專利名稱：酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢蝕刻液的處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)過程中(如PCB行業(yè)等)，酸性蝕刻是一種常見的蝕刻方式。在蝕刻過程中，酸性蝕刻液中的銅濃度或者亞銅離子濃度增加到某一值時(shí)，蝕刻液就不能穩(wěn)定、快速地蝕刻銅箔，此時(shí)成為蝕刻廢液。酸性蝕刻廢液是含有大量、多種被重金屬污染后的強(qiáng)酸溶液，該溶液屬于強(qiáng)酸、高濃度重金屬污染的危險(xiǎn)廢物，對(duì)酸性蝕刻廢液進(jìn)行再生處理是一種經(jīng)濟(jì)的方法。酸性蝕刻廢液的再生處理包括化學(xué)再生法和電化學(xué)再生法。化學(xué)再生法，即子液再生法，如雙氧水再生法，氯酸鈉再生法或空氣氧化再生法。雙氧水再生法再生速率快，排出的蝕刻液較少，但是雙氧水的穩(wěn)定性較差，操作不好會(huì)引起爆炸。氯酸鈉再生法穩(wěn)定性高，但排出的蝕刻廢液較多，而且這種含鹽的蝕刻廢液難以回收利用?？諝庋趸偕m然可行，但氧化速度慢、效率低并且設(shè)備幾何尺寸特別大。如果采用萃取一電積方法，這種方法破壞了酸性蝕刻液的組成，蝕刻液的效能顯著降低，另外萃后的酸性廢液仍然還要加入大量氯酸鈉溶液以提高氧化還原電位，這種方法大大增加了蝕刻液的體積，通常比化學(xué)再生法的體積多50%，即依然對(duì)外排放廢液。綜上所述，現(xiàn)有的再生處理方法均對(duì)外排放廢液， 因此增加了儲(chǔ)存、運(yùn)輸和回收處理的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題在于提供一種不需要再添加諸如強(qiáng)氧化劑物質(zhì)(如氯酸鈉、雙氧水)、有機(jī)物質(zhì)(萃取劑與煤油的混合物)，且不對(duì)外排放廢液的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，包括電解槽，電解槽中間設(shè)有將電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)的異相或均相離子陽膜，陽極區(qū)中設(shè)有正電極，陰極區(qū)中設(shè)有負(fù)電極，所述的陽極區(qū)設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道接有再生液混合槽；所述的陰極區(qū)通過管道與銅粉分離機(jī)形成循環(huán)以分離銅粉，陰極區(qū)設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道與再生液混合槽連接；所述的再生液混合槽的出口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻液入口相接。所述的陽極區(qū)和陰極區(qū)的蝕刻廢液入口管道中設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置。所述的溫度調(diào)節(jié)裝置由電加熱管和冷凍水管組成。所述的管道中設(shè)有抽送液體的循環(huán)泵浦。所述的正電極是由鈦板和鍍?cè)阝伆迳系馁F金屬氧化層構(gòu)成。
所述的負(fù)電極是由經(jīng)表面活化處理的底阻耐腐蝕金屬板構(gòu)成。所述的溫度調(diào)節(jié)裝置將蝕刻廢液的溫度控制在40-52°C之間。由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用異相或均相離子膜分離技術(shù)及特殊的電化學(xué)技術(shù)等物理和化學(xué)過程作用下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)酸蝕刻廢液的循環(huán)再生利用。陽極區(qū)中的低價(jià)重金屬離子在正電極的作用下被氧化成高價(jià)的金屬離子而恢復(fù)溶液的氧化性能，使強(qiáng)酸蝕刻廢液得到再生，再生后的溶液可取代新的強(qiáng)酸溶液用泵浦直接送返生產(chǎn)線循環(huán)使用；同時(shí)，陽極區(qū)中的金屬離子經(jīng)異相離子膜進(jìn)入到陰極區(qū)中，在電極的陰極區(qū)被泵入含有重金屬離子的稀溶液并不斷地進(jìn)行循環(huán)，在電極的作用下金屬離子被還原成粉狀高純金屬，經(jīng)銅粉分離機(jī)分離后而回收重金屬資源。本發(fā)明的再生過程不需要再添加諸如強(qiáng)氧化劑物質(zhì)(如氯酸鈉、雙氧水)、有機(jī)物質(zhì)(萃取劑與煤油的混合物)等，其環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益均可最大化，本發(fā)明特別適用與蝕刻生產(chǎn)線連動(dòng)作業(yè)。


圖1是酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，包括電解槽1，電解槽1中間設(shè)有將電解槽1分隔為陽極區(qū)11和陰極區(qū)12的異相或均相離子陽膜2，異相或均相離子陽膜是加強(qiáng)型異相或均相離子陽膜，異相或均相離子陽膜可供陽離子通過，異相或均相離子陽膜分隔陽極區(qū)與陰極區(qū)，目的是保證二個(gè)區(qū)的離子濃度保持相對(duì)穩(wěn)定。陽極區(qū)11中設(shè)有正電極3，陰極區(qū)12中設(shè)有負(fù)電極4，所述的陽極區(qū)11設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)9的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道接有再生液混合槽5 ；所述的陰極區(qū)12通過管道與銅粉分離機(jī)6形成循環(huán)以分離銅粉，陰極區(qū)12設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)9的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道與再生液混合槽5連接；所述的再生液混合槽5的出口通過管道與蝕刻機(jī)9的蝕刻液入口相接。本發(fā)明提供利用一組特殊的電解槽并用異相或均相離子陽膜分隔出陽極區(qū)、陰極區(qū)，廢強(qiáng)酸離子液體用泵浦從生產(chǎn)線廢液槽(經(jīng)過溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng))進(jìn)入陽極區(qū)與循環(huán)流動(dòng)的廢蝕刻液混合；電解過程中電解池中的低價(jià)金屬陽離子(Cu+)得到電子被氧化成高價(jià)陽離子(Cu2+)而恢復(fù)其氧化性能，從而使陽極液恢復(fù)氧化性能而得到再生，具體反應(yīng)式如下
