，其中铜离子浓度为40-150g/L，硫酸铜溶液pH值为0.5-4.0；B、将配制好的电解液装入电解槽中；C、将铜原料5N铜作为阳极板，将钛板作为阴极板；D、将阳极板和阴极板分别装入电解槽中；E、启动电解反应，进行直流电解，在阴极板上获得7N超纯铜。进一步地，所述步骤A中电解液的温度为35-65℃。进一步地，所述步骤A中硫酸铜溶液由5N铜作为原料进行配制。进一步地，所述步骤D中电解槽内的极间距为2-30cm。进一步地，所述步骤E中直流电解的电流密度为120-250A/㎡。本专利技术相对现有技术具有以下有益效果：本专利技术7N超纯铜的制备方法以硫酸铜溶液作为电解液，将配制的电解液装入电解槽中，并以铜原料制作阳极板，以钛板作为阴极板，然后将阳极板和阴极板分别装入电解槽后启动电解反应，进行直流电解，在阴极板上获得7N超纯铜。本专利技术能有效除去电解液中的杂质，制备过程工艺简单，所需设备简单，单套设备产能较大，制备成本低，制备得到的超纯铜中所含杂质少，能达到7N质量要求，制备过程中不会造成环境污染。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种7N超纯铜的制备方法，该方法包括以下步骤：利用5N铜配制硫酸铜溶液作为电解液，电解液的温度为35℃，其中铜离子浓度为40g/L，硫酸铜溶液pH值为0.5；将配制好的电解液装入电解槽中；将铜原料5N铜作为阳极板，将钛板作为阴极板；将阳极板和阴极板分别装入电解槽中，电解槽内的极间距为2cm；启动电解反应，进行直流电解，直流电解的电流密度为120A/㎡（电解所需的直流电可通过设置电解槽的整流器来进行），在阴极板上获得7N超纯铜。电解铜采用ElementGD辉光放电质谱仪进行检测(生产厂家为德国赛默飞公司,型号为:LH-S-046)。该设备的检测条件为:温度为18℃-28℃,相对湿度为30-70%。超纯铜样品部分杂质元素含量见表1。表1超纯铜GD-MS部分元素分析结果实施例2一种7N超纯铜的制备方法，该方法包括以下步骤：利用5N铜配制硫酸铜溶液作为电解液，电解液的温度为45℃，其中铜离子浓度为100g/L，硫酸铜溶液pH值为1.5；将配制好的电解液装入电解槽中；将铜原料5N铜作为阳极板，将钛板作为阴极板；将阳极板和阴极板分别装入电解槽中，电解槽内的极间距为18cm；启动电解反应，进行直流电解，直流电解的电流密度为200A/㎡（电解所需的直流电可通过设置电解槽的整流器来进行）,在阴极板上获得7N超纯铜。电解铜采用ElementGD辉光放电质谱仪进行检测(生产厂家为德国赛默飞公司,型号为:LH-S-046)。该设备的检测条件为:温度为18℃-28℃,相对湿度为30-70%。超纯铜样品部分杂质元素含量见表2。表2超纯铜GD-MS部分元素分析结果实施例3一种7N超纯铜的制备方法，该方法包括以下步骤：利用5N铜配制硫酸铜溶液作为电解液，电解液的温度为65℃，其中铜离子浓度为150g/L，硫酸铜溶液pH值为4.0；将配制好的电解液装入电解槽中；将铜原料5N铜作为阳极板，将钛板作为阴极板；将阳极板和阴极板分别装入电解槽中，电解槽内的极间距为30cm；启动电解反应，进行直流电解，直流电解的电流密度为250A/㎡（电解所需的直流电可通过设置电解槽的整流器来进行），在阴极板上获得7N超纯铜。电解铜采用ElementGD辉光放电质谱仪进行检测(生产厂家为德国赛默飞公司,型号为:LH-S-046)。该设备的检测条件为:温度为18℃-28℃,相对湿度为30-70%。超纯铜样品部分杂质元素含量见表3。表3超纯铜GD-MS部分元素分析结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种7N超纯铜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、配制硫酸铜溶液作为电解液，其中铜离子浓度为40‑150g/L，硫酸铜溶液pH值为0.5‑4.0；B、将配制好的电解液装入电解槽中；C、将铜原料5N铜作为阳极板，将钛板作为阴极板；D、将阳极板和阴极板分别装入电解槽中；E、启动电解反应，进行直流电解，在阴极板上获得7N超纯铜。

【技术特征摘要】
1.一种7N超纯铜的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、配制硫酸铜溶液作为电解液，其中铜离子浓度为40-150g/L，硫酸铜溶液pH值为0.5-4.0；B、将配制好的电解液装入电解槽中；C、将铜原料5N铜作为阳极板，将钛板作为阴极板；D、将阳极板和阴极板分别装入电解槽中；E、启动电解反应，进行直流电解，在阴极板上获得7N超纯铜。2.根据权利要求1所述的一种7N超纯铜的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：常全忠，吕锦雷，陈文福，郭廷宏，杨晓艳，艾琳，张亚东，何艳，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，兰州金川科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62