电化学方法回收废旧电路板制备高强高纯铜箔

采用六因素三水平的正交设计法优化工艺条件,确定用电沉积的方法从废旧印刷电路板(PCB)中提纯铜制备高强高纯铜箔的最佳工艺条件。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电感耦合等离子发射光谱分析仪(ICP)对最优条件下制备的铜箔进行表征;并对此铜箔的力学、电学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,在酸性硫酸铜溶液中,采用脉冲电源,40℃下,当周期为50 ms,占空比为0.95,电流密度为50 m A·cm~(-2),添加剂十二烷基硫酸钠(SDS)1.5 g·L~(-1)和聚乙二醇(PEG)20 g·L~(-1)时,可制备出厚度低于15μm的表面光滑均匀的铜箔,铜箔纯度为99.91%。其微观形貌为紧密堆积的圆形颗粒,平均晶粒尺寸为60 nm,具有明显的(111)晶面择优取向。铜箔强度为337MPa,电阻率为2.8×10~(-6)Ω·cm,耐腐蚀性能优异。采用电化学方法回收废旧电路板金属制取的产品附加值高,工艺简单环保,而且铜的回收率可以达到67%以上。     

添加剂对5μm电解铜箔性能及形貌的影响

电解铜箔因其具有强度高、延展性良好等优势被广泛应用于新能源领域,目前对于5μm电解铜箔性能的影响因素研究较少。本文采用单一变量法考察了PEG、HVP和HP等添加剂对Cu电沉积的影响,通过正交试验探究PEG、HVP和HP复合添加剂对5μm电解铜箔性能的影响,并对比了不同添加剂对5μm电解铜箔外观形貌的影响,得到如下结论：PEG和HVP具有增强极化的作用,且随着浓度的增加极化作用增强,HP具有去极化的作用,且随着浓度的增加去极化作用增强;通过正交试验得出的最优复合添加剂的浓度为PEG 0.36 g/L、HVP 0.12 g/L、HP 0.05 g/L,在此条件下得到的较佳性能为抗拉强度485.17 MPa、延伸率3.72%、粗糙度1.31;相比于单一添加剂,最优配比复合添加剂下的复合镀层表面更加均匀平整,且颗粒细小。     

聚乙二醇对锂电铜箔组织性能的影响

利用直流电沉积技术在纯钛阴极上制备电解铜箔,在含有光亮剂和整平剂的电解液中加入0~6 mg/L聚乙二醇（PEG）,对电解铜箔表面状态和力学性能均产生影响。随着PEG浓度增加,铜箔抗拉强度轻微增加;过量的PEG则导致铜箔表面粗糙度增大。通过扫描电子显微镜（SEM）观察铜箔表面形貌发现：加入0~4 mg/L PEG可制得表面较为平整的电解铜箔,过量的PEG会使得铜箔表面出现球状突起。     

一种新型环保铜箔表面钝化处理工艺研究

为了取代现有铜箔钝化工艺中有毒物质六价铬的使用,以钼酸钠、植酸等作为新型添加剂,对经过“粗化-固化”处理后的铜箔直接进行钝化实验,探讨了钼酸钠、磷酸钠、氧化锌等添加剂含量和电流密度、钝化时间及植酸存在等单因素条件变化对钝化膜的影响,得出最佳工艺参数为:钼酸钠8 g/L,磷酸钠4 g/L,氧化锌3 g/L,植酸2 mL/L,钝化时间10 s,电流密度0.2 A/dm2.在最佳工艺下,得到的铜箔钝化膜表面平整均匀、质量较好,通过抗氧化试验和盐雾试验后,该铜箔表面无任何缺陷,未出现氧化、腐蚀现象,表现出较理想的抗氧化能力和抗腐蚀能力,具有良好的应用前景.      

锌-空气电池废锌阳极板再生的工艺研究

废锌极板经连续循环浸出-电积锌粉-制作锌阳极板的工艺是可行的。其条件为:浸出介质为氢氧化钾溶液、浓度6~8 mol/L、电解电流密度1 800~2 000 A/m2,保持溶液中Zn2+浓度20~25 g/L,电解温度35℃,刮锌粉间隔时间1~2 h。所得锌粉放电活性较好,适合作为锌-空气电池用。     

