电解铜箔生产与技术讲座四
4.1 电解原理与电解液虽然由于应用铜箔制造企业不同使得所生产出的电解铜箔在性能上各有特色但制造工艺却基本一致。即以电解铜或具有与电解铜同等纯度的电线废料为原料将其在硫酸中溶解制成硫酸铜溶液以金属辊筒为阴极通过电解反应连续地在阴极表面电解沉积上金属铜同时连续地从阴极上剥离这工艺称为生箔电解工艺。最后从阴极上剥离的一面光面就是层压板或印刷线路板表面见到的一面反面第四篇、电解液与电解工艺二
4.2 电解铜箔的性能与电沉积过程电解铜箔的主要性能是在铜箔电解过程中决定的。铜箔性能与电解沉积层的结构紧密相联系实际上人们正是通过控制不同的电解沉积条件来获得到晶态、微晶态甚至非晶态沉积层。各种新的电解沉积技术如脉冲反向脉冲技术的引入粗晶沉积层可以被转化成细晶结构甚至选择和控制固体微粒与沉积层基质共沉积可以得到复合表面处理层等来制造不同性能的铜箔产品。作为一个电解铜箔技术人员在生产管理和开发新产品的同时不仅要熟悉铜箔具体的生产流程而且还要加强生产工艺、铜箔产品性能在各种环境及状态下特性的诸多方面的研究和了解。本章将着重阐述铜箔是如何在阴极上形成与影响铜箔质量的因素。电解铜箔的形成涉及到铜在阴极上的析出、氢在阴极上析出、其他金属离子共同析出以及阳极反应等方面的问题如果要获得厚度与性能均匀的箔材电流在阴极的分布、析出金属与阴极电流分布的关系等必须一并考虑。
4.2.1 铜在阴极上析出
4.2.11电解沉积过程铜的电解沉积过程是电解液中的铜离子借助外界直流电的作用直接还原为金属铜的过程。金属铜离子还原析出形成金属铜的过程并不象一般人们所想象的那样神秘也不同于一些教科书所说的那样在阴极发生Cu22eCu阳极发生H20 SO42-H2SO402。因为金属的电解沉积牵涉到新相的生成-电结晶步骤。即使最简单溶液中的反应也不是一步完成而应包括若干连续步骤。如1铜的水化离子扩散到阴极表面2水化铜离子包括失去部分水化膜使铜离子与电极表面足够接近失水的铜离子中主体的价电子能级提高了使之与阴极上费米能级的电子相近为电子转移创造条件。3铜离子在阴极放电还原形成部分失水的吸附原子。这是一种中间态离子对于Cu2来说这一过程由两阶段组成第一步是Cu2eCu该步骤非常缓慢第二步是CueCu部分失水并与阴极快速交换电子的铜离子可以认为电子出现在离子中和返回阴极中的概率大致相等即这种中间态离子所带的电荷约为离子电荷的一半因此有时也把它称之为吸附离子。4被还原的吸附离子失去全部水化层成为液态金属中的金属原子5铜原子排列成一定形式的金属晶体。由于铜的电结晶过程是一个相当复杂的过程虽然人们对铜的电结晶过程进行了较长时间的研究过去一直以为铜的电结晶过程必须先形成晶核然后再长大为晶体。近年来电结晶理论有了较大发展出现了诸如直接转移理论、表面扩张理论、位错晶体生长理论等等它们的共同之处在于认为金属电结晶过程除需要形成核外还可以在原有基体金属的晶格上继续长大主要取决于电结晶的条件。但是应当指出无论是否形核目前比较公认的观点是晶核的生成和晶核的成长与电解过程的许多因素有关主要是电解液的特性、电流密度、电解液温度、溶液的搅拌、氢离子浓度以及添加剂的作用等。
4.2.1.2晶核的形成在阴极电解铜箔形成的过程中有两个平行的过程晶核的形成和晶体的成长。在结晶开始时铜并不在阴极辊筒的表面上随意沉积它只是选择在对铜离子放电需要最小活化能的个别点上沉积。被沉积的金属晶体首先在阴极辊主体金属钦晶体的棱角上生成。电流只通过这些点传送这些点上的实际电流密度比整个表面的平均电流密度要大的多。在靠近已生成晶体的阴极部分的电解液中被沉积铜离子浓度贫化于是在阴极主体晶体钛的边缘上产生新的晶核。分散的晶核数量逐步增加直到阴极的整个表面为金属铜的沉积物所覆盖为止。我们知道水溶液中结晶时新的晶粒只有在过饱和溶液中才能形成因为新生成的晶粒晶核是微小晶体和大晶体比较它具有较高的能量因此是不稳定的。也就是说对于小晶体而言是饱和溶液对于大晶体已经是过饱和。因此在溶液中形成新的晶粒的必要条件是溶液达到过饱和。对于铜的电结晶则必须在一定的超电位过电位下阴极表面才能形成晶核。对于溶液中的结晶过饱和度越大能够作为晶核长大的微小晶粒的临界尺寸越小它的形成功也越小晶核的生成速度也越大。对于铜的电结晶过程而言也类似超电位也称之为超电位越大晶核生成越容易晶核生成速度也越大。晶核的生成速度除随着超电位的增大新晶核的形成速度迅速增大外还与晶面指数有关。这是由于不同晶面上点阵排布方式不同紧邻的原子数也不相同因此不同晶面上的交换电流密度不一样在相同电流密度下的电化学超电位也不一样以致不同晶面上的晶核生成速度出现差别。例如沉积在铜的111100和110晶面的原子将分别与34和5个晶格原子相邻并与它们键合。随着相邻接原子数目增多铜在该晶面沉积速度增大因为i大结果快速生成的晶面消失而生成速度慢的晶面存在的时间较长最后有可能保留下来。实际上在铜箔的电解沉积过程中有一部分原子在进行晶核形成而另一部分在进行晶体成长。晶核的形成速度和其成长速度决定了所得到的结晶的粗细。假定如果96500库仑的电量在阴极上还原N个Cu2离子N等于二分之一阿佛加德罗常数那么设形成晶核的一部分N等于Nn二参与晶核长大的第二部分N等于Ng则得到N NnNg4-27 如果NnNg那么在阴极上将产生细结晶沉积物如果NnNg则得到粗结晶沉积物。在电解铜箔的生箔生产过程中人们总是希望晶核的形成速度能够进行较快而晶核成长速度较慢这样所得到的铜箔的组织较
细密铜箔性能较高。那么什么条件下可以使晶核的形成速度大于晶核的生成速度呢实验证明晶核生成数Nn与电流密度Dk和放电铜离子浓度C之间的关系式如下式中K为与金属铜特性有关的常数。实践证明析出金属的极化作用越大则生成晶核的速度就越快。金属电沉积层的结晶就越细。所谓极化就是电解时电极电位发生改变并产生一反向电动势阻止电流通过的现象。极化所增加的电位称之为超电位过电位。电解时发生极化现象主要是由于电解液中的金属铜离子的迁移速度和放电速度赶不上电子运动的速度造成阴极表面负电荷增加而使得电位变得更负而在阳极则造成正电荷的积累使其电位更正。极化现象发生在阳极叫阳极极化在阴极则称之为阴极极化。由于离子迁移速度所造成的极化称之为浓差极化由于离子放电迟缓而造成的极化现象称之为电化学极化。在铜箔电解过程中阳极极化和阴极极化两种极化现象同时存在。
4.2.1.3 影响极化作用的因素1电解液特性的影响在其它条件温度、电流密度不变的情况下则随着金属离子的增加晶核的形成速度就降低因而所得到的沉积层组织就较粗大这一现象可以用浓差极化来解释。当电解液中Cu2浓度低时阴极附近的Cu2浓度必然更低由主体溶液向阴极附近补充的Cu2扩散速度也比浓溶液缓慢。在同样的电流密度下稀溶液的阴极极化作用必然大于浓溶液因而生成的晶核数目也就多一些。实际上无论是在生箔电解还是以后的表面处理过程中稀释电解液降低金属离子浓度对于改善铜箔或处理层的组织结构的效果并不显著。一般在铜箔生产中也不采用。应用浓溶液有如下的好处电解液的导电性提高电流密度的上限增大和阴极电流密度增高等。近年来在电解铜箔生产中在可能的情况下都有逐渐采用高浓度电解液的趋势这样生产率就得到提高。对于由于浓度高而造成的组织粗大的影响可以通过采用提高电流密度或加入添加剂来解决。2电流密度的影响在电流密度小的情况下靠近已经生成晶体的地方由于扩散作用能及时补充由放电引起的Cu2的减少从而溶液中Cu2的贫化现象不甚显著因此已经生成的晶体能无阻地继续成长结果得到由分散的粗结晶所组成的沉积层。当电流密度高时在晶体生成以后不久靠近晶体部分的电解液就会发生局部贫化现象晶体的成长暂时停止而产生新的晶核。在此情况下得到细的结晶沉积层。由于电流密度增大沉积同样厚度地箔材或处理层的时间就可以减少这无疑提高了劳动生产率。故在生产实际中特别是在生箔电解过程中要求在允许的电流密度范围内越大越好。虽然提高电流密度必然会增大电解液的阴极极化作用。