專利名稱：印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及原材料的回收利用領(lǐng)域，尤其是涉及一種印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)電子工業(yè)年增長(zhǎng)率超過(guò)20%，帶動(dòng)了印刷電路板((PCB)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā) 展，我國(guó)已成為世界最大的PCB生產(chǎn)中心。而蝕刻工藝又是目前制造PCB過(guò)程中必不可少 的一個(gè)重要步驟，在印刷電路板生產(chǎn)過(guò)程中通常用酸性和堿性蝕刻工藝生產(chǎn)電路板，這些 企業(yè)每年要產(chǎn)生大量的腐蝕廢液。其中，酸性蝕刻液有鹽酸、鹽酸+氯酸鈉、鹽酸+雙氧水等工藝，酸性蝕刻廢液的主 要成分為CuCl2, HCl, NH4Cl或NaCl等，其中銅含量為100 145g/L，酸度為1 4N，密度 為 1. 2 1. 4g/ml。目前，廢酸性蝕刻液回收銅有如下幾種方法1、置換法；此方法是在酸性蝕刻廢液中投入生鐵粉，利用鐵離子的活性置換金屬 銅，該法在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)發(fā)熱并蒸發(fā)產(chǎn)生大量的水蒸氣和氛氣，置換完成后須排放大量廢 水，其排放的廢水中含有大量鹽及Cl，污染環(huán)境。蝕刻液也無(wú)法再生，造成了浪費(fèi)。2、稀釋中和萃取法此方法是在酸性蝕刻液有鹽酸、鹽酸+氯酸鈉、鹽酸+雙氧水 等工藝蝕刻廢液中投入大量的NaOH或氨水，中和到pH = 2-3時(shí)進(jìn)行萃取銅也含有大量的 該法雖然不產(chǎn)生氯氣，但會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，設(shè)備基本投資大、氨水消耗量大。3、隔膜電解法此方法是采用活性耐Cl—陽(yáng)極對(duì)酸性蝕刻廢液進(jìn)行隔膜電解，電解 回收的金屬銅是粉狀，但電解鹽酸溶液時(shí)產(chǎn)生大量的氫氣和氯氣，危險(xiǎn)性極高，且陽(yáng)極消耗 非?？欤a(chǎn)運(yùn)行成本極高。4、硫酸萃取蒸餾法此方法是在酸性蝕刻廢液中加入硫酸高溫蒸餾，利用硫酸與 鹽酸的沸點(diǎn)不同蒸餾分離回收HCl并生產(chǎn)硫酸銅，該法需加入大量的硫酸將CuCl置換成硫 酸銅，由于硫酸銅屬化工產(chǎn)品，需要有專門(mén)的化工生產(chǎn)資質(zhì)，線路板生產(chǎn)企業(yè)不具備生產(chǎn)資 格。以上四種廢酸性蝕刻液回收銅的方法存在各種不同的弊端，不利用應(yīng)用到生產(chǎn) 中。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種印制板 酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，利用該裝置不向外排出廢液且能有效回收廢液中的銅， 并能將廢液再生利用。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，提出一種印制板酸性蝕刻廢液 的銅回收裝置，該裝置包括一套固液分離裝置，電流控制裝置，陰極液循環(huán)槽和電解槽，該 固液分離裝置與電解槽分別通過(guò)管道連接，其中所述的電解槽通過(guò)一離子隔膜將其分為陰極室和陽(yáng)極室，該陰極室和陽(yáng)極室內(nèi)分別設(shè)置有陰極板和陽(yáng)極板，該陰極板和陽(yáng)極板分別與電流控制裝置連接；所述的回收系統(tǒng)通過(guò)管道連接形成閉路循環(huán)系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供一種印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置， 其通過(guò)在電解槽里設(shè)置離子隔膜，將電解槽分為陽(yáng)極室與陰極室，當(dāng)廢液進(jìn)入陽(yáng)極室，在離 子膜的阻隔和壓力的作用下，只有亞銅離子和水進(jìn)入陰極室，各室內(nèi)的液體在分別的極板 作用下發(fā)生電解反應(yīng)，在陰極室內(nèi)析出銅，通過(guò)過(guò)濾裝置回收銅米，陰極液進(jìn)入陰極液循環(huán) 槽，該陰極液循環(huán)槽與電解槽形成閉路循環(huán)，該方案使廢液再生利用，同時(shí)降低了銅離子的 產(chǎn)生，達(dá)到了回收銅的目的。