综合回收废锰酸锂电池中有价成分的实验研究

本文对废锰酸锂电池中的有价成分进行了综合回收试验。针对锰酸锂和石墨混合粉体进行酸浸:当硫酸的浓度为0.5 mol/L、双氧水的浓度为6%时,LiMn_2O_4基本上完全分解并浸出,从而获得较纯的石墨;对锰酸锂酸浸液进行电解,可制备出纯度为98.41%的MnO_2,但电解产物结晶度低,含有较多的非晶成分。针对铝箔和铜箔混合体进行碱浸可实现铝箔和铜箔分离,采用含有NaAlO_2的滤液制备出纯度为95.14%的Al(OH)_3;将废铜箔压制成片作为阳极,在Cu~(2+)45 g/L、H_2SO_4 185 g/L、反应温度50℃、电解时间2 h、极间距3 cm、电流密度400 A/m~2的条件下进行电解精炼,电流效率为96.2%,电解精铜的纯度达到98.96%。     

超声辅助水溶液电解钴粉的实验研究北大核心

本实验研究了不同工艺参数对钴粉粒度和电流效率的影响,得到水溶液电解制备钴粉的最佳工艺参数。在阴极有效电解面积为6 cm^2、p H为4、超声功率为400 W,刮粉周期为5 min的条件下电解制备钴粉,结果表明:电解温度为64℃、电流强度为0.4 A,在Co^2+浓度为0.09 mol/L时电流效率最大,为80.42%;钴粉的平均粒径在Co2+浓度为0.08 mol/L时最小,为21.66μm。在此基础上,加入3%分散剂(C12H25NaO4S)、电解温度为64℃、电流强度为0.4 A时,电流效率和钴粉的平均粒径均在Co2+浓度为0.09 mol/L时最优,电流效率最大为84.52%,相对提高4.1%,钴粉的平均粒径最优为17.21μm,相对减小了20.54%。     

电解铜箔材料的电化学制备及储锂性能分析

现有制备工艺制造出的电解铜箔材料储锂性能差,因此设计一个电解铜箔材料的电化学制备方法。溶铜时在专业的容器内采用逆向通风喷淋的方法,升高氧压力,提高硫酸的浓度;确定电流密度、电解液温度、铜离子浓度、H_2SO_4浓度和流量参数,选择含有亲水基与疏水基的添加剂保证电解铜箔的表面平整性与光亮性,完成电解铜箔材料的电化学制备方法的研究。     

电解法制备鳞片状锌粉

在ZnCl2+NH4Cl+NH3H2O电解液中采用电流密度为1 200 A/m2的恒电流制备鳞片状锌粉。通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM),以及电化学测试研究锌粉的形貌结构及电结晶过程。实验结果表明,在1 200 A/m2电流密度下恒电流电解所制备的锌粉呈鳞片状结构,鳞片状锌颗粒的长径约2～3μm,厚度小于0.2μm。电解液中氨水浓度增大时,形核速率减小,不利于获得细小晶粒;Zn2+质量浓度在10～30 g/L范围内,晶核的形成速率随Zn2+浓度增加而增大;NH4Cl浓度对形核速率影响较小。在电解液中加入淀粉类添加剂,可显著提高新晶核的形成速率,有利于制备更细的电解锌粉。     

乙撑硫脲对高抗拉锂电铜箔性能影响研究

为了满足新能源汽车对高比能量密度动力电池的增长需求,升级超薄锂电铜箔（≤6μm）的制备能力势在必行。超薄锂电铜箔的抗拉强度较低,在涂布卷绕过程中,会发生铜箔断裂现象,降低产品的合格率。本研究采用添加剂乙撑硫脲以获得抗拉强度≥45kg/mm2的6μm铜箔,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(SRD)研究了乙撑硫脲对表面微观结构和铜箔晶粒取向的影响,既为制备超薄高抗拉锂电铜箔提供了一个新型添加剂配方,也为开发极薄锂电铜箔（≤4.5μm）提供了研究方向。     

一种新型电解铜箔无砷粗化工艺研究

为了寻找新的复合添加物和工艺路线来替换现有电解铜箔粗化工艺中含砷添加剂的使用,通过对电解铜箔生产的现场模拟,探索了粗化基础配方、添加剂含量、电流密度、温度等对粗化层表面的影响;利用金相显微镜,研究了无砷粗化工艺的最佳配方及电镀条件.对比试验结果表明,利用硫酸亚锡和钨酸钠等作为复合添加剂,能够取代原有工艺中含砷添加剂,取得很好的环保效果.     