但是应该指出在铜箔生产中提高电流密度不是为了获得细密的结晶而主要是为了加快沉积速度。任何金属的电解液都有一个允许获得合乎要求的沉积层的极限电流密度范围其下限值叫电流密度下限上限叫电流密度上限。当电流密度低于下限时将会使阴极沉积不上金属当电流密度大于上限时阴极附近的电解液发生急剧的贫化现象从而可能引起其它阳离子特别是引起氢离子开始强烈放电使沉积层松疏和海绵状的物质。有时在不析出氢或少析出氢的CUS04电解液中也可能发生烧焦现象。一种解释是铜离子来不及脱水而沉积上所夹带的水阻止了晶体的正常成长因而影响了铜箔的物理性能。上一讲中已经简要的讲述了极限电流密度iL产生的原因及计算公式式4-15。极限电流密度必须依照客观因素而定。如果温度越高Cu2离子的起始浓度越高以及搅拌越强烈等这些能够导致靠近阴极的溶液的浓度恢复的因素显得强烈时则允许的极限电流密度也可以愈高。但是在实际生产工艺的安排时应考虑到这种从获得致密沉积组织的观点来看所允许的更高的电流密度可能会造成其它弊端。因此最合适的电流密度应该考虑到生产过程中的其它条件来选定。3温度的影响温度的提高会引起溶液的许多性质改变比电导提高、溶液中离子活度改变、所有存在的离子放电电位改变、金属析出和氢气放电的超电位都降低等。其中每一改变同样的会影响阴极沉积层的特性。故温度的影响极为复杂在不同情况下表现也不同。作为一般规律在其他条件不变的情况下升高电解液温度会降低阴极极化作用使结晶组织变得粗大。分析阴极极化作用降低的原因不外乎以下两点1温度升高增大了离子由于热运动而产生的扩散速度减轻了浓差极化2温度升高离子脱水过程加快离子和阴极表面活性增强电化学极化也降低。但是不能就以上述所说理论为依据简单地认为对于电解法沉积铜箔温度越低越好。任何事物都是一分为二的即有好的一面当然也有不利的一方面。我们说降低电解液温度有利于提高极化作用获得细微结晶。但是作为铜箔技术人员必须清楚在前面我们已经介绍过随着温度的降低硫酸铜的溶解度也降低溶液的比电阻增大导电性能变坏。如果能与其它条件如电流密度、铜离子浓度等配合恰当升高温度反而能得到一定的好处。如前所述当电流密度超过上限之后由于阴极附近的铜离子严重缺乏使沉积得到的铜箔质量变坏。升高温度正好可弥补这一缺点此时允许的电流密度上限提高同时阴极电流效率也提高铜箔脆性也得以改善。所以在确定电解铜箔生产工艺时电解液温度必须与电流密度、铜离子浓度等条件紧密配合才能取得预定的效果。4搅拌的影响搅拌能使阴极附近的铜离子浓度均衡不致使阴极附近铜离子缺乏因而降低了极化作用使铜箔组织变粗但加强搅拌后电解液的电流密度上限提高沉积速度加快。
4.2.2 氢在阴极上析出在电解铜箔过程中在阴极上除主要发生铜的电解沉积反应外还发生氢的析出下面着重讨论氢在阴极上析出的原理及其有关的问题。按照现代的观点作为物理质点存在于水溶液中的氢离子系由水与水分子化学结合着的阳离子组合而成如果上述四个过程之一的速度受到限制那么便会发生氢在阴极上析出时的超电位现象。加速这个过程需要消耗附加的能量活化能同时因为活化能在上述情况下等于电量广度因素和电位强度因素的乘积。故可用下列方程表示现在电解铜箔专家一般认为上述第二个过程需要活化能。为了阴极上只析出金属铜而不
析出氢就必须要求氢的电位在电解的条件下比铜的电位更负。如果电流密度不超过一定的界限那么正电性的金属铜的析出没有任何困难但对于表面处理过程中的镀锌等负电性的金属沉积则只有当电解液中氢离子浓度很小或氢离子的还原超电位很大时可能顺利进行。与铜离子在阴极还原一样氢离子在阴极析出同样需要消耗电能。因此无论是生箔电解还是后面的表面电化学处理过程中为了提高电能的有效利用率提高产量在生产中都要想方设法提高氢在阴极上的超电位减少氢在阴极析出。同时从保护环境的角度也应该减少氢的析出因为大量的气泡会带出大量的硫酸污染环境。氢的超电压与许多因素有关其中主要为阴极材料、电流密度、电解液温度、电解液的组成等。如上所述氢在阴极析出时产生的超电位的原因在于氢离子放电阶段缓慢并且这一点对于大多数金属来说已经得到证实。超电位的大小可由塔费尔方程计算值得注意的是阴极表面状态对氢的超电位发生间接影响表面愈粗糙其真实表面便越大这就意味着真实电流密度越小从而氢的超电位愈小反之超电位就愈大。随着电解液温度的升高氢的析出电位经常降低也就是氢离子放电更容易。这是由于可逆电位会向正的方向移动以及超电位降低的缘故。超电位的温度系数随着电流密度的增大而减小。对于电解铜箔生产过程中实际采用的电流密度其温度系数一般为0.002-0.003伏度。电解液的PH值对氢离子还原超电位也有一定的影响。总的来说在其它条件相同的情况下酸性溶液中氢的超电位随着PH值增大而增大在碱性电解液中超电位随着PH值增大而减小。因此在其它条件相同的情况下在酸性电解液中为了减少氢的析出也就是为了提高电流效率尽可能使PH值保持更高的数值对于碱性电解液来说为了减少氢的析出提高氢的超电位必须使PH值尽可能地低。
4.2.3 阳离子在阴极上共同放电在生箔毛箔电解过程中常常有少量的氢和其它金属与铜共时在阴极析出。电解铜箔生箔部分的电解液主要由具有一定浓度的Cu04-H2SO4水溶液体系构成。如前面已经讲过由于使用的不锈钢管道、泵、阀和储罐的腐蚀和使用表面处理铜箔的废料等等电解液中的中常常含有Zn、Fe、As、Cr、Ni、Fe、As、Sb、Bi 等其它金属或非金属杂质。它们常常伴随铜离子得还原而变得更加复杂。由于其他金属在阴极共同析出不仅降低了电流效率而且其它金属在阴极得析出会直接影响生箔的内在质量。虽然电解液在进入生箔机电解前进行了净化除杂但是电解液中只有铜离子而没有其它金属杂质离子是不现实也是不可能的。在几种离子共同放电的情况下每种离子的还原速度相当于一定的电流密度Di总的电流密度Dk即整流柜输出的电流强度除以阴极有效面积等于所有在阴极上进行还原反应的电流密度之和。亦即该式表明在其他条件相同的情况下氢离子在酸性溶液中的活度增大会使铜的电解电流效率降低。在铜箔电解过程中阴极电位决定于铜离子的放电过程。在生产实践中人们总是希望在电流效率接近于1的条件下进行电解生产。但是要达到这个目的并不总能成功。因为要靠降低酸度来提高电流效率实际上受到一系列因素的限制。在酸性硫酸铜电解液中降低硫酸浓度就会降低硫酸的同离子效应同时会伴随着溶液比电导的降低从而由提高电流效率节约的电能到头来为用于克服电解液电阻升高而额外消耗的电能所抵消。提高电解液中铜离子的活度如式4-36所示将会使铜的电解电流效率提高。从定性上来讲这个原理在生产实践中早为大家所熟知而定量上确没有得到验证。然而为了提高铜离子活度而提高它在电解液中的浓度也受到几点限制第一由电解液泄露而造成的不可回收的损失增大第二电解液循环系统占有的铜量增大即铺底资金增大。从经济的观点看来含在电解液中的金属铜量愈少愈好。但这个在趋势受到电流效率的降低以及获得的生箔质量变坏的制约。因此在生产中通常要根据实验来确定电解液中铜离子的最佳浓度范围其中包括对上述各种因素的每个具体情况的综合考虑。2铜离子与杂质金属离子的共同放电两种金属在阴极辊上共同还原的相互关系从定性上来讲与上面讨论过的铜离子与氢离子共同析出的情况基本相似。所不同的是两种金属的共同还原无疑会导致在阴极上形成铜合金。所获得的铜合金的结构决定于体系的状态图。当然也与各种金属在合金中的含量有关。但若杂质金属与铜的相互作用的亲和力愈大它们共同析出就愈容易。在现实中讨论杂质金属在电解铜箔中的含量问题具有十分重要的意义。设第i种杂质在生箔中的含量为Mei由于DDMei所以Mei可用下式表示在杂技的析出受扩散控制的情况下从式4-38可以看出杂质在电解液中的浓度越高那么它在铜箔中的含量便越大。所有提高对流扩散速度的因素其中包括温度的提高和电解液循环速度的增加等都会使铜箔中杂质含量增加相反提高阴极电流密度和电流效率则可提高铜箔的纯度降低或减少铜箔中杂质的含量。大量事实证明几乎所有的二价金属的对流扩散速度常数实际上可以认为是相等的。这样既然式4-38中没有其它说明个别杂质本性的变量那么就可以指出各种在极限电流密度下放电的杂质夹入铜箔中的程度在其它条件相同的情况下对所有二价杂质金属来说都是一样的。此外式4-38不含有决定于铜特性的变量因此在铜箔电解时杂质在铜箔中的含量与铜离子在电解液中的浓度无关。对于析出决定于放电阶段的杂质来说杂质在铜箔中的含量将随着电解液中杂质浓度的升高和铜离子浓度的降低而升高。不过铜箔中杂质金属含量是铜离子浓度的指数函数。
