專利名稱：表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及一種表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，其利用納米過濾器、蒸餾器及電沉積器以循環(huán)利用待處理液中所包含的硝酸。
背景技術(shù)：
無論是液晶面板、半導(dǎo)體元件(比如集成電路)或印刷電路板(PCB)，都需要不同的濕制程以進(jìn)行特定圖案的電鍍處理、敷鍍處理、蝕刻處理或清洗處理。因此，濕制程會(huì)產(chǎn)生大量包含各種酸液的廢液，比如使用由醋酸、硝酸或氟酸所組成的混合酸液當(dāng)作蝕刻液用。通常，廢液中還包含不同的重金屬，比如銅或鎳，而這類的重金屬對(duì)于環(huán)境具有潛在危險(xiǎn)性，因此，需要進(jìn)一步處理廢液以降低或去除重金屬，藉以符合環(huán)保法規(guī)的規(guī)定。在現(xiàn)有技術(shù)中，大部分一般的濕制程業(yè)者是將所有制程的廢液集中后，交由專業(yè) 廠商利用相當(dāng)復(fù)雜的硬設(shè)備以及操作技術(shù)而代為處理。然而，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，委外處理廢液不僅增加成本，且廢液中的各種酸液是可回收利用，比如硝酸可當(dāng)作溶劑或洗劑用，而廢液中的重金屬一般價(jià)格都相當(dāng)高，不僅造成浪費(fèi)而且無法進(jìn)一步降低成本。因此，需要一種表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，利用收集儲(chǔ)存槽、奈米級(jí)過濾器、蒸餾器、冷凝器以及電沉積器形成封閉循環(huán)路徑，藉以循環(huán)利用硝酸，并分離硫酸及重金屬，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，包括收集儲(chǔ)存槽、納米級(jí)過濾器、蒸餾器、冷凝器以及電沉積器，用以分離表面處理濕制程中待處理液的硝酸、水、硫酸以及金屬雜質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到循環(huán)利用硝酸的目的。本發(fā)明的收集儲(chǔ)存槽是用以收集表面處理濕制程中的待處理液，并形成待處理儲(chǔ)存液而輸出。納米級(jí)過濾器具有納米級(jí)過濾膜，用以過濾收集儲(chǔ)存槽所輸出的待處理儲(chǔ)存液，形成不含硝酸鹽或硫酸鹽的過濾液及含有硝酸鹽或硫酸鹽的濃縮液，且過濾液被回送至收集儲(chǔ)存槽。蒸餾器接收納米級(jí)過濾器所產(chǎn)生的濃縮液，經(jīng)加熱至特定溫度后，使?jié)饪s液中的硝酸及部分的水蒸發(fā)成硝酸混合蒸氣，并留下由較高沸點(diǎn)之硫酸及金屬雜質(zhì)所組成的高沸點(diǎn)溶液。冷凝器接收硝酸混合蒸氣，并使硝酸混合蒸氣冷卻而凝結(jié)成硝酸溶液，同時(shí)回送至收集儲(chǔ)存槽。電沉積器接收蒸餾器所產(chǎn)生的高沸點(diǎn)溶液，經(jīng)電力使高沸點(diǎn)溶液中的金屬雜質(zhì)還原成金屬態(tài)而析出，同時(shí)殘留的硫酸溶液回送至蒸餾器。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)可形成封閉的循環(huán)路徑，能有效的回收待處理液中的硝酸，且以金屬態(tài)析出的金屬，都可提供其他制程應(yīng)用，尤其可輕易的整合至現(xiàn)有的表面處理濕制程設(shè)備，以提供構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便且具有相當(dāng)產(chǎn)業(yè)利用性的廢液回收處理功能。


圖I是發(fā)明表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)的示意 主要符號(hào)說明10收集儲(chǔ)存槽、20奈米級(jí)過濾器、30蒸餾器、40冷凝器、50電沉積器、G硝酸混合蒸氣、LI待處理液、L2待處理儲(chǔ)存液、L3過濾液、L4濃縮液、L5高沸點(diǎn)溶液、L6硝酸溶液、L7硫酸溶液。
