一種硝酸型退錫廢液的洗脫裝置及分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及退錫廢液回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硝酸型退錫廢液的洗脫裝置 及分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著PCB制造業(yè)的發(fā)展，雖然在圖形轉(zhuǎn)移工藝中出現(xiàn)加成法等新工藝，諸如使用導(dǎo) 電油墨打印圖形后再進(jìn)行電鍍，但這類方法使用的導(dǎo)電油墨需要添加大量的貴金屬并且只 能在基材面上打印，結(jié)合力不是特別高，成本高、可靠性差、孔銅加工難度大。因此，減成法 仍然是圖形實(shí)現(xiàn)的主要方法，當(dāng)線路板設(shè)計(jì)對(duì)高密度布線、小導(dǎo)體間距、背鉆、對(duì)位精度要 求高時(shí)，一般設(shè)計(jì)正片流程制作。在正片流程的圖形電鍍需先對(duì)需保留的圖形進(jìn)行電鍍圖 形銅，再在圖形銅的表面鍍上一層抗蝕錫層，避免蝕刻藥水攻擊需要保留的圖形銅；當(dāng)蝕刻 完成后，使用硝酸退錫藥水溶解表面錫層露出導(dǎo)體銅面，錫溶解在退錫藥水中，當(dāng)藥水溶錫 速度下降到一定水平后，為保持工藝能力，將其排出從而產(chǎn)生退錫廢液。在退錫廢液中，主 要包含硝酸、銅離子、少量的磺酸鹽緩釋劑和亞鐵離子。一般情況下，廢液中錫離子濃度在 80~130g/L，酸當(dāng)量在1~3mol/L，Cu2+在20~30g/L之間。
[0003] 退錫廢液的工業(yè)處理過(guò)程中，不僅涉及環(huán)保還需考慮資源回收與經(jīng)濟(jì)效益。目前 已有一些關(guān)于化學(xué)上的絮凝、沉淀法;物理上的電解、蒸餾法，樹(shù)脂吸附分離法；以及產(chǎn)品轉(zhuǎn) 移提取法的技術(shù)。這些技術(shù)對(duì)從廢退錫液中回收的某方面資源提供了一種解決方案，但是， 如化學(xué)法和產(chǎn)品轉(zhuǎn)移方法容易造成二次污染、一般電解、蒸餾物理方法效率低等缺陷。
[0004] 因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的存在問(wèn)題，亟需提供一種對(duì)硝酸型退錫廢液進(jìn)行分類回 收、實(shí)現(xiàn)三廢零排放的回收技術(shù)顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種實(shí)現(xiàn)循環(huán)生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn) 連續(xù)系統(tǒng)工作，效率高、成本低、環(huán)境效益高的硝酸型退錫廢液的洗脫裝置。
[0006] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種硝酸型退錫廢液的洗脫裝置，包括有恒溫冷凝分餾器、收集罐、恒溫蒸餾器、洗脫 罐及干燥流化床，恒溫蒸餾器設(shè)置有洗脫劑進(jìn)樣口、加熱器及蒸氣出口，洗脫罐設(shè)置有多孔 載板，多孔載體將洗脫罐的內(nèi)部隔開(kāi)為蒸氣緩沖室和洗脫室，蒸氣緩沖室位于洗脫罐的下 部并與恒溫蒸餾器的蒸氣出口連通;洗脫室位于多孔載板之上，洗脫室設(shè)置有廢液入口，并 且洗脫室的下部與干燥流化床相通，干燥流化床的出氣口與恒溫蒸餾器連通；當(dāng)洗脫室盛 裝溶液后，洗脫室內(nèi)液面以上為排氣室，排氣室并與恒溫冷凝分餾器連通;恒溫冷凝分餾器 與收集罐相通。
[0007] 優(yōu)選的，恒溫冷凝分餾器包括有恒溫冷卻室及分餾緩沖室，恒溫冷卻室與洗脫罐 的排氣室及干燥流化床分別連通，干燥流化床與恒溫冷卻室之間設(shè)置有單向氣閥活塞;分 餾緩沖室設(shè)置于恒溫冷凝分餾器的下部，并且與收集罐相通。
[0008] 更優(yōu)選的，恒溫冷凝分餾器還包括有分餾裝置及二級(jí)冷卻室，分餾裝置設(shè)置于恒 溫冷卻室的內(nèi)部，二級(jí)冷卻室設(shè)置于分餾裝置與恒溫蒸餾器。