4.2.4电流在阴极上的分布电解铜箔的生产其实质是铜离子借助直流电的作用在阴极辊上进行放电还原的过程。因此有必要分析电流在阴极辊上的分布状态。在电解槽中由于外加电压的作用阳极带正电阴极带负电。根据电荷同性相斥异性相吸的原理电解液中的正离子被阳极排斥受到阴极吸引带负电的离子受到阴极的排斥和阳极的吸引力向阳极迁移。这样电解液中的阳离子在电场力的作用下会按照一定的方向进行运动。在外界电场力的作用下离子运
动的轨迹称之为电力线。电力线有的是直线有的不是直线有的地方密一些有的地方疏一些。在生箔电解过程中都采用等极距电极也就是说阴极与阳极之间的距离处处相等。其电力线与常见的平行板电极的电力线分布一致。在阴极辊与液面存在距离时阴极辊的边缘就有比较密集的电力线。这种在阴极辊边缘集聚过多的电力线的现象称之为边缘效应。在电解铜箔生产中时常会出现铜箔的两边比中间更厚的不均匀现象究其原因主要与边缘效应有关。影响电流在阴极辊上分布的因素很多而且也很复杂。诸如电解液的性质、温度、电流密度、阴极辊结构等都会对电流的分布产生影响。在这些因素之中要指出影响电流在阴极辊上分布的主要矛盾必须先分析一下电流通过电解槽时的情况。我们知道当电流通过电解槽时会遇到阻力这些阻力产生的来源可分为以下三种1阴极辊与电解液的两相界面上的电阻。这种电阻是由于电化学反应过程和扩散过程缓慢所引起的即电化学极化和浓差极化所致。所以称之为极化电阻以R极化表示。2电解液的电阻。前面我们已经知道电解液的的电阻R液与导体的长度1成正比与导体的截面积S成反比R p 1/S4-39 式中ρ是比例常数一般称之为电阻率它是边长为1厘米的立方体溶液的电阻。习惯上人们总是喜欢采用电阻和电阻率的倒数来描述电解液的导电能力的大小称之为电导和电导率x Xl/ p1/RS4-40 X-电解液的电导率单位为Q·cm或siemencm。l-一电解液导体的.
冶金安全生产技术模拟试题及参考答案 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
冶金安全生产技术模拟试题及参考答案 1.带煤气作业下列工具不能使用是 A.钢质工具 B.铝青铜合金工具 C.铁质工具 D.木质工具 2.当1千克水完全变成蒸汽后，其体积要增大约 A.1500倍 B.1200倍 C.600倍 D.1000倍 3.对煤气实行分级管理根据一氧化碳的含量将煤气作业区分为 A.三类 B.四类 C.五类 D.六类 4.出渣时为了防止冲渣沟堵塞，渣沟坡度应大于 B.6% 5.供给作业人员0.2%的食盐水，并给他们补充维生素
A.B2和C B.A和C C.Bl和C D.C和D 6.炼铁厂煤气中毒事故危害最为严重，死亡人员多，多发生在 A.顶炉装料系统 B.氧枪系统 C.炉前和检修作业中 D.高炉煤粉喷吹系统 7.高炉煤粉喷吹系统中煤粉流速必须大于 A.l2m/s B.l6m/s C.l8m/s D.20m/s 8.带煤气作业时，禁止一切火源的范围是 A.50m B.40m C.70m D.60m 9.引起氧枪喷孔堵塞，造成高温熔池产生的燃气倒灌回火的是 A.氧枪中氧气的压力过低 B.氧枪内积水汽化 C.氧枪冷却系统回水不畅 D.氧枪中氧气的压力过高
10.钢坯中厚板的原料的堆放堆放时垛高不能超过 A.4米 C.5米 11.铁、钢、渣液的温度很高，热辐射很强，又易于喷溅，加上设备及环境的温度很高，极易发生事故类型为 A.爆炸 B.煤气中毒 C.机具伤害 D.灼伤 12.可燃液体贮槽下设防火堤，防火堤内的容积不得小于贮槽地上部分总贮量的A.1/2 B.1/3 C.3/5 D.2/3 13.对可能泄漏或产生含油废水的生产装置周围应设 A.水封井 B.隔油池 C.围堰 D.安全阀 14.一般停产检修的煤气设备内空气中的氧含量至少应大于 B.15% C.30% D.25% 15.高炉生产检修进入容器作业时，应首先检查空气中那种气体的浓度
1.电解铜箔生产工艺 电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后，被用于电子工业，随着电子工业的发展，电解铜箔的品质在不断提高，其制造技术也在快速发展，各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步，形成多家多种电解铜箔制造技术，各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别，但无论关键技术及其具体工艺区别有多大，作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。基本工艺流程如图5-1-1 。 5.11工艺流程 2.电解液的制备 电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序，主要就是将铜料溶解成硫酸溶液，并经一系列过滤净化，制备出成分合格、纯净度很高的电解液。电解液质量的好坏，直接影响着铜箔产品品质的好坏，不但影响铜箔的内在质量，还影响铜箔外观质量。因此，必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料，还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。 作为制备电解液过程，所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上，铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。硫酸作为一种重要的材料，生产过程中必不可少，其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。 （1）.几种常见的电解液制备工艺流程 第一种流程
第二种流程 第三种流程
第四种流程 3. 电解液制备过程 上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程，除此之外，由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别，以及生产铜箔档次要求的不同，在电解液制备循环方式上都有一定的区别。虽然电解液循环方式不同，但其机理都是一样的，都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。 首先将经过清洗的铜料及硫酸、去离子水加入到具有溶解能力的溶铜罐中，向罐内鼓人压缩空气，在加热(一般为50-90 t) 条件下，使铜发生氧化，生成的氧化铜与硫酸发生反应，生成硫酸铜水溶液，当溶解到一定cu2 + 浓度(一般为120 -150 gIL) 时，进入原液罐(或经过滤后再到原液罐)，与制筒机回流的贫铜电解液(一般为70 -100 gIL) 混合，以使电解液成分符合工艺要求，然后再经过一系列活性炭过滤、机械过滤、温度调整等设备及过程后，把符合工艺要求的电解液送人制筒机(或称电解机组)进行原箱生产制造。在实际生产过程中，电解液都是循环使用的，不断的从制循机中生产原筒，消耗电解液中的铜，而由溶铜罐不断溶铜，再经一系列过滤、温度调整、成分调整后，不断送人制筒机。这其中，利用活性炭吸附掉电解液中的有机物(包括有机添加剂) ，机械过滤滤掉(截留) 电解液中的固体颗粒物。 电解制备过程不但要保证电解液连续不断地循环，还要及时调整并控制好电解液成分(含铜、含硫酸浓度)、电解液温度、循环量匹配等技术指标。 4. 电解液制备主要工艺参数 电解液工艺指标是一个非常重要的参数，在很大程度上决定着电解铜锚质量，决定着溶铜造液的能力和电解液制备所用的设备规格和数量，电解液各工艺
