專利名稱：含酸性氯化物蝕刻劑的循環(huán)再生及金屬回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含酸性氯化物蝕刻劑的循環(huán)再生方法及金屬回收設(shè)備，特別是印刷電 路板行業(yè)中酸性蝕刻廢液中銅的回收裝置和廢液的再生方法，涉及到通過電解方式來實現(xiàn) 含酸性氯化物蝕刻液的循環(huán)再生，同時回收金屬銅的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在印制電路板制作工藝中，酸性氯化銅蝕刻液的回收再生始終困擾著印刷線路板 企業(yè)，不可再生的酸性氯化銅蝕刻液中每升含有約100克至130克的銅，僅廣東省每個月產(chǎn) 生的這類廢蝕刻液的含銅量就有數(shù)千噸之多，如能回收這類金屬銅并將廢蝕刻液循環(huán)再生 使用必然有著十分重大的經(jīng)濟效益和環(huán)保價值。目前，國內(nèi)外研究和開發(fā)氯化銅蝕刻液電 解回收銅的單位不少，包括很多科研院所、高等院校等，所研發(fā)的設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)其 它問題，導(dǎo)致不能投入行業(yè)使用，如電解提銅后蝕刻液無法進行循環(huán)利用，污染源的轉(zhuǎn)移還 給環(huán)境造成二次污染，同時在電解過程中陽極會有氯氣析出，根據(jù)理論計算，每電解沉積出 IOOkg的銅，相應(yīng)會在陽極析出111. 6kg的氯氣，其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積約為35. 26m3，如何妥 善處理產(chǎn)生的大量氯氣以及殘留廢液而不對環(huán)境造成二次污染，無疑會使得成本增加和設(shè) 備復(fù)雜化。中國專利“氯化銅酸性蝕刻液的再生及銅回收裝置”(ZL200520067901)公開了一 種銅的提取方法，該裝置采取收集氯氣的方式來進行電解銅回收，有毒氯氣的收集設(shè)備的 難操作性及毒氣泄漏的安全隱患、后期處理等問題制約了此項技術(shù)的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一套結(jié)構(gòu)簡單、實用性強的環(huán)保型設(shè)備，該系統(tǒng)與蝕刻線相互連接后， 循環(huán)運作，在回收金屬銅的同時對蝕刻液進行再生，再生后的蝕刻液返回蝕刻槽繼續(xù)工作， 提供穩(wěn)定的蝕刻效果，全封閉系統(tǒng)，無任何廢水、廢氣和廢物排放。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的含酸性氯化物蝕刻液的循環(huán)再生及金屬回收設(shè)備，包括1. 一套自動控制裝置；2.電解槽體，主槽與回流槽一體；3.電解設(shè)備，含開關(guān)電源與陰陽極連接用銅排；4.藥水循環(huán)動力泵，包括過濾器；5.陰陽極板，陰極板采用316L不銹鋼或純鈦、鈦合金之金屬材料，陽極采用石墨 或以鈦為基材涂覆有釕或銥或其它的單一貴金屬氧化物涂層之材料；6.陰陽極隔膜材料采用離子交換膜。其中上述電解槽內(nèi)的陽極區(qū)是采用浸流式陽極設(shè)計，陰陽極區(qū)通過離子交換膜， 廢的酸性氯化物蝕刻液通過耐酸泵浦進入陽極區(qū)，經(jīng)過電解反應(yīng)其內(nèi)一價銅氧化成二價 銅，蝕刻液的氧化還原電位恢復(fù)到新鮮蝕刻劑的水平，同時二價銅離子通過離子交換膜進入陰極區(qū)，藥液得以重新再生并再返回蝕刻工作槽繼續(xù)腐蝕；在陰極區(qū)添加含硫酸的電解 液，銅離子在電流的作用下不斷沉積在陰極板上，同時從陽極區(qū)通過離子交換膜進入陰極 區(qū)的銅離子也不斷補充并保持銅離子的濃度穩(wěn)定。通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整包括泵浦流量，陰陽極 面積，電流密度等等控制參數(shù)，就可以有效抑制有毒氯氣的生成，陽極上方也不會有氯氣析 出，陰極區(qū)銅的電沉積過程穩(wěn)定的進行，其法拉第直流電解效率大于90%，電解銅含量在 99. 5%以上。同時廢的酸性氯化物蝕刻劑再生為新鮮的蝕刻劑，可以由回流槽返回蝕刻槽 繼續(xù)作業(yè)，從而達到本發(fā)明基于循環(huán)再生、節(jié)能環(huán)保的目的。


