專利名稱：從酸性蝕刻液中回收銅的方法及其專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從酸性蝕刻液中回收銅的方法及其專用裝置，屬于廢液資源化處理和有色金屬回收領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，印刷線路板加工過程中銅蝕刻廢液排放量日益增大。廢液含銅量達(dá)IOOg/ I以上，如不能很好回收利用，將導(dǎo)致銅資源的大量流失和對環(huán)境的嚴(yán)重污染。采用電解法處理酸性蝕刻廢液，可以在陰極沉積回收銅，而且基本沒有污染廢氣排出，是蝕刻廢液處理的研究熱點。酸性蝕刻廢液回收利用的方法包括兩類一類是金屬銅或銅鹽的回收，包括銅、氧化銅、氧化亞銅、硫酸銅、氯化亞銅和堿式氯化銅等的回收；另一類是采用電解法對酸性再生液的回收。金屬置換法提銅、中和酸溶法制備硫酸銅因方法簡單、投資少，在小企業(yè)中應(yīng)用較多；酸性蝕刻廢液、堿性蝕刻廢液自中和法制備堿式氯化銅經(jīng)濟、高效，可大規(guī)模應(yīng)用，已成為當(dāng)前大型印制電路板制造企業(yè)回收利用蝕刻廢液的優(yōu)選方法。電解法不僅產(chǎn)出具有商業(yè)價值的銅，而且產(chǎn)生的廢氣無污染，已經(jīng)成為印制電路板制造企業(yè)的首選方法?，F(xiàn)有的電解法及其裝置回收銅電解效率低，回收金屬銅的純度差，有污染廢氣排出，實際應(yīng)用受到影響。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、成本低廉、無污染、回收金屬銅的純度高、電解效率高的從酸性蝕刻液中回收銅的方法及其專用裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案一種從酸性蝕刻液中回收銅的方法，包括以下步驟將布有陽離子交換膜的陽極室插入電解槽中，在電解槽中加入Cu2+濃度為20— 35g/l的酸性蝕刻液，在陽極室中加入質(zhì)量比為20— 25%的稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板，以無涂層鈦板為陰極電解板，陰極電解板、陽極電解板分別插入電解槽、陽極室中并分別與直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極、正極連接，陽極電解板與陰極電解板的間距為50— 100mm，電化學(xué)處理的溫度為25±5°C，直流穩(wěn)壓電源的電壓為3. 6—4. 2V，電流密度為600—800A/m2，電解兩個小時后，當(dāng)Cu2+濃度降到小于20g/l，溢流出一部分體積的蝕刻液，將溢流出來的蝕刻液返回高銅溶度的酸性蝕刻液中，增強其酸性和氧化性，提高其氧化還原電位，減少鹽酸物料的添加，同時再向電解槽中補加相同體積的酸性蝕刻液，使電解槽中Cu2+濃度維持在20g/l以上，如此循環(huán)便在陰極電解板上析出金屬銅，陽極室中的水氧化產(chǎn)生氧氣和氫離子，氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入電解槽中補充失去的銅離子，并與氯離子結(jié)合生成鹽酸?！N從酸性蝕刻液中回收銅的專用裝置，包括電解槽，置于電解槽中的陽極室，在陽極室中布置有陽離子交換膜，在陽極室中盛放稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板，電解槽中盛放酸性蝕刻液，以無涂層鈦板為陰極電解板，陰極電解板、陽極電解板分別插入電解槽、陽極室中并與直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極、正極連接，陰極電解板與陽極電解板之間的間距為50— 70mm，直流穩(wěn)壓電源的電壓為3. 6—4. 2V。所述的電化學(xué)反應(yīng)機理陽極20H~2e — Η20+1/202 陰極Cu2++2e-— CuCu.+e-— Cu本發(fā)明具有如下的優(yōu)點 一、本發(fā)明電解回收了酸性蝕刻液中的金屬銅，回收金屬銅的純度高，電解效率高；在實現(xiàn)資源化利用的同時，大大降低了生產(chǎn)成本，減少了廢水排放量，具有較好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。二、本發(fā)明的工藝采用了陽離子交換膜，使得酸性蝕刻廢液中的氯離子無法進(jìn)入陽極室，防止了電解過程中氯氣的產(chǎn)生，不產(chǎn)生大氣污染。三、由于本發(fā)明的工藝過程中采用在陽極室中加入稀硫酸進(jìn)行析氧反應(yīng)，無大氣污染。


附圖為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中電解槽1，陽極室2，直流穩(wěn)壓電源3，陰極電解板4，陽極電解板5。