冶金行业安全特点一、冶金工厂主要危险源及主要事故类别和原因 （一）冶金工厂的概况及特点 冶金工业包指冶企工业的铁矿和有色金属工业的钢、铝、钵、鸽、锐、倒、锡、镍、铅等矿和钢铁厂、轧钢厂 以及各种有色金属冶炼及加工等。此外，还包括提供辅助材料与生产设备的各种企业。 冶金工业生产的特点是：生产不同产品的企业种类繁多，工艺、设备复杂多祥,设备体积大(如各种冶炼设备,各 种运输设备体积都十分庞大)；产品质量高，冶炼生产温度高(如炼铁、炼钢的焰点和沸点高达1000~2000℃甚 至以上，电解铝正常生产温度高达950℃)；粉尘烟害大,有毒有害物质多，劳动条件艰苦，安全卫生问题突出，伤亡事故和职业病多。这些都是劳动保护不可忽视的。 在冶金工业生产中，从矿山开采、选矿、烧结、冶炼、轧钢、轧制有色金属到焦化、耐火材料、炭素、铁合金、机械加工和运输等一系列过程中危害工人安全、健康的因素非常多，需要采取各种措施加以解决。 建国以来在冶金工业生产中，以爆炸、冒顶、片帮、交通运输、提升设备、中毒等方面的事故为最多，而且多 是死亡事故。安全工作应以预防这方面的事故的发生为重点。 （二）冶金工厂的事故致因 事故的直接原因是人或物接收了一定量的不能够接收的能量或危害性物质。从物理学的观点来看，可以把生产 过程看作是一个能量转换和做功的过程，或者说是一个能量流动的过程。当能量在流动过程中出现了违反人们 意志的异常能量逸散时，就可能产生事故。如果逸散的能量对物作功就产生设备事故，对人做功，则发生人身 伤亡事故。因此在一般生产过程中，事故是由于能量逸散所造成的。 能量有各种形式，如机械能（包括动能和势能），光能、热能、化学能、原子能等等。
冶金、有色安全生产技术 1、冶金工厂主要危险源，主要事故类别，事故原因及分析技术 主要危险源：咼热能，咼势能的危害，有毒有害，易燃易爆和咼温高压危险，机具,车辆和高处坠落等伤害，特别是易发生钢水，铁水喷溅爆炸,煤气中毒或燃烧，爆炸等事故. 主要事故类别：火灾,爆炸,机械伤害，煤气中毒，灼烫,物体打击, 起重伤害，高处坠落，触电,车辆伤害，机具伤害. 事故原因：人为因素,管理原因和物质原因. 焦化耐火材料生产的主要危险源及主要事故类别和原因 2、烧结
炼钢轧钢生产的主要危险源及主要事故类别和原因 3、炼铁
4、有色金属冶炼生产的主要危险源及主要事故类别和原因 主要危险源：高温,噪声,烟尘危害，有毒有害，易燃易爆气体和其他物质中毒，燃烧及爆炸危险，各种炉窑的运行和操作危险，高能高压设备的运行和操作危险，高处作业危险，复杂环境作业危险等. 主要事故类别：机械伤害，车辆伤害，起重伤害，高温及化学品导致的灼烫伤害，有毒有害气体和化学品引起的中毒和窒息，可燃气体导致的火灾和爆炸，高处坠落事故等. 主要原因：违章作业和不熟悉，不懂安全操作技术，工艺设备缺陷和技术设计缺陷，防护装置失效或缺陷，现场缺乏检查和指导，安全规章制度不完善或执行不严，以及作业环境条件不良等. 5、黄金冶炼生产的主要危险源及主要事故类别和原因 主要危险源：高温，噪声，烟尘危害，氰化物和汞中毒，易燃易爆气体和其他物质中毒，燃烧及爆炸危险，高能高压设备的运行和操作危险，高处作业危险，复杂环境作业危险等. 主要事故类别：机械伤害，车辆伤害，起重伤害，高温及化学品导致的灼烫伤害, 有毒有害气体和化学品引起的中毒和窒息, 可燃气体
西安工业大学 题目：电解铜箔表面结构及性能影响因素 姓名：刘畅 专业：机械设计制造及其自动化 班级：080217班 学号：080217 指导教师：贾建利
电解铜箔表面结构及性能影响因素 摘要：对铜箔进行化学处理，考察阴极钛辊表面粗糙度及阴极钛辊的腐蚀对铜箔的性能及表面图像影响。研究结果表明：增加处理液中 Cu2+浓度及提高电流密度，有利于表面粗糙度增加，抗剥离强度增大，蚀刻因子 Ef 降低。若同时降低浸泡复合液中 Cu2+和 Zn2+浓度，增加 Sb2+浓度，则表面粗糙度及抗剥离强度降低，蚀刻因子增加；复合液中 Sb2+浓度增加也能使表面粗糙度增加，蚀刻因子增加，但是，抗剥离强度基本没有变化。添加 CuSO4后，阴极钛辊腐蚀速度下降，当 CuSO4质量浓度达到 20 g/L后，钛的耐腐蚀速度在 0.050 mm/a以下；当钛辊表面粗糙度 Rz降低时，电解铜箔表面相对平整，晶粒大小较均匀，排列较规则。 关键词：电解铜箔；化学处理；表面粗糙度；腐蚀 Abstract:Effects of surface roughness and erosion of titanium cathode drum on performance of electrolytic copper foils and surface images were studied by chemical treatments. The results show that surface roughness and contradict debonding intensity increases and etch factorial (Ef) decreases with the increase of copper concentration and electric current density. When the concentration of copper and zinc of leached compound solution decreases, surface roughness and contradict debonding intensity decreases but etch factorial (Ef) increases. When the concentration of Sb2+ of leached
. 冶金行业安全生产培训（取证） 一、单选 1、《安全生产法》由中华人民共和国第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议于2002年6月29日通过公布，自( )起施行。 A、2002年7月1日 B、2002年10月1日 C、2002年11月1日 D、2002年12月1日 2、2014年8月31日第十二届全国人民代表大会常务委员会第十次会议通过全国人民代表大会常务委员会关于修改《中华人民共和国安全生产法》的决定，自( )起施行。 A、2014年8月31日 B、2 014年9月1日 C、2014年10月1日 D、2014年12月1日 3、安全生产工作( )生产经营单位的主体责任。 A、实行和强化 B、强化和落实 C、坚持和强化 D、强化和坚持 4、安全生产，建立的机制，以下排序正确的是( )。 a政府监管b行业自律c生产经营单位负责d社会监督e职工参与 A、caedb B、cabcd C、ceabd D、abcde 5、生产经营单位的(A)，对本单位的安全生产工作全面负责。 A、主要负责人 B、总经理 C、投资人 D、分管安全负责人 6、企业应当为从业人员提供符台( )的劳动防护用品，不符合要求的，不准提供。 A、行业标准或者企业标准 B、国家标准或耆行业标准