具體實(shí)施例方式以下配合圖式及元件符號(hào)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方法式做更詳細(xì)的說明，俾使熟習(xí)該項(xiàng)技藝者在研讀本說明書后能據(jù)以實(shí)施。參閱圖1，本發(fā)明表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)包括收集儲(chǔ)存槽10、納米級(jí)過濾器20、蒸餾器30、冷凝器40以及電沉積器50，用以分離表面處理濕制程中待處理 液LI的硝酸、水、硫酸以及金屬雜質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到循環(huán)利用硝酸的目的。上述的金屬雜質(zhì)至少包括鎳、銅、鈷及釹中的任意一種。收集儲(chǔ)存槽10收集待處理液LI，并形成待處理儲(chǔ)存液L2。納米級(jí)過濾器20可經(jīng)由泵(圖中未顯示)對(duì)待處理儲(chǔ)存液L2的抽取而接收泵所加壓過的待處理儲(chǔ)存液L2。納米級(jí)過濾器20具有至少一納米級(jí)過濾膜(圖中未顯示)，可用以過濾待處理儲(chǔ)存液L2中所包含的硝酸鹽或硫酸鹽，進(jìn)而形成不含硝酸鹽或硫酸鹽的過濾液L3及含有硝酸鹽或硫酸鹽的濃縮液L4，且過濾液L3被回送至收集儲(chǔ)存槽10。過濾液L3及濃縮液L4的流量比例可為5 :100至15 100o上述的納米級(jí)過濾膜具有多個(gè)納米級(jí)孔洞，而該納米級(jí)孔洞的有效孔徑大小為12至25奈米，因此可過濾分離納米級(jí)物質(zhì)、分子、顆粒。此外，納米級(jí)過濾膜可由聚倫氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)構(gòu)成。蒸餾器30接收納米級(jí)過濾器20所產(chǎn)生的濃縮液L4，且濃縮液L4經(jīng)蒸餾器30加熱至特定溫度后，使其中的硝酸及部分的水蒸發(fā)成硝酸混合蒸氣G，并留下由較高沸點(diǎn)之硫酸及金屬雜質(zhì)所組成的高沸點(diǎn)溶液L5。蒸餾器的工作溫度可為115°C至125°C之間，藉以使蒸懼器30產(chǎn)生一般所謂的共沸蒸懼(Azoetropic Distillation)作用，而讓水及硝酸一起蒸發(fā)。冷凝器40接收硝酸混合蒸氣G，并使硝酸混合蒸氣G冷卻而凝結(jié)成硝酸溶液L6，且硝酸溶液L6被回送至收集儲(chǔ)存槽10，比如可利用泵(圖中未顯示)。電鍍槽50接收蒸餾器30所產(chǎn)生的高沸點(diǎn)溶液L5，并經(jīng)外部電力而使高沸點(diǎn)溶液L5中的金屬雜質(zhì)還原成金屬態(tài)而析出，而殘留的硫酸溶液L7則進(jìn)一步回送至蒸餾器30，比如可利用泵(圖中未顯示)。電沉積器50可包括電沉積槽、第一電極及第二電極(圖中未顯示)，其中電沉積槽容置高沸點(diǎn)溶液L5，而第一電極可為陰極，并接上外部電力的負(fù)電，第二電極可為陽極，并接上外部電力的正電，因此，高沸點(diǎn)溶液L5中的金屬雜質(zhì)會(huì)在陰極產(chǎn)生還原反應(yīng)而以固體金屬態(tài)析出，進(jìn)而達(dá)到分離金屬雜質(zhì)的目的。另外，上述的待處理液也可進(jìn)一步包括檸檬酸，比如用以緩沖pH值，且該檸檬酸是與硫酸一起在本發(fā)明系統(tǒng)中形成封閉循環(huán)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于，利用收集儲(chǔ)存槽、奈米級(jí)過濾器、蒸餾器、冷凝器以及電鍍槽形成封閉的循環(huán)路徑，藉以循環(huán)利用硝酸，并分離硫酸及重金屬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用硝酸，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外的其他污泥或廢水。尤其是，本發(fā)明系統(tǒng)可直接整合至現(xiàn)有表面處理濕制程中的處理設(shè)備，簡(jiǎn)化整體流程，并改善操作效率。 