[0009] 優(yōu)選的，恒溫蒸餾器的下部設(shè)置有出液口。
[0010]優(yōu)選的，干燥流化床設(shè)置有進(jìn)料漏斗、底部加熱器、位于底部加熱器上方的密封石 棉網(wǎng)，設(shè)置于密封石棉網(wǎng)上方的傳輸紐帶以及抽風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)料漏斗接受洗脫室下部物料，抽 風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)管道與單向氣閥活塞將蒸氣單向輸送至恒溫冷凝分餾器。
[0011]更優(yōu)選的，傳輸紐帶由片狀不銹鋼制成。
[0012] 優(yōu)選的，洗脫室與恒溫蒸餾器之間設(shè)置有分液連通管。
[0013] 本發(fā)明的另一目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種硝酸型退錫廢液的分 離方法，使用上述的硝酸型退錫廢液的洗脫裝置，包括有以下步驟： (1) 往洗脫罐加入硝酸型退錫廢液； (2) 往恒溫蒸餾器加入洗脫劑，加熱控制溫度在75~95°C產(chǎn)生洗脫劑蒸氣，洗脫劑蒸氣 從管道經(jīng)單向氣閥活塞注入洗脫罐； (3) 進(jìn)入洗脫罐的洗脫劑熱蒸氣加快洗脫罐內(nèi)的硝酸型退錫廢液陳化； (4) 待洗脫罐底部聚集一定的錫酸絮凝膠狀物，真空栗把錫酸絮凝膠狀物抽至干燥流 化床； (5) 干燥流化床內(nèi)加熱干燥錫酸絮凝膠狀物并收集錫酸固體，蒸氣輸送至恒溫冷凝分 餾器，恒溫冷凝分餾器的下部溫度控制在70~80°C，冷卻分離收集硝酸溶液，洗脫劑回收至 恒溫蒸餾器。
[0014] 優(yōu)選的，步驟(3)中，洗脫罐與恒溫蒸餾器之間設(shè)置有分液連通管，在洗脫劑蒸氣 與洗脫罐內(nèi)的硝酸型退錫廢液陳化5~7小時(shí)，洗脫罐液面高于分液連通管的管口時(shí)，打開(kāi)分 液連通管的閥門(mén)使得洗脫罐上層清液流回至恒溫蒸餾器，待液面降至分液連通管的管口關(guān) 閉閥門(mén)。
[0015] 優(yōu)選的，還包括步驟(6)待恒溫蒸餾器內(nèi)液面下降至容量三分之一時(shí)，恒溫蒸餾器 停止加熱，并從恒溫蒸餾器底部放出硝酸鹽溶液。
[0016] 本發(fā)明的有益效果： 一種硝酸型退錫廢液的洗脫裝置包括有恒溫冷凝分餾器、收集罐、恒溫蒸餾器、洗脫罐 及干燥流化床，恒溫蒸餾器設(shè)置有洗脫劑進(jìn)樣口、加熱器及蒸氣出口，洗脫罐設(shè)置有多孔載 板，多孔載體將洗脫罐內(nèi)部分為蒸氣緩沖室和洗脫室，蒸氣緩沖室位于洗脫罐的下部并與 恒溫蒸餾器的蒸氣出口連通;洗脫室位于多孔載板之上，洗脫室設(shè)置有廢液入口，并且洗脫 室的下部與干燥流化床相通，干燥流化床的出氣口與恒溫蒸餾器連通；當(dāng)洗脫室盛裝溶液 后，洗脫室內(nèi)液面以上為排氣室，排氣室并與恒溫冷凝分餾器連通;恒溫冷凝分餾器與收集 罐相通。使用乙醇作為洗脫劑，通過(guò)乙醇熱蒸氣洗脫，熱蒸氣帶出退錫廢液中的水分和硝酸 分子，同時(shí)高溫加速α-錫酸陳化為β-錫酸，實(shí)現(xiàn)含錫顆粒主要以β-錫酸顆粒絮凝呈膠狀 沉降聚集在洗脫罐的底層，而硝酸和硝酸銅分布在洗脫罐的上層溶液中，隨著乙醇蒸氣的 注入，洗脫罐液面慢慢升高，錫酸絮凝膠狀物抽出至干燥流化床，加熱固化分離獲得錫酸， 實(shí)現(xiàn)一級(jí)分離；同時(shí)，利用乙醇和硝酸鹽溶液沸點(diǎn)差異，控制恒溫蒸餾器的溫度在水沸點(diǎn)以 下，蒸出的乙醇分子，待收集罐裝滿后，恒溫蒸餾器得到濃縮的硝酸銅溶液，可從恒溫蒸餾 器的下端分離出硝酸銅，實(shí)現(xiàn)二級(jí)分離;蒸餾出的水和乙醇通過(guò)恒溫冷凝分餾器，使乙醇返 回蒸餾器中循環(huán)使用，水及部分已分解的硝酸分子通過(guò)冷卻被收集在收集罐。因此，本發(fā)明 利用錫酸不溶于乙醇的性質(zhì)，不需加入助沉劑下，即可實(shí)現(xiàn)類萃取的洗脫方式分離出退錫 廢液中的錫酸、硝酸鹽和硝酸稀溶液。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)循環(huán)生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)系統(tǒng)工作，效率高、 成本低、環(huán)境效益高。