c、国家标准或者企业标准D、企业标准或者地方标准 资料Word . 7、《安全生产法》规定，生产经营单位的主要负责人和安全生产管理人员必须具备与本单位所从事的生产经营活动相应的( )。 A、安全作业培训 B、安全生产管理能力c、安全生产知识D、安全生产知识和管理能力 8、企业应当建立健全生产安全事故隐患排查治理制度，采取技术、( )，及时发现并消除事故隐患。 A、应急措施 B、救援措施c、管理措施D、应急预案 9、以下不属于生产经营单位的安全生产管理机构以及安全生产管理人员职责的是( )。 A、制止和纠正违章指挥、强令冒险作业、违反操作规程的行为 B、督促落实本单位安全生产整改措施c、督促落实本单位重大危险源的安全管理措施D、保证本单位安全生产投入的妻凳惹蓄妻篙釜警薹善场所 lO、生产经营单位应当在有较大危险因素的生产经营场所和有关设施、设备上，设置明显的( )标志。 A、安全警示 B、禁止进入c、有毒有害D、注意安全 11、《安全生产法>规定，生产经营单位必须对( )进行经常性维护、保养，并定期检测保证正常运转。维护、保养、检测应当作好记录，并由有关人员签字。 A、大型设备 B、压力管道压力容器 C、安全设备 D、关键性设各 12、事故隐患排查治理精况应当如实记录，并( )。 A、向当地安全生产监督管理部门报告 B、向行业主管部门报告
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 冶金行业班组管理安全生产培 训(新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
冶金行业班组管理安全生产培训(新版) 一、班组岗位职工培训时间规定 1.一般岗位新上岗的人员，岗前培训的总学时不得少于24学时，其中班组级安全培训时间不得少于8学时。每年接受再培训的时间不得少于8学时。 2.危险化学品等特种岗位新上岗的人员，岗前培训的总学时不得少于72学时，其中班组级安全培训时间不得少于24学时。每年接受再培训的时间不得少于20学时。 二、班组级安全教育内容 1.岗位安全规程。 2.工作岗位环境及危险因素，岗位隐患排查与治理。 3.岗位之间工作衔接配合的安全与职业卫生注意事项。 4.有关的事故案例。 5.设备性能与安全装置、工器具的使用方法。
6.劳动防护用品(用具)的性能及正确使用方法。 7.事故应急处理技能。 8.其他需要培训的内容。 三、培训要求 1.新上岗职工班组级安全培训由班组长负责组织实施。 2.班组职工转岗或离岗一年以上重新上岗时，应重新接受班组级安全培训。 3.岗位实施新工艺、新技术或者使用新设备、新材料的，班组应对职工进行有针对性的安全培训。 4.班组应通过班前会、安全活动日等形式开展职工日常教育培训工作 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
冶金行业安全生产培训试题 一、单项选择题（每题只有一个最佳答案，请将正确答案前的字母写在括号内，每题2分，共计30分）1、放置钢水罐时，两罐之间净空间距离不小于（）米。A、 1.5 B、2 C、2.52、进入煤气设备内作业时，安全分析取样时间不应早于进入前（）分钟。A、30 B、60 C、1203、耳轴部位磨损大于直径（）应停止使用。A、8% B、10% C、12%4、长度6米以上的连铸坯堆放高度不应大于（）米。A、3 B、3.5 C、45、带煤气作业时，距离工作场所（）米内，严禁火源并应采取防止着火措施。A、20 B、30 C、406、距地面（）米以上为高处作业。A、2 B、3 C、47、150吨以下转炉，最大出钢量应不超过应称容量的（）。A、100% B、120% C、150%8、进行煤气作业人员不应少于（）人。A、3 B、4 C、29、耳轴部位磨损大于直径
（）应停止使用。A、8% B、10% C、12%10、危险化学品重大危险源是指长期地或临时地生产、加工，使用或储存危险化学品，且危险化学品的数量（）临界量的单元。A、等于B、超过 C、等于或超过11、作业环境一氧化碳最高允许浓度为（）。A、30mg/m3 B、24 mg/m3 C、30ppm12、以下三种因素中，（）对煤气的爆炸极限没有影响。A、温度B、流速 C、压力13、铁水运输应设专线，不应与其他交通工具混行。线路外侧（）米内不得堆放任何物品，不得停放其它车辆。A、 1.5 B、2 C、314、氧气钢瓶的检验周期为（）年。A、1 B、2 C、315、直径小于或等于（）的煤气管道起火，可直接关闭煤气阀门灭火。A、50mm B、100mm C、150mm二、判断题（对的划“√”，错的划“×”，请将正确答案写在括号内，每题2分，共计30分）1、在运行中的煤气设备上动火，设备内煤气应保持正压。（）2、吊运钢水罐，铁水罐前做好安全确认，可不设专人指挥。（）3、吊装作业，严格执行“十不吊”制度，吊装物品不清不吊。（）4、同时伴有放热发光的物理变化叫燃烧。（）5、皮带机检修完毕，未经确认可以启动设备。（）6、在正常情况下，爆炸性气体混合物连续短时间频繁地出现或长时间存在的场所是爆炸的1区。（）7、混有积雪与积水潮湿废钢不应入炉。（）8、检修皮带机时未停止可以进行检修作业。（）9、单独使用蝶阀可以作为煤气的
电解铜箔制造过程及其生产原理 (一)电解铜箔制造工艺过程 电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后，被用于电子工业，随着电子工业的发展，电解铜箔的品质在不断提高，其制造技术也在快速发展，各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步，形成多家多种电解铜箔制造技术，各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别，但无论关键技术及其具体工艺区别有多大，作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。基本工艺流程如图5-1-1 。 (二)电解液制备 电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序，主要就是将铜料溶解成硫酸溶液，并经一系列过滤净化，制备出成分合格、纯净度很高的电解液。电解液质量的好坏，直接影响着铜箔产品品质的好坏，不但影响铜箔的内在质量，还影响铜箔外观质量。因此，必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料，还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。 作为制备电解液过程，所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上，铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。硫酸作为一种重要的材料，生产过程中必不可少，其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。 1.几种常见的电解液制备工艺流程 (1)第一种流程(图5-1-2)
(4) 第四种流程(图5-1-5 ) 2. 电解液制备过程 上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程，除此之外，由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别，以及生产铜箔档次要求的不同，在电解液制备循环方式上都有一定的区别。虽然电解液循环方式不同，但其机理都是一样的，都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 冶金企业安全教育培训规定(最 新版)