需要指出的是，以上所述者僅為用以解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同的發(fā)明精神下所作有關(guān)本發(fā)明的任何修飾或變更，皆仍應(yīng)包括在本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，是用以分離表面處理濕制程中待處理液所包含的水、硝酸、硫酸以及金屬雜質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)硝酸的循環(huán)利用，其特征在于，所述的表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)包括 一收集儲(chǔ)存槽，用于收集該待處理液，并形成待處理儲(chǔ)存液； 一納米級(jí)過濾器，是經(jīng)一泵而接收該收集儲(chǔ)存槽的待處理儲(chǔ)存液，且該納米級(jí)過濾器具有至少一納米級(jí)過濾膜，用以過濾該待處理儲(chǔ)存液，形成不含硝酸鹽的過濾液以及含有硝酸鹽的濃縮液，且該過濾液被回送至該收集儲(chǔ)存槽； 一蒸餾器，用于接收該濃縮液，經(jīng)加熱至一特定溫度后，使該濃縮液中的硝酸及部分的水蒸發(fā)而形成硝酸混合蒸氣，并留下由較高沸點(diǎn)的硫酸及金屬雜質(zhì)所組成的高沸點(diǎn)溶液； 一冷凝器，用于接收硝酸混合蒸氣，并使該硝酸混合蒸氣冷卻而凝結(jié)成硝酸溶液，同時(shí)硝酸溶液被回送至該收集儲(chǔ)存槽；以及 一電沉積器，用于接收該蒸餾器所產(chǎn)生的高沸點(diǎn)溶液，經(jīng)電力使該高沸點(diǎn)溶液中的金屬雜質(zhì)還原成金屬態(tài)而析出，同時(shí)殘留的硫酸溶液被回送至該蒸餾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述的金屬雜質(zhì)至少包括鎳、銅、鈷及釹中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述的納米級(jí)過濾膜是由聚倫氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride, PVDF)構(gòu)成,且該納米級(jí)過濾膜具有多個(gè)納米級(jí)孔洞，而納米級(jí)孔洞的有效孔徑大小為12至25納米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述的過濾液及濃縮液的流量比例為5 :100至15 :100。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述的蒸餾器的工作溫度為115°C至125°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述的待處理液進(jìn)一步包括檸檬酸，且檸檬酸是與硫酸溶液一起循環(huán)。
全文摘要
一種表面處理濕制程中硝酸的循環(huán)利用系統(tǒng)，包括收集儲(chǔ)存槽、納米級(jí)過濾器、蒸餾器、冷凝器及電沉積器，用以分離表面處理濕制程中待處理液的硝酸、水、硫酸以及金屬雜質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到循環(huán)利用硝酸的目的，其中收集儲(chǔ)存槽系收集待處理液，納米級(jí)過濾器分離待處理液的硝酸鹽或硫酸鹽而形成過濾液及濃縮液，蒸餾器將濃縮液分離成硝酸混合蒸氣以及由硫酸及金屬雜質(zhì)所組成的高沸點(diǎn)溶液，冷凝器冷卻硝酸混合蒸氣而形成硝酸溶液，并回送至收集儲(chǔ)存槽，電沉積器經(jīng)電力使高沸點(diǎn)溶液中的金屬雜質(zhì)還原成金屬態(tài)而析出，同時(shí)殘留的硫酸溶液回送至蒸餾器。
文檔編號(hào)C02F9/06GK102730891SQ20121027362
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者上野山衛(wèi), 傅新民, 張芳淑, 林詩(shī)詮, 薛慕棨, 許學(xué)晃 申請(qǐng)人:華夏新資源有限公司