锌镍合金用于载体支撑超薄铜箔剥离层的研究

在35μm载体铜箔上电镀一层高锌低镍合金镀层作为剥离层,再在焦磷酸盐液中电沉积超薄铜箔层,最后制得载体支撑超薄铜箔。考察了镀液硫酸锌和硫酸镍的配比、焦磷酸钾络合剂及明胶添加剂等对剥离层性能的影响。结果表明,在剥离层镀液中Zn2+∶Ni 2+=4∶1,焦磷酸钾0.5mol/L,明胶0.2g/L,十二烷基苯磺酸钠0.2～0.3g/L条件下,锌和镍能够共同沉积,该镀层作为剥离层后剥离效果良好,载体箔和超薄铜箔间的剥离强度较稳定,可以达到4.7N/cm。     

硫酸高铈对电解铜箔性能的影响

选用硫酸高铈为添加剂,运用电化学工作站、扫描电子显微镜（SEM）等手段探究了其在电解铜箔过程中的作用机理及其最佳添加量。研究表明,1 g/L的硫酸高铈添加量为2 mL时,电解铜箔的电位负移,晶粒细化,显著提高了抗腐蚀能力,粗糙度降低了近30%,抗拉强度和伸长率分别提高了65.1%和113.2%。铈阳离子的特殊电子结构,使其在电解铜箔生产过程中能够发挥优异作用,也为新型添加剂的开发提供了思路。     

AN OVERVIEW OF PROCESS OPTIONS AND BEHAVIORAL ASPECTS OF THE COPPER VALUES RECOVERED FROM THE COPPER BLEED STREAM OF A COPPER SMELTER DEVELOPED AT THE NATIONAL METALLURGICAL LABORATORY

In the present research, an effort has been made to prepare copper salt/powder from the copper bleed stream generated during the electrowinning of pure copper from the copper anode in a copper smelter. Various approaches have been opted for the complete recovery of copper values such as: evaporation–crystallization, electrolytic process, and direct hydrogen reduction. Physical and chemical properties of copper powder/salt produced from the large-scale experiments from actual plant and model solutions have been evaluated for P/M applications and compared with the standard properties. Thus, mixed crystal suitable for recycling back to the system as a makeup salt containing nickel in a tolerable range could be recovered by evaporation and crystallization of the bleed stream up, to 50%. Copper powder recovery by the electrolysis process at a current density of 700 A/m² was about 95%. Scanning electron microscope examination showed that the powder was dendritic in nature. On annealing, the purity of the copper powder was found to be 99.95%. The annealed powder had apparent density of 3.04 g/cc, hydrogen loss 0.72%, and acid insoluble as 0.27%. On compaction of <104-µm sized powder, the green density was found to be 8.7 g/cc. Similarly, the recovery of the copper powder obtained from the model copper solution by the hydrogen reduction process was found to be >99% and the annealed powder had an apparent density of 3.50 g/cc, flow rate 35.6 g/min, hydrogen loss 0.195%, purity 99.8%, and green density of 8.57 g/cc while the powder from the actual plant solution was found to have an apparent density of 3.49 g/cc, flow rate 46.0 g/min, hydrogen loss 0.598%, purity 99.4%, and green density 8.57 g/cc for the powder < 100 µm in size. Thus, the properties of copper powder produced by hydrogen reduction and electrolytic route were compared and were found to be suitable for the P/M applications.     

含硫有机添加剂对电解铜箔组织性能的影响

采用自制镀液循环电解铜箔实验装置研究了在含胶原蛋白的电解液中加入0～6 mg/L聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)对电解铜箔组织性能的影响.随着SPS质量浓度增加,铜箔光泽增加,粗糙度和抗拉强度降低.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)分别对电解铜箔微观形貌和组织结构进行分析,发现SPS使铜箔表面由粗糙变得平整,铜箔的晶面择优取向由(220)变为(200).     

铜箔的生产技术及发展趋向

本文简要介绍了压延铜箔与电解铜箔的生产工艺与各自的特点 ,并提出几点发展铜箔工业的准备与对策     

锂电铜箔阴极辊用钛筒锻件的热加工工艺研究

在传统PCB、CCL等标箔阴极辊用Φ2m和Φ1.5m两种规格钛筒锻件材料热加工工艺方法基础上,针对锂电铜箔阴极辊用钛筒锻件材料的技术要求,开展了Φ2.7m钛筒锻件材料的热加工工艺研究。经过现场取样分析及阴极辊成品使用效果证明,该工艺方案能够满足现有锂电铜箔阴极辊产品对钛筒锻件材料的使用要求。     

压延铜箔的轧制及表面处理工艺

从压延铜箔加工工艺着手分析压延铜箔的性能特点,并与电解铜箔比较,概述了压延铜箔在应用上的优越性;介绍了压延铜箔塑性加工技术及轧制工艺特点,并分析了压延铜箔在生产中对压延设备、坯料、生产厂房等要素提出的具体要求;还结合相关工程设计,叙述了压延铜箔的表面处理工艺。