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的回收裝置平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的酸性蝕刻液的回收再生工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合各附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。如圖1所示，其是本實(shí)用新型實(shí)施例的回收裝置結(jié)構(gòu)平面示意，提供一種印制板 酸性蝕刻廢液的銅回收裝置，該裝置包括電解槽1，固液分離裝置2，電流控制裝置(圖中 未示出)和陰極液存儲(chǔ)槽3，電流控制裝置與電解槽1電極板(圖中未示出)使用導(dǎo)線連 接在一起，固液分離裝置2和陰極液存儲(chǔ)槽3與電解槽1也通過(guò)管道連接在一起，所述的 電解槽1通過(guò)一離子隔膜將其分為陰極室7和陽(yáng)極室8，該陰極室7和陽(yáng)極室8內(nèi)分別設(shè) 置有陰極板和陽(yáng)極板(圖中未示出)，該陰極板和陽(yáng)極板分別與電流控制裝置連接，所述的 陰極板和陽(yáng)極板為鈦質(zhì)材料制成，陽(yáng)極板的表面涂有鉬族金屬活性涂層。本實(shí)施例中，所述 的離子隔膜是陽(yáng)離子膜，由于陽(yáng)離子膜帶負(fù)電荷，雖然原來(lái)的游離正離子受水分子作用解 離到水中，但在膜外我們通電通過(guò)電場(chǎng)作用，帶有正電荷的陽(yáng)離子就可以通過(guò)陽(yáng)離子膜，而 陰離子因?yàn)橥耘懦舛荒芡ㄟ^(guò)，所以該陽(yáng)離子膜具有選擇透過(guò)性。在系統(tǒng)運(yùn)行前電解槽 1中的陰極室7和陽(yáng)極室8都充滿了經(jīng)過(guò)過(guò)濾酸性蝕刻液，開(kāi)機(jī)后，陰極室7使用比重測(cè)量 儀保證其室中的酸性蝕刻液的比重在1. 1 1. 3g/ml,當(dāng)銅離子被電解出后比重下降，輸送 裝置就會(huì)往其注入廢酸性蝕刻液而保證其比重控制在1. 1 1. 3g/ml范圍內(nèi)。剩余的酸性 蝕刻液都注入陽(yáng)極室8中，在膜外我們通電通過(guò)電場(chǎng)作用，帶有正電荷的陽(yáng)離子就可以通 過(guò)陽(yáng)離子隔膜，而陰離子因?yàn)橥耘懦舛荒芡ㄟ^(guò)，所以具有選擇透過(guò)性，而達(dá)到降低銅離 子的作用。當(dāng)酸性蝕刻廢液進(jìn)入陽(yáng)極時(shí)，陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e — Cu ；Cu2++e — Cu+ ； Cu++e — Cu ；陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為Cu+-e — Cu2+。本實(shí)用新型實(shí)施例的裝置起到酸性廢蝕刻 液再生的作用，同時(shí)還降低銅離子，達(dá)到了回收銅的目的。本實(shí)用新型實(shí)施例所述的回收裝置所述的陰極板和陽(yáng)極板為鈦質(zhì)材料制成，陽(yáng)極 板的表面涂有鉬族金屬活性涂層，電解槽內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，不會(huì)有氯氣和氫氣析出，環(huán)保 性能較好。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例回收裝置所述的包括陰極、陽(yáng)極液混合槽4，該混 合槽4與電解槽1和陰極液存儲(chǔ)槽3通過(guò)管道相連接，所述的陰極液存儲(chǔ)槽3 —端與固液 分離裝置2連接，另一端通過(guò)管道與電解槽1連接。當(dāng)在電解槽1內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)結(jié)束后， 陽(yáng)極液進(jìn)入到該陰極、陽(yáng)極液混合槽4內(nèi)，所述的陰極室內(nèi)的陰極液經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置2過(guò)濾后進(jìn)入陰極液存儲(chǔ)槽3，通過(guò)在該陰極、陽(yáng)極液混合槽4內(nèi)進(jìn)行混合后，進(jìn)入蝕刻生產(chǎn)線6再利