【附圖說(shuō)明】
[0017]利用附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0018]圖1是本發(fā)明的一種硝酸型退錫廢液的洗脫裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 在圖1中包括有： 100 ---〖亙溫冷凝分餾器、200-一收集罐、300---〖亙溫蒸餾器、400-一洗脫罐、 500--真空栗、600--干燥流化床； 101 ---〖亙溫冷卻室、102--分餾緩沖室、103--分餾裝置、104--二級(jí)冷卻室； 301--加熱器、302--單向氣閥活塞、303--洗脫劑進(jìn)樣口、304--分液連通管、 305--冷凝管、306--出液口； 401--廢液入口、402--蒸氣緩沖室、403--多孔載板、404--洗脫室、405--排 氣室； 601--底部加熱器、602--密封石棉網(wǎng)、603--傳輸紐帶、604--抽風(fēng)系統(tǒng)、 605--進(jìn)樣漏斗、606--單向氣閥活塞。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021] 實(shí)施例1 參見(jiàn)圖1，一種硝酸型退錫廢液的洗脫裝置包括有恒溫冷凝分餾器100、收集罐200、恒 溫蒸餾器300、洗脫罐400及干燥流化床600。
[0022] 恒溫蒸餾器300設(shè)置有洗脫劑進(jìn)樣口 303、加熱器301、蒸氣出口及下部設(shè)置有出液P306〇
[0023] 洗脫罐400設(shè)置有多孔載板403,多孔載體將洗脫罐400的內(nèi)部隔開(kāi)為蒸氣緩沖室 402和洗脫室404，蒸氣緩沖室402位于洗脫罐400的下部并與恒溫蒸餾器300的蒸氣出口連 通;洗脫室404位于多孔載板403之上，洗脫室404設(shè)置有廢液入口 401，洗脫室404與恒溫蒸 餾器300之間設(shè)置有分液連通管304,并且洗脫室404的下部與干燥流化床600相通，干燥流 化床600的出氣口與恒溫蒸餾器300連通；當(dāng)洗脫室404盛裝溶液后，洗脫室404內(nèi)液面以上 為排氣室405,排氣室405并與恒溫冷凝分餾器100連通;恒溫冷凝分餾器100與收集罐200相 通。
[0024]干燥流化床600設(shè)置有進(jìn)料漏斗、底部加熱器601、位于底部加熱器601上方的密封 石棉網(wǎng)602,設(shè)置于密封石棉網(wǎng)602上方的傳輸紐帶603以及抽風(fēng)系統(tǒng)604,進(jìn)料漏斗接受洗 脫室404下部物料，抽風(fēng)系統(tǒng)604通過(guò)管道與單向氣閥活塞606將蒸氣單向輸送至恒溫冷凝 分餾器100。
[0025] 恒溫冷凝分餾器100包括有恒溫冷卻室101、分餾緩沖室102、分餾裝置103及二級(jí) 冷卻室104,恒溫冷卻室101與洗脫罐400的排氣室405及干燥流化床600分別連通，干燥流化 床600與恒溫冷卻室101之間設(shè)置有單向氣閥活塞606;分餾緩沖室102設(shè)置于恒溫冷凝分餾 器100的下部，并且與收集罐200相通。分餾裝置103設(shè)置于恒溫冷卻室101的內(nèi)部，二級(jí)冷卻 室104設(shè)置于分餾裝置103與恒溫蒸餾器300。恒溫冷凝分餾器100由恒溫冷卻室101控制上 下端溫度差，冷卻室下端連接一個(gè)分餾緩沖室102,當(dāng)冷卻液面高出分餾緩沖室102分液口 時(shí)溢出至收集罐200，回收硝酸稀溶液;熱蒸氣經(jīng)過(guò)液恒溫冷卻室101時(shí)，由于水溶液的沸點(diǎn) 較洗脫劑乙醇的沸點(diǎn)高，控制冷卻室下端出口溫度，使得分離出乙醇共沸物經(jīng)過(guò)分餾裝置 103和二級(jí)冷卻室104,回收的洗脫劑蒸氣通過(guò)二級(jí)冷卻室104的冷凝管305插入至恒溫蒸餾 器300的溶液下，形成液封，避免恒溫蒸餾器300中蒸氣從冷凝管305溢出。
[0026] -種硝酸型退錫廢液的分離方法，使用上述的硝酸型退錫廢液的洗脫裝置，其包 括有以下步驟： (1) 往洗脫罐400加入硝酸型退錫廢液；