冶金企业安全教育培训规定(最新版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 安全教育培训是企业安全管理工作的重要组成部分，是实现安全生产、文明生产、提高员工安全意识和安全素质的重要途径，为使公司教育培训层次清楚、重点突出、目的明确，并能够与其他安全生产工作协调展开，根据国家安监总局3号令《生产经营单位安全培训规定》要求，结合公司实际，特对安全教育培训作如下规定。 一、三级安全教育 （一）厂级安全教育： 1、凡新入厂职工，外单位调转工，代培工和实习人员，临时工、季节工及企业特聘技术人员等，都必须进行三级安全教育。 2、厂级安全教育由安全部门同劳资部门组织进行。 3、“安全教育”主要讲解劳动保护的意义、任务、内容及基本要求，使新入厂人员牢固树立“安全第一，预防为主”和“安全生产，人人有责”的思想。 4、教育新入厂人员执行国家和企业颁发的各种安全生产规章制
冶金行业安全特点 一、冶金工厂主要危险源及主要事故类别和原因 （一）冶金工厂的概况及特点 冶金工业包指冶企工业的铁矿和有色金属工业的钢、铝、钵、鸽、锐、倒、锡、镍、铅等矿和钢铁厂、轧钢厂以及各种有色金属冶炼及加工等。此外，还包括提供辅助材料与生产设备的各种企业。 冶金工业生产的特点是：生产不同产品的企业种类繁多，工艺、设备复杂多祥,设备体积大(如各种冶炼设备,各种运输设备体积都十分庞大)；产品质量高，冶炼生产温度高(如炼铁、炼钢的焰点和沸点高达1000~2000℃甚至以上，电解铝正常生产温度高达950℃)；粉尘烟害大,有毒有害物质多，劳动条件艰苦，安全卫生问题突出，伤亡事故和职业病多。这些都是劳动保护不可忽视的。 在冶金工业生产中，从矿山开采、选矿、烧结、冶炼、轧钢、轧制有色金属到焦化、耐火材料、炭素、铁合金、机械加工和运输等一系列过程中危害工人安全、健康的因素非常多，需要采取各种措施加以解决。 建国以来在冶金工业生产中，以爆炸、冒顶、片帮、交通运输、提升设备、中毒等方面的事故为最多，而且多是死亡事故。安全工作应以预防这方面的事故的发生为重点。 （二）冶金工厂的事故致因 事故的直接原因是人或物接收了一定量的不能够接收的能量
或危害性物质。从物理学的观点来看，可以把生产过程看作是一个能量转换和做功的过程，或者说是一个能量流动的过程。当能量在流动过程中出现了违反人们意志的异常能量逸散时，就可能产生事故。如果逸散的能量对物作功就产生设备事故，对人做功，则发生人身伤亡事故。因此在一般生产过程中，事故是由于能量逸散所造成的。 能量有各种形式，如机械能（包括动能和势能），光能、热能、化学能、原子能等等。 因能量逸散所造成的事故，次数最多的是机械能，电能的逸散也颇为常见。热能、化学能和原子能的逸散，次数虽然较少，但往往会造成重大事故。 冶金生产过程既有冶金工艺所决定的高热能、高势能的危害，又有化工生产具有的有毒有害、易燃易爆和高温高压危险。同时,还有机具、车辆和高处坠落等伤害，特别是冶金生产中易发生的钢水、铁水喷溅爆炸、煤气中毒或燃烧、爆炸等事故，其危害程度极为严重。此外，冶金生产的主体工艺和设备对辅助系统的依赖程度很高，如突然停电等可能造成铁水、钢水（铝工业如铝水、电解质液在槽内凝固）在炉内凝固，煤气网管压力突然骤降等而引发重大事故。因此，冶金工厂的危险源具有危险因素复杂、相互影响大、波及范围广、伤害严重等特点。 （三）有色金属冶炼生产的主要危险源及主要事故类别和原因 有色金属冶炼生产包括铜、铅、镑、铝和其他稀有金属和贵
电解铜箔生产常见问题及处理随着电子信息产业的发展，电子产品轻量化、集成化要求越来越高，电解铜箔作为电子行业的基础性材料，不仅对产品的抗拉强度、延伸率、抗剥离强度、防氧化性等物化性能指标提出了更高要求，而且要求铜箔微观晶粒组织和表面微观形貌结构更均匀精细。电解铜箔生产工艺复杂，涉及专业广泛，生产过程既有机械电子设备又有电化学过程，分系统之间相互关联相互影响，相关技术大多是交叉、边缘学科，对处理实际生产中遇到的复杂问题缺乏成熟的理论支持。本文通过对实际生产中常见问题的总结，提出了一些有参考价值的处理方法，希望能引起同行的注意和指正，引发更成熟的研究方法和处理方法。 1、溶液净化 未处理箔（毛箔）的制造过程是铜箔生产中最关键的环节，绝大多数的物化性能指标与毛箔有着直接或间接的关系。毛箔的电沉积过程离不开溶液，所以其溶液尤为重要，纯净无杂质、成分均匀稳定的毛箔溶液是生产高品质铜箔的必需条件。实际生产中不可避免会有一些杂质通过原料铜、废箔、水、酸的加入和设备自身的磨损腐蚀进入到溶液中，因此生产中的溶液含有不溶性的微粒、可溶的离子分子基团和有机物等各种杂质，这些杂质大多数对铜箔品质有负面影响，应尽可能减少杂质进入溶液系统或采用有效方法把杂质控制在合理范 围内。 不溶性微粒主要来源于原料铜的加入和废箔回用，活性炭和其它
有机物吸附剂在使用中也会少量分解形成不溶性微粒。在基箔电沉积过程中微粒夹杂于组织内或吸附于铜箔表面，造成箔面粗糙、针孔、渗透点等质量缺陷。一般采用多级过滤的办法将微粒由大到小逐级过滤去除，过滤精度最高可以达到0. 5μm以内。随着过滤层级的增加和过滤精度的提高溶液净化效果相应提高，铜箔组织的致密性和表面微观结构的细致性都明显优化，表现为延伸率、抗拉强度等指标的提高。高度净化的基箔溶液是生产高品质铜箔前提条件之一。增加过滤次数也是溶液净化的有效方法，通常循环过滤液量应为生产供液量的1.5倍以上。提高溶液的净化，设备投入和运行费用会大幅增加，在净化工艺设计时要兼顾工艺性和经济性。过滤器在初期运行时往往达不到设计精度，使用一段时间后过滤材料的表面会因为滤渣的沉积而产生―搭桥‖作用，过滤压力略微增加而过滤精度提高并更稳定，所以过滤器的清洗和滤料的更换应该交替周期处理，前一级和后一级过滤器不宜同时进行，避免因集中处理造成溶液净化度发生波动。 可溶性的离子分子基团对铜箔质量的影响机理非常复杂。溶液中的离子除Cu2+、H+及SO42-之外都会干扰铜箔正常的电沉积过程。某些金属阳离子直接参与铜箔晶体的成核过程，导致铜箔微观组织结构缺陷——孪晶、错层等；这些金属阳离子杂质具有与Cu2+的离子水合物体积大小接近或硫酸体系下电极电位接近的特点。Cu+离子在正常溶液中含量极少，而且随着H2SO4浓度的提高而降低；Cu+离子自身会发生歧化反应生成Cu0和Cu2+，Cu0呈分子状态分散在溶液中，阴极沉积时随机夹杂于铜箔组织中，其结晶尺寸远比正常结
电解铜箔生产与技术讲座四 4.1 电解原理与电解液虽然由于应用铜箔制造企业不同使得所生产出的电解铜箔在性能上各有特色但制造工艺却基本一致。即以电解铜或具有与电解铜同等纯度的电线废料为原料将其在硫酸中溶解制成硫酸铜溶液以金属辊筒为阴极通过电解反应连续地在阴极表面电解沉积上金属铜同时连续地从阴极上剥离这工艺称为生箔电解工艺。最后从阴极上剥离的一面光面就是层压板或印刷线路板表面见到的一面反面第四篇、电解液与电解工艺二 4.2 电解铜箔的性能与电沉积过程电解铜箔的主要性能是在铜箔电解过程中决定的。铜箔性能与电解沉积层的结构紧密相联系实际上人们正是通过控制不同的电解沉积条件来获得到晶态、微晶态甚至非晶态沉积层。各种新的电解沉积技术如脉冲反向脉冲技术的引入粗晶沉积层可以被转化成细晶结构甚至选择和控制固体微粒与沉积层基质共沉积可以得到复合表面处理层等来制造不同性能的铜箔产品。作为一个电解铜箔技术人员在生产管理和开发新产品的同时不仅要熟悉铜箔具体的生产流程而且还要加强生产工艺、铜箔产品性能在各种环境及状态下特性的诸多方面的研究和了解。本章将着重阐述铜箔是如何在阴极上形成与影响铜箔质量的因素。电解铜箔的形成涉及到铜在阴极上的析出、氢在阴极上析出、其他金属离子共同析出以及阳极反应等方面的问题如果要获得厚度与性能均匀的箔材电流在阴极的分布、析出金属与阴极电流分布的关系等必须一并考虑。 4.2.1 铜在阴极上析出 4.2.11电解沉积过程铜的电解沉积过程是电解液中的铜离子借助外界直流电的作用直接还原为金属铜的过程。金属铜离子还原析出形成金属铜的过程并不象一般人们所想象的那样神秘也不同于一些教科书所说的那样在阴极发生Cu22eCu阳极发生H20 SO42-H2SO402。因为金属的电解沉积牵涉到新相的生成-电结晶步骤。即使最简单溶液中的反应也不是一步完成而应包括若干连续步骤。