用。 本實(shí)施例中，所述的陰極液存儲(chǔ)槽3與電解槽1之間還可以設(shè)置一液位控制裝置， 通過(guò)液位控制裝置控制液位上升而溢流出，陰極液進(jìn)入到陰極、陽(yáng)極液混合槽4中。本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述的回收裝置還包括一過(guò)濾泵5，通過(guò)過(guò)濾泵5把存儲(chǔ)的 廢酸性蝕刻液抽入本裝置，該過(guò)濾泵5同時(shí)起到過(guò)濾廢液中固體雜質(zhì)和結(jié)晶物的作用，以 免對(duì)系統(tǒng)后續(xù)設(shè)備和裝置造成破壞。如圖2所示，其為本實(shí)用新型實(shí)施例的酸性蝕刻廢液的回收再生工藝流程示意 圖，該方法具體過(guò)程如下(1)通過(guò)過(guò)濾泵5把存儲(chǔ)的廢酸性蝕刻液抽入本裝置，過(guò)濾泵5中的過(guò)濾輸送裝置 使用的過(guò)濾棉芯為10-30英寸的規(guī)格即可。(2)將上述過(guò)濾后的廢液進(jìn)入管道進(jìn)入到電解槽1，電解槽1中設(shè)置有離子隔 膜，廢液在電解槽1中進(jìn)行隔膜電解，陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e — Cu ；Cu2++e — Cu+ ； Cu++e — Cu ；陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為Cu+-e — Cu2+，本方法有較高的Cu+轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2+的過(guò)程，然 后才是高效的金屬銅的提取，即高電流效率和高純度的金屬銅。該方法采用高級(jí)氧化技術(shù) 結(jié)合特種提銅技術(shù)實(shí)現(xiàn)蝕刻液再生，再生效率、沉銅效率將提高到95%。另外，陰極室7和 陽(yáng)極室8內(nèi)的陰極板和陽(yáng)極板使用鈦材質(zhì)，或在其上涂覆一層鈦層，或使用不銹鋼材質(zhì)等， 可將氯氣和氫氣析出量降到最低。此電解槽的操作參數(shù)為蝕刻液的輸入量為500_1300L/h，優(yōu)選700_1100L/h，進(jìn) 一步優(yōu)選為800L/h ；電流的控制范圍為900-1800A。其中電流的控制是由于氧化還原值 進(jìn)行調(diào)整的，當(dāng)氧化還原電位低于460mv時(shí)，點(diǎn)解電源打開(kāi)進(jìn)行電解，當(dāng)氧化還原電位高于 560mv時(shí)，點(diǎn)解電源關(guān)閉?？墒钱?dāng)點(diǎn)解的電流達(dá)到1600A時(shí)氧化還原值還是低于460mv，就 減小流量。故流量、氧化還原電位值、電流三個(gè)參數(shù)是同時(shí)作用，保證系統(tǒng)正常平穩(wěn)的工作。(3)上述電解后通過(guò)砂泵把含銅粉的陰極液抽入固液分離設(shè)備2，此裝置的作用 是進(jìn)行固液分離，固體銅粉進(jìn)行回收清潔，液體泵入陰極液存儲(chǔ)槽3中，此處可使用離心機(jī) 進(jìn)行固液分離。(4)為了保證陰極室7中的液位和陰極液濃度的均勻性，陰極液存儲(chǔ)槽3和陰極室 7之間保持液體循環(huán)狀態(tài)。(5)液體進(jìn)入陰極液存儲(chǔ)槽3，為了保證陰極室7中的比重控制范圍在1. 1 1.3g/L，而添加的廢酸性蝕刻液，通過(guò)比重計(jì)或液位控制裝置，使液位上升而溢流出，陰極 液進(jìn)入到陰極、陽(yáng)極液混合槽4中。(6)在陰極、陽(yáng)極液混合槽4中對(duì)陰極和陽(yáng)極液進(jìn)行混合，通過(guò)比重計(jì)、酸度表和 氧化還原值測(cè)量表等儀表來(lái)控制混合的比例，比重控制范圍為1. 2 1. 3，酸度控制范圍 1. 5 2. 5N ；氧化還原值控制范圍為300 600mv使混合液能達(dá)到生產(chǎn)指標(biāo)。(7)把混合液泵入酸性蝕刻生產(chǎn)線再利用。本實(shí)用新型實(shí)施例主要是利用不同離子電極反應(yīng)的電極電位差來(lái)進(jìn)行控制和實(shí) 現(xiàn)銅的回收與蝕刻液的再生循環(huán)利用，離子隔膜將電解槽分為陽(yáng)極室和陰極室，以酸性蝕 刻廢液中Cu+高于Cu2+為陰極液，電積銅后低銅液為Cu+為陽(yáng)極液，陽(yáng)極電解氧化后Cu+變 為Cu2+進(jìn)入蝕刻循環(huán)系統(tǒng)。[0032]此系統(tǒng)的流量存在以下幾個(gè)平衡進(jìn)入系統(tǒng)的廢液=進(jìn)入陰極室的廢液+進(jìn)入陽(yáng)極室的廢液；進(jìn)入陰極室的廢液=溢流入混合室的陰極液；陽(yáng)極室的電解液+溢流進(jìn)混合 室的陰極液=進(jìn)入此系統(tǒng)的總量。此系統(tǒng)形成一個(gè)密閉的循環(huán)系統(tǒng)，不需添加任何其他物 料，就能達(dá)到再生酸性蝕刻液和得到高經(jīng)濟(jì)價(jià)值銅的目的。