Cu+ + e = Cu2+。通過陽極區(qū)的再生液用泵浦與生產(chǎn)線進(jìn)行連通可以實(shí)現(xiàn)再生液的循環(huán)利用，節(jié)約了大量的化工資源及費(fèi)用。陰極區(qū)是由包含較多蝕刻金屬的離子的酸性溶液組成。陰極區(qū)溶液中的金屬離子 (Cu2+、Cu+)隨著電解的進(jìn)行，金屬離子會(huì)失去電子形成金屬(Cu)粉末而落入池底，具體反應(yīng)式如下Cu2+ - 2e = CuO0形成金屬(Cu)粉末后，會(huì)使得陰極區(qū)的金屬離子濃度會(huì)不斷下降，本技術(shù)采用加入適量含有大量金屬離子的廢蝕刻液來保持離子濃度。
通過陰極液在不斷循環(huán)過程中將金屬粉末分離開來而達(dá)到回收金屬的目的，貴金屬可以再生利用并獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。所述的陽極區(qū)11和陰極區(qū)12的蝕刻廢液入口管道中設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置8。所述的溫度調(diào)節(jié)裝置8由電加熱管和冷凍水管組成。溫度調(diào)節(jié)裝置8通過低溫冷凍水和鈦加熱管來調(diào)節(jié)強(qiáng)酸溶液達(dá)到一定的溫度。所述的溫度調(diào)節(jié)裝置將蝕刻廢液的溫度控制在40-52°C 之間。對(duì)進(jìn)入陽極區(qū)和陰極區(qū)的溶液均進(jìn)行溫度控制，可以保證電解過程有較高的電效。所述的管道中設(shè)有抽送液體的循環(huán)泵浦7，循環(huán)泵浦與相對(duì)應(yīng)的管道進(jìn)行連接，使廢液再生與蝕刻生產(chǎn)線形成循環(huán)回路。所述的正電極3是由鈦板和鍍?cè)阝伆迳系馁F金屬氧化層構(gòu)成，所述的負(fù)電極4是由經(jīng)表面活化處理的底阻耐腐蝕金屬板構(gòu)成，這樣在電解過程有較高的電效。在本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中，控制好陽極區(qū)11和陰極區(qū)12中的溶液的金屬離子濃度， 以及采用較大的電流密度進(jìn)行電解時(shí)有利于粉末金屬的形成，也有利于金屬粉末與陰極液分離。本發(fā)明可處理的污廢強(qiáng)酸離子液體主要包括酸性金屬蝕刻后廢液，例如金屬表面清洗、金屬表面的雕刻、印刷線路板制造行業(yè)的銅酸性蝕刻廢液等的再生利用?？傊景l(fā)明雖然例舉了上述優(yōu)選實(shí)施方式，但是應(yīng)該說明，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變化和改型，除非這樣的變化和改型偏離了本發(fā)明的范圍，否則都應(yīng)該包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于包括電解槽(1)，電解槽(1) 中間設(shè)有將電解槽(1)分隔為陽極區(qū)(11)和陰極區(qū)(12)的異相或均相離子陽膜(2)，陽極區(qū)(11)中設(shè)有正電極(3)，陰極區(qū)(12)中設(shè)有負(fù)電極(4)，所述的陽極區(qū)(11)設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道接有再生液混合槽(5);所述的陰極區(qū)(12)通過管道與銅粉分離機(jī)(6)形成循環(huán)以分離銅粉，陰極區(qū)(12)設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道與再生液混合槽(5)連接；所述的再生液混合槽(5)的出口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻液入口相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于所述的陽極區(qū)(11)和陰極區(qū)(12 )的蝕刻廢液入口管道中設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置(8 )。
3.按照權(quán)利要求2所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié)裝置(8)由電加熱管和冷凍水管組成。
4.按照權(quán)利要求1或2或3所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于 所述的管道中設(shè)有抽送液體的循環(huán)泵浦(7)。
5.按照權(quán)利要求1或2或3所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于 所述的正電極(3)是由鈦板和鍍?cè)阝伆迳系馁F金屬氧化層構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1或2或3所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于 所述的負(fù)電極(4)是由經(jīng)表面活化處理的底阻耐腐蝕金屬板構(gòu)成。
7.按照權(quán)利要求2或3所述的酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置，其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié)裝置將蝕刻廢液的溫度控制在40-52°C之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酸性蝕刻液循環(huán)再生與銅回收裝置。其包括電解槽，電解槽中間設(shè)有將電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)的異相或均相離子陽膜，陽極區(qū)中設(shè)有正電極，陰極區(qū)中設(shè)有負(fù)電極，所述的陽極區(qū)設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道接有再生液混合槽；所述的陰極區(qū)通過管道與銅粉分離機(jī)形成循環(huán)以分離銅粉，陰極區(qū)設(shè)有蝕刻廢液入口和再生液出口，蝕刻廢液入口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻廢液出口相接，再生液出口通過管道與再生液混合槽連接；所述的再生液混合槽的出口通過管道與蝕刻機(jī)的蝕刻液入口相接。本發(fā)明的再生過程的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益均可最大化。
文檔編號(hào)C25C1/12GK102286746SQ20111025298
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者張華 , 方志榮, 賀光明 申請(qǐng)人:廣州市吉弛環(huán)保科技有限公司