圖1是本發(fā)明所述電解設(shè)備的工作示意圖
具體實施例方式如圖1所示，電解槽是由聚氯乙烯或聚丙烯材料制成，槽內(nèi)設(shè)陰陽極區(qū)，浸流式陽 極內(nèi)，均勻分布以石墨或以鈦為基材涂覆有釕或銥或其它的單一貴金屬氧化物涂層之陽極 板。陰極板采用316L不銹鋼或純鈦、鈦合金之金屬材料，陰陽極中間設(shè)隔離膜支架，隔離膜 采用離子交換膜。電解槽與蝕刻線是通過耐蝕泵浦作循環(huán)的動力，蝕刻液通過槽底進入槽 體陽極區(qū)，電解后由陽極區(qū)上方的溢流口回流至蝕刻工作槽繼續(xù)作業(yè)。陰極區(qū)添加硫酸及 硫酸銅，硫酸濃度控制在5-15% (體積比)。在直流電的作用下，銅離子通過離子交換膜進 入陰極區(qū)并獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上；而在陽極區(qū)，廢的酸性含氯化物蝕刻 液被氧化，氧化還原電位得以提升而銅離子濃度降低，整個廢液得以再生，保證整個系統(tǒng)穩(wěn) 定循環(huán)工作。電沉積在陰極板的銅層，定期取出、剝離，陰極板重復(fù)使用。實施例一電解槽設(shè)備部分，陽極板采用石墨陽極，陰極板采用純鈦板，隔離膜采用全氟磺酸 陽離子交換膜；蝕刻生產(chǎn)線現(xiàn)場條件，銅離子含量130克每升，藥水溫度為50°C，接通電源 進行電解操作，累計通過的電解電量為4860Ah，而在陰極板上沉積銅重5268. Sg每Ah的理 論析銅量是1. 185g，由此計算出其法拉第直流電解效率為91. 5%實施例二電解槽設(shè)備部分，陽極板采用石墨陽極，陰極板采用純鈦板，隔離膜采用全氟磺酸 陽離子交換膜；蝕刻生產(chǎn)線現(xiàn)場條件，銅離子含量130克每升，藥水溫度為50°C，接通電源 進行電解操作，累計通過的電解電量為10860Ah，而在陰極板上沉積銅重12289. 9g每Ah的 理論析銅量是1. 185g，由此計算出其法拉第直流電解效率為95. 5%。
權(quán)利要求
一種同時電解回收金屬，并再生含酸性氯化物蝕刻液的方法，包括在耐酸材料制成的電解槽中，設(shè)置多個陽極區(qū)和多個陰極區(qū)；兩極之間設(shè)置離子隔離膜；其特征在于將蝕刻槽蝕刻液通過管路，泵入電解槽陽極區(qū)，陰極區(qū)使用含硫酸銅和硫酸的電解液，進行電解反應(yīng)時，陽極區(qū)蝕刻液的氧化還原電位因氧化得以提升而可以回用，銅離子通過離子膜進入陰極區(qū)沉積在陰極板上。
2.如權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于所述陽極區(qū)是采用浸流式陽極設(shè)計。
3.如權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于所述隔離膜是采用離子交換膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及含酸性氯化物蝕刻劑的循環(huán)再生及金屬回收設(shè)備，特別是涉及印刷電路板行業(yè)中酸性蝕刻廢液中銅的回收裝置和廢液的再生方法，采用設(shè)計以浸流式陽極配合離子交換膜為主要技術(shù)特征的電解設(shè)備，能提高電解效率到90％以上，蝕刻液可以再生循環(huán)使用，達到本發(fā)明基于循環(huán)再生、節(jié)能環(huán)保的目的。
文檔編號C23F1/46GK101988200SQ200910041639
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者章曉冬 申請人:章曉冬