如1铜的水化离子扩散到阴极表面2水化铜离子包括失去部分水化膜使铜离子与电极表面足够接近失水的铜离子中主体的价电子能级提高了使之与阴极上费米能级的电子相近为电子转移创造条件。3铜离子在阴极放电还原形成部分失水的吸附原子。这是一种中间态离子对于Cu2来说这一过程由两阶段组成第一步是Cu2eCu该步骤非常缓慢第二步是CueCu部分失水并与阴极快速交换电子的铜离子可以认为电子出现在离子中和返回阴极中的概率大致相等即这种中间态离子所带的电荷约为离子电荷的一半因此有时也把它称之为吸附离子。4被还原的吸附离子失去全部水化层成为液态金属中的金属原子5铜原子排列成一定形式的金属晶体。由于铜的电结晶过程是一个相当复杂的过程虽然人们对铜的电结晶过程进行了较长时间的研究过去一直以为铜的电结晶过程必须先形成晶核然后再长大为晶体。近年来电结晶理论有了较大发展出现了诸如直接转移理论、表面扩张理论、位错晶体生长理论等等它们的共同之处在于认为金属电结晶过程除需要形成核外还可以在原有基体金属的晶格上继续长大主要取决于电结晶的条件。但是应当指出无论是否形核目前比较公认的观点是晶核的生成和晶核的成长与电解过程的许多因素有关主要是电解液的特性、电流密度、电解液温度、溶液的搅拌、氢离子浓度以及添加剂的作用等。 4.2.1.2晶核的形成在阴极电解铜箔形成的过程中有两个平行的过程晶核的形成和晶体的成长。在结晶开始时铜并不在阴极辊筒的表面上随意沉积它只是选择在对铜离子放电需要最小活化能的个别点上沉积。被沉积的金属晶体首先在阴极辊主体金属钦晶体的棱角上生成。电流只通过这些点传送这些点上的实际电流密度比整个表面的平均电流密度要大的多。在靠近已生成晶体的阴极部分的电解液中被沉积铜离子浓度贫化于是在阴极主体晶体钛的边缘上产生新的晶核。分散的晶核数量逐步增加直到阴极的整个表面为金属铜的沉积物所覆盖为止。我们知道水溶液中结晶时新的晶粒只有在过饱和溶液中才能形成因为新生成的晶粒晶核是微小晶体和大晶体比较它具有较高的能量因此是不稳定的。也就是说对于小晶体而言是饱和溶液对于大晶体已经是过饱和。因此在溶液中形成新的晶粒的必要条件是溶液达到过饱和。对于铜的电结晶则必须在一定的超电位过电位下阴极表面才能形成晶核。对于溶液中的结晶过饱和度越大能够作为晶核长大的微小晶粒的临界尺寸越小它的形成功也越小晶核的生成速度也越大。对于铜的电结晶过程而言也类似超电位也称之为超电位越大晶核生成越容易晶核生成速度也越大。晶核的生成速度除随着超电位的增大新晶核的形成速度迅速增大外还与晶面指数有关。这是由于不同晶面上点阵排布方式不同紧邻的原子数也不相同因此不同晶面上的交换电流密度不一样在相同电流密度下的电化学超电位也不一样以致不同晶面上的晶核生成速度出现差别。例如沉积在铜的111100和110晶面的原子将分别与34和5个晶格原子相邻并与它们键合。随着相邻接原子数目增多铜在该晶面沉积速度增大因为i大结果快速生成的晶面消失而生成速度慢的晶面存在的时间较长最后有可能保留下来。实际上在铜箔的电解沉积过程中有一部分原子在进行晶核形成而另一部分在进行晶体成长。晶核的形成速度和其成长速度决定了所得到的结晶的粗细。假定如果96500库仑的电量在阴极上还原N个Cu2离子N等于二分之一阿佛加德罗常数那么设形成晶核的一部分N等于Nn二参与晶核长大的第二部分N等于Ng则得到N NnNg4-27 如果NnNg那么在阴极上将产生细结晶沉积物如果NnNg则得到粗结晶沉积物。在电解铜箔的生箔生产过程中人们总是希望晶核的形成速度能够进行较快而晶核成长速度较慢这样所得到的铜箔的组织较
冶金安全生产主要安全技术 一、钢铁冶炼、轧制及其他安全技术 (一)烧结、焦化、耐火材料安全生产技术 1.烧结安全生产技术 1)生产特点 烧结是把含铁废弃物与精矿粉烧结成块用作炼铁的原料。其工艺过程是按炼铁的要求，将细粒含铁原料与熔剂和燃料进行配料，经造球、点火、燃烧，所得成品在经过破碎、筛分、冷却、整粒后运往炼铁厂。 2)烧结生产安全技术及事故预防措施 (1)铁精矿运输。铁精矿是烧结生产的主要原料，在选矿厂生产过程中，常夹杂着大块和其他杂物，在胶带运输中经常发生堵塞、撕裂皮带，甚至进入配料圆盘使排料口堵塞事故。处理时易发生人身伤害事故。为避免以上事故，胶带机的各种安全设施要齐全，保证灵活、可靠，并应实现自动化控制。 3)主体设备存在的不安全因素及防护措施 (1)抽风机。抽风机能否正常运行直接关系着烧结矿的质量。抽风机存在的不安全因素是转子不平衡运动中发生振动的问题。针对这一问题，在更换新的叶轮前应当对其作平衡试验;提高除尘效率，改善风机工作条件;适当加长、加粗集气管，使废气及粉尘在管中流速减慢，增大灰尘沉降的比率。同时，加强二次除尘器的检修和维护。 (2)带式烧结机。带式烧结机存在的不安全因素是烧结机的机体又大、
又长，生产与检修工人会因联系失误而造成事故。随着烧结机长度的增加，台车跑偏现象也很严重;受高温的变化，易产生过热“塌腰”现象。所以应当为烧结机的开、停，设置必要的联系信号，并设立一定的保护装置。 (3)翻车机。由于翻车机联络工和司机联系失误，车皮未能对正站台车即行翻车，会发生站台车及旋转骨架撞坏事故;工人处理事故易发生挤手、砸脚事故。 4)除尘与噪声防治 (1)烧结厂防尘。烧结过程中，产生大量的粉尘、废气、废水，含有硫、铝、锌、氟、钒、钛、一氧化碳、二氧化硅等有害成分，严重地污染了环境。因此应抽风除尘。烧结机抽风一般采用两级除尘：第一级集尘管集尘和第二级除尘器除尘。大型烧结厂多用多管式，而中小型烧结厂除了用多管式外还常用旋风式除尘器。 (2)烧结厂的噪声防治。烧结厂的噪声主要来源于高速运转的设备。这些设备主要有主风机、冷风机、通风除尘机、振动筛、锤式破碎机、四辊破碎机等。对噪声的防治，应当采用改善和控制设备本身产生噪声的做法，即采用合乎声学要求的吸、隔声与抗震结构的最佳设备设计，选用优质的材料，提高制造质量，对于超过单机噪声允许标准的设备则需要进行综合治理。 2.焦化安全生产技术 1)生产特点
电解铜箔制造过程及其生产原理
电解铜箔制造过程及其生产原理 (一)电解铜箔制造工艺过程 电解铜箔自20 世纪30 年末开始生产后，被用于电子工业，随着电子工业的发展，电解铜箔的品质在不断提高，其制造技术也在快速发展，各铜箔生产企业及相关研究单位对电解铜箔制造技术的研究也取得了相当大的进步，形成多家多种电解铜箔制造技术，各企业生产电解铜箔的关键技术千差万别，但无论关键技术及其具体工艺区别有多大，作为电解铜箔制造的工艺过程都大致包括电解液制备、原箔制造、表面处理、分切加工以及相关的检测控制、附属配备等工序。基本工艺流程如图5-1-1 。 (二)电解液制备 电解液制备是电解铜箔生产的第一道工序，主要就是将铜料溶解成硫酸溶液，并经一系列过滤净化，制备出成分合格、纯净度很高的电解液。电解液质量的好坏，直接影响着铜箔产品品质的好坏，不但影响铜箔的内在质量，还影响铜箔外观质量。因此，必须严格控制溶铜造液过程所用的原料辅料，还要严格控制电解液制备的生产设备和操作过程。 作为制备电解液过程，所用的原料有电解铜、裸铜线、铜元杆、铜米等。要求原料含铜纯度必须达到99.95% 以上，铜料中各种杂质如Pb 、Fe、Ni 、As 、Sb 、AI 、S 及有机杂质等必须符合GB 4667-1997《电解阴极铜》国家标准中一号铜要求。硫酸作为一种重要的材料，生产过程中必不可少，其质量也要达到国家标准化学纯级技术要求。
1.几种常见的电解液制备工艺流程(1)第一种流程(图5-1-2) (4) 第四种流程(图5-1-5 ) 2. 电解液制备过程