酸性蝕刻液的電化學(xué)再生，是一種在線的再生方法，不但使蝕刻液恢復(fù)原有的蝕 刻效能，而且同時(shí)產(chǎn)出具有商業(yè)價(jià)值的金屬銅粉，該方法不加入任何物料，幾乎不排出任何 廢液、廢氣，屬于綠色環(huán)保工藝，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，是印制電路板制造業(yè)非常實(shí)用的技 術(shù)。使用本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)及再生方法，有下列優(yōu)勢(shì)1、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單一步電解回收銅并使酸性蝕刻廢液得到再生，稍作調(diào)整即可再 蝕刻循環(huán)利用；2、工藝過(guò)程無(wú)“三廢”排放，滿足清潔生產(chǎn)工藝的要求電解過(guò)程陰極析銅，陽(yáng)極為 氧化反應(yīng)，無(wú)氯氣等污染氣體產(chǎn)生，生產(chǎn)中無(wú)廢液排放；3、除一次性設(shè)備投資外，生產(chǎn)中幾乎不消耗其他化學(xué)試劑，生產(chǎn)成本低；4、設(shè)備占地面積小，電流密度大、產(chǎn)能高、處理量可大可小，易于推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型之實(shí)施，并不限于以上最佳實(shí)施例所公開(kāi)的方式，凡基于上述設(shè)計(jì)思 路，進(jìn)行簡(jiǎn)單推演與替換，得到的具體的回收裝置，都屬于本實(shí)用新型的實(shí)施。
權(quán)利要求一種印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，該系統(tǒng)包括一套固液分離裝置，電流控制裝置和電解槽，該固液分離裝置與電解槽分別通過(guò)管道連接，其特征在于所述的電解槽通過(guò)一離子隔膜將其分為陰極室和陽(yáng)極室，該陰極室和陽(yáng)極室內(nèi)分別設(shè)置有陰極板和陽(yáng)極板，該陰極板和陽(yáng)極板分別與電流控制裝置連接；所述的回收系統(tǒng)通過(guò)管道連接形成閉路循環(huán)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，其特征在于所述 的陰極板和陽(yáng)極板為鈦質(zhì)材料制成，陽(yáng)極板的表面涂有鉬族金屬活性涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，其特征在于所述 的回收系統(tǒng)包括陰極液存儲(chǔ)槽，該陰極液存儲(chǔ)槽一端與固液分離設(shè)備連接，另一端與電解 槽連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，其特征在于所述 的陰極液存儲(chǔ)槽與電解槽之間包括一液位控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，其特征在于所述 的回收系統(tǒng)還包括混合槽，該混合槽與電解槽和陰極液存儲(chǔ)槽通過(guò)管道相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，其特征在于所述 的回收裝置還包括一過(guò)濾泵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及印制板酸性蝕刻廢液再生及銅回收裝置，包括一套固液分離裝置，電流控制裝置和電解槽，該固液分離裝置與電解槽分別通過(guò)管道連接，所述的電解槽通過(guò)一離子隔膜將其分為陰極室和陽(yáng)極室，該陰極室和陽(yáng)極室內(nèi)分別設(shè)置有陰極板和陽(yáng)極板，該陰極板和陽(yáng)極板分別與電流控制裝置連接；所述的回收系統(tǒng)通過(guò)管道連接形成閉路循環(huán)系統(tǒng)；所述的陰極循環(huán)槽與電解槽通過(guò)管道連接并形成閉路循環(huán)，其通過(guò)在電解槽里設(shè)置離子隔膜，將電解槽分為陽(yáng)極室與陰極室，當(dāng)廢液進(jìn)入陽(yáng)極室，廢液各室內(nèi)的液體在分別的極板作用下發(fā)生電解反應(yīng)，在陰極室內(nèi)析出銅，通過(guò)過(guò)濾裝置回收銅，陰極液進(jìn)入陰極液回收裝置再生利用，降低了銅離子的產(chǎn)生，達(dá)到回收銅的目的。
文檔編號(hào)C23F1/16GK201614411SQ20092020507
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者王紅華 申請(qǐng)人:王紅華