具體實施例方式本發(fā)明利用陽離子交換膜能選擇性使陽離子通過，而陰離子因為同性排斥而不能通過的特點進(jìn)行設(shè)計。如附圖所示，本發(fā)明專用裝置包括電解槽1，置于電解槽I中的陽極室2，在陽極室2中布置有陽離子交換膜，在陽極室2中盛放稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板5，電解槽I中盛放酸性蝕刻液，以無涂層鈦板為陰極電解板4，陰極電解板4、陽極電解板5分別與直流穩(wěn)壓電源3的負(fù)極、正極連接，陰極電解板4與陽極電解板5之間的間距為50— 70_，直流穩(wěn)壓電源3的電壓為3. 6—4. 2V，在電場的作用下，電解槽I中的陰極電解板4上析出金屬銅，陽極室2中的水氧化產(chǎn)生氧氣和氫離子，氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入電解槽I中補充失去的銅離子，并與氯離子結(jié)合生成鹽酸。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明回收銅的方法作進(jìn)一步詳述實施例I如附圖所示，將布有陽離子交換膜的陽極室2插入電解槽I中，在電解槽I中加入Cu2+濃度為20— 35g/l的酸性蝕刻液，在陽極室2中加入20% (質(zhì)量比)的稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板5，以無涂層鈦板為陰極電解板4，陽極電解板5與陰極電解板4的間距50mm，溫度為常溫，直流穩(wěn)壓電源3的電壓3. 6V，電流密度為600A/m2。電解兩個小時后，當(dāng)Cu2+濃度降到小于20g/l時，溢流出一部分體積(5升)的蝕刻液，將溢流出來的蝕刻液返回高銅溶度的酸性蝕刻液中，增強其酸性和氧化性，提高其氧化還原電位，減少鹽酸物料的添加，同時再向電解槽I中補加相同體積(5升)的酸性蝕刻液，使其電解槽I中Cu2+濃度維持在20g/l以上，如此循環(huán)便在陰極電解板上析出金屬銅，電流效率達(dá)到95%。實施例2
如附圖所示，將布有陽離子交換膜的陽極室2插入電解槽I中，在電解槽I中加入Cu2+濃度為20— 35g/l的酸性蝕刻液，在陽極室2中加入25% (質(zhì)量比)的稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板5，以無涂層鈦板為陰極電解板4，陽極電解板5與陰極電 解板4的間距為100mm，溫度為常溫，直流穩(wěn)壓電源3的電壓4. 2V，電流密度為800A/m2。電解兩個小時后，當(dāng)Cu2+濃度降到小于20g/l，溢流出一部分體積(2升)的蝕刻液，將溢流出來的蝕刻液返回高銅溶度的酸性蝕刻液中，增強其酸性和氧化性，提高其氧化還原電位，減少鹽酸物料的添加，同時再向電解槽I中補加相同體積(2升)的酸性蝕刻液，使其電解槽中Cu2+濃度維持在20g/l以上，如此循環(huán)便在陰極電解板上析出金屬銅，電流效率達(dá)到99%。
權(quán)利要求
1.一種從酸性蝕刻液中回收銅的方法，其特征是包括以下步驟將布有陽離子交換膜的陽極室插入電解槽中，在電解槽中加入Cu2+濃度為20— 35g/l的酸性蝕刻液，在陽極室中加入質(zhì)量比為20— 25%的稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板，以無涂層鈦板為陰極電解板，陰極電解板、陽極電解板分別插入電解槽、陽極室中并分別與直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極、正極連接，陽極電解板與陰極電解板的間距為50— 100mm，電化學(xué)處理的溫度為25±5°C，直流穩(wěn)壓電源的電壓為3. 6—4. 2V，電流密度為600— 800A/m2，電解兩個小時后，當(dāng)Cu2+濃度降到小于20g/l，溢流出一部分體積的蝕刻液，將溢流出來的蝕刻液返回高銅溶度的酸性蝕刻液中，增強其酸性和氧化性，提高其氧化還原電位，減少鹽酸物料的添力口，同時再向電解槽中補加相同體積的酸性蝕刻液，使電解槽中Cu2+濃度維持在20g/l以上，如此循環(huán)便在陰極電解板上析出金屬銅，陽極室中的水氧化產(chǎn)生氧氣和氫離子，氫離子通過陽離子交換膜進(jìn)入電解槽中補充失去的銅離子，并與氯離子結(jié)合生成鹽酸。
2.一種從酸性蝕刻液中回收銅的專用裝置，其特征是包括電解槽，置于電解槽中的陽極室，在陽極室中布置有陽離子交換膜，在陽極室中盛放稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層 鈦板為陽極電解板，電解槽中盛放酸性蝕刻液，以無涂層鈦板為陰極電解板，陰極電解板、陽極電解板分別插入電解槽、陽極室中并與直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極、正極連接，陰極電解板與陽極電解板之間的間距為50— 70mm，直流穩(wěn)壓電源的電壓為3. 6—4. 2V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從酸性蝕刻液中回收銅的方法及其專用裝置，屬于廢液資源化處理和有色金屬回收領(lǐng)域。本發(fā)明包括電解槽，置于電解槽中的陽極室，在陽極室中布置有陽離子交換膜，在陽極室中盛放稀硫酸溶液，以有二氧化銥涂層鈦板為陽極電解板，電解槽中盛放酸性蝕刻液，以無涂層鈦板為陰極電解板，陰極電解板、陽極電解板分別插入電解槽、陽極室中并與直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極、正極連接，陰極電解板與陽極電解板之間的間距為50—70mm，直流穩(wěn)壓電源的電壓為3.6—4.2V；應(yīng)用該裝置回收銅方法的電化學(xué)反應(yīng)機理陽極2OH--2e-→H2O+1/2O2↑，陰極Cu2++2e-→Cu， Cu++e-→Cu。它工藝簡單、成本低廉、無污染、回收金屬銅的純度高、電解效率高。
文檔編號C25C7/00GK102912375SQ20121043873
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者張湘梅, 陳鑒銓, 彭鵬, 武斌, 周漫 申請人:贛州聚環(huán)科技有限公司