上面仅列举了4 种有代表性的电解液制备工艺流程，除此之外，由于各铜箔生产企业技术水平、设备条件、配套能力等区别，以及生产铜箔档次要求的不同，在电解液制备循环方式上都有一定的区别。虽然电解液循环方式不同，但其机理都是一样的，都包含有铜料溶解、有机物去除、固体颗粒过滤、温度调整、电解液成分调整等作用和目的。 首先将经过清洗的铜料及硫酸、去离子水加入到具有溶解能力的溶铜罐中，向罐内鼓人压缩空气，在加热(一般为50-90 t) 条件下，使铜发生氧化，生成的氧化铜与硫酸发生反应，生成硫酸铜水溶液，当溶解到一定cu2 + 浓度(一般为120 -150 gIL) 时，进入原液罐(或经过滤后再到原液罐)，与制筒机回流的贫铜电解液(一般为70 -100 gIL) 混合，以使电解液成分符合工艺要求，然后再经过一系列活性炭过滤、机械过滤、温度调整等设备及过程后，把符合工艺要求的电解液送人制筒机(或称电解机组)进行原箱生产制造。在实际生产过程中，电解液都是循环使用的，不断的从制循机中生产原筒，消耗电解液中的铜，而由溶铜罐不断溶铜，再经一系列过滤、温度调整、成分调整后，不断送人制筒机。这其中，利用活性炭吸附掉电解液中的有机物(包括有机添加剂) ，机械过滤滤掉(截留)电解液中的固体颗粒物。
电解铜箔制造过程及其生产原理(二) 来源：PCB资源网作者：PCB资源网发布时间：2008-09-08 发表评论 (三)原箔制造 原箔制造是电解铜生产的一道关键工序，原箔就是成品电解铜的半成品，它决定了电解铜箔的大部分质量性能。如铜箔致密度、抗拉强度、延伸率、铜纯度、质量电阻率、针孔渗透点等指标，而且还在很大程度上决定了后道工序表面处理质量的好坏，也是对上道工序电解液制备系统先进性和可靠性的检验。 1.原筒制造的基本过程 原箔制造过程即是一种电解过程。它是在一种专用电解设备中完成的。它一般采用由专用铁材制作的铁质表面辐筒作为阴极辘，以含银1% 优质铅银合金(或者采用特殊涂层铁板)作为阳极，在阴阳极之间加入硫酸铜电解液，在直流电作用下，阴极辑上便有金属铜析出。随着阴极辑的不断转动，铜不断地在辑面上析出，而不断地将析出的金属铜从辑面上剥离，再经水洗、烘干，缠绕成卷，这就形成了原筒。调节不同的阴极辐转速，就生产出不同厚度的原筒。 2. 原宿制造主要工艺参数 作为原箔制造过程中，各生产厂家采用的设备特别是阴极辑区别较大，工艺条件也有很大区别，因此，作为原宿制造的主要工艺参数也就有很大的区别，表5-1-7 列出几组有代表性的工艺参数供参考。 由此可以看出，各厂家工艺参数区别相当大，这是正常的。但各参数之间都有一定的匹配关系，每个工艺参数的选择及其相互间的匹配关系，决定了原箔的质量优劣。因此，各厂家也在不断地探索合适的工艺参数组合，以寻求最佳的质量和最高的生产效率。 3. 原宿制造的辅助条件
作为原筒制造所要求的辅助条件，除了电解液制备及供给外，还需要具备直流供电，阴极辐研磨及电解槽引风、添加剂加入等条件。 (1)直流供电目前原宿制造所用直流电属于大电流低电压直流电，一般在1 000~50000A。它由一套变压整流设备来提供。 而对制筒机供电的方式有两种:一种是多机串联供电，一种是单机供电，两种供电方式各有优缺点，但目前比较倾向于单机供电，因为它有利于单机操作及单机产品质量调整。 (2) 添加剂加入电解铜锚的一些特性，如抗拉强度、延伸率、毛面粗糙度、质量电阻率等指标在很大程度上取决于原锚的质量，而要使上述性能达到优良，除了必须供给高纯度的电解液外，还必须向电解液中加入必要的添加剂，如明胶、骨胶、硫服、聚乙烯醇、淀粉以及一些阴离子和金属盐类等。一般只加入其中的一种或几种。添加剂的加入方式有两种:一种是直接加入到电解液循环的整体系统中，称为系统加入法;另一种是在电解液进入制宿机前的管道中加入，称为单机加入法。相比之下，单机加入法更好些，但无论采取哪种方式添加，都必须做到添加剂与电解液要充分均匀地温合。 (3)电解槽引风电解铜锚的生产，对环境的要求是非常严格的，除了对生产空间进行空气净化，调节温度湿度外，还必须对制借机电解槽进行良好的引风，以便使制循机在生产过程挥发的含有酸雾的气体不排人生产环境空间内，而直接被抽走。被抽走的含酸气体，要经过酸雾净化设备分离出硫酸，使气体净化后再排入大气. (4) 阴极辑研磨阴极辑的表面质量直接影响电解铜宿光面质量及视觉效果，其研磨技术已成为电解铜筒生产的关键莓术之一。在阴极辘研磨这个问题上，各生产厂家所采用的工艺方法很多，区别也很多，但总的来说，所使用的研磨材料有:各规格砂纸(布)、尼龙轮、尼龙刷轮、PYA 轮、研磨绒片、研磨绒盘、绒砂轮、绒片刷等。每个厂家都根据研磨工艺选用不同的研磨材料。阴极辑研磨可分为下线研磨抛光和在线抛光，所谓下线研磨抛光就针对新辑、外表有划伤等缺陷的辑及在线生产使用时间较长表面发生变化较大的情况，在专用设备上，对阴极辑进行一系列研磨及抛光的过程，在线抛光就是将抛光装置安装在制描机上，阴极辐每生产使用一段时间就对阴极辘辘面进行抛光，这样有利于减少阴极辐装卸次数，提高生产效率。 4. 原筒制造的基本原理 原宿制造采用硫酸铜水溶液作为电解液，其主要成分有Cu2 + 、H+ 及少量的其他金属阳离子和OH- 、S042 - 等阴离子。在直流电的作用下，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，阳极一般采用不溶阳极(铅银合金或涂层铁板等)。由于各种离子的析出电位不同，其成分含量差别较大。在阴极上，Cu2 + 得到2 个电子还原成Cu ，在阴极辐面上电化结晶，电极反应如下: Cu2 + + 2e ==Cu 在阴极上OH 放电后生成氧气和H\ 即: 20H- -2e 一→2H+ +02 ，所以说整个过程还是一个造酸过程。因为氧气跑掉，H\S042 - 结合形成硫酸，即: 2H+ +SO42→H2 S04 。 总反应为:
冶金企业和有色金属企业安全生产规定 第一章总则 第一条为了加强冶金企业和有色金属企业安全生产工作，预防和减少生产安全事故与职业病，保障从业人员安全健康，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国职业病防治法》，制定本规定。 第二条冶金企业和有色金属企业（以下统称企业）的安全生产（含职业健康，下同）和监督管理，适用本规定。 机械铸造企业中金属冶炼活动的安全生产和监督管理参照本规定执行。 第三条本规定所称冶金企业，是指从事黑色金属冶炼及压延加工业等生产活动的企业。 本规定所称有色金属企业，是指从事有色金属冶炼及压延加工业等生产活动的企业。 本规定所称金属冶炼，是指冶金企业和有色金属企业从事达到国家规定规模（体量）的高温熔融金属及熔渣（以下统称高温熔融金属）的生产活动。 黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业的具体目录，由国家安全生产监督管理总局参照《国民经济行业分类》（GB/T4754）制定并公布。 第四条企业是安全生产的责任主体。企业所属不具备法人资格的分支机构的安全生产工作，由企业承担管理责任。
第五条国家安全生产监督管理总局指导、监督全国冶金企业和有色金属企业安全生产工作。 县级以上地方人民政府安全生产监督管理部门和有关部门（以下统称负有冶金有色安全生产监管职责的部门）根据本级人民政府规定的职责，按照属地监管、分级负责的原则，对本行政区域内的冶金企业和有色金属企业的安全生产工 作实施监督管理。 第二章企业的安全生产保障 第六条企业应当遵守有关安全生产法律、行政法规、规章和国家标准或者行业标准的规定。 企业应当建立安全风险管控和事故隐患排查治理双重预防机制，落实从主要负责人到每一名从业人员的安全风险管控和事故隐患排查治理责任制。 第七条企业应当按照规定开展安全生产标准化建设工作，推进安全健康管理系统化、岗位操作行为规范化、设备设施本质安全化和作业环境器具定置化，并持续改进。 第八条企业应当建立健全全员安全生产责任制，主要负责人（包括法定代表人和实际控制人，下同）是本企业安全生产的第一责任人，对本企业的安全生产工作全面负责；其他负责人对分管范围内的安全生产工作负责；各职能部门负责人对职责范围内的安全生产工作负责。