專利名稱：用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蝕刻技術(shù)，更具體地涉及廢蝕刻溶液的回收方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，在金屬蝕刻行業(yè)中，人們往往要借助于化學(xué)蝕刻方法。
例如，在生產(chǎn)印刷電路板的電子行業(yè)中便存在這種情況。在蝕刻機(jī)或蝕刻生產(chǎn)線中，將含有氯化銨和小百分比的其它化學(xué)試劑的活性蝕刻溶液引入引入合適的連續(xù)浴中。 將銅組件浸入浴中，并將設(shè)置在其上的由薄銅片組成的部分通過(guò)由溶液進(jìn)行的化學(xué)侵蝕所導(dǎo)致的選擇蝕刻從浴中移除，從而根據(jù)先前確定的拓?fù)鋱D形成導(dǎo)電通路，即電路。
對(duì)于處理印刷電路板的傳統(tǒng)方法，使用蝕刻溶液來(lái)處理面板。對(duì)印刷電路板上的銅的移除暫時(shí)受到限制并且部分受到用于構(gòu)建導(dǎo)體的Sn、Ag或其它金屬或塑料合金的完全抑制。
通?？蓪?shí)現(xiàn)60 μ m/分鐘的銅移除速率。常規(guī)的堿性蝕刻溶液必須用新鮮或回收的蝕刻溶液進(jìn)行連續(xù)替換，而沖洗水和廢氣可能不能被回收或僅部分被回收，這是不利的。
因此需要?jiǎng)?chuàng)造一種方法和實(shí)現(xiàn)此方法的系統(tǒng)，其目的在于在閉合環(huán)路中通過(guò)簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)濟(jì)的方法回收蝕刻溶液并同時(shí)在蝕刻機(jī)中對(duì)其進(jìn)行重復(fù)利用。此外，應(yīng)在閉合環(huán)路中對(duì)整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣以及被蝕刻溶液污染的蝕刻機(jī)的沖洗水進(jìn)行處理并達(dá)到 10 0%的回收，以降低成本且避免污染。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
用于蝕刻反應(yīng)的蝕刻裝置，所述蝕刻反應(yīng)產(chǎn)生廢蝕刻溶液；
氧化裝置，其包括
連接至所述蝕刻裝置的第一處理段，其用于接收從所述蝕刻裝置輸送來(lái)的廢蝕刻溶液，所述第一處理段從所述廢蝕刻溶液中提取氨氣；和
連接至所述第一處理段的第二處理段，其用于氧化從所述第一處理段輸送來(lái)的廢溶液中的銅離子；
連接至所述第二處理段的再生裝置，其用于提高銅絡(luò)合物的濃度并調(diào)節(jié)從所述第二處理段輸送來(lái)的廢蝕刻溶液的PH值，將所述銅絡(luò)合物濃度提高且PH值經(jīng)調(diào)節(jié)的所述廢蝕刻溶液傳送至蝕刻裝置以用作蝕刻溶液；和
電解裝置，其包括
連接至所述第一處理段的電解單元，其用于從所述第一處理段輸送來(lái)的廢溶液中析出銅；
連接至所述電解單元的中間槽，其接收來(lái)自所述電解單元的銅濃度降低的廢溶液；
其中將從所述第一處理段提取的氨氣輸送至所述第二處理段，將從第二處理段逸出的氣體輸送至所述再生裝置，并且將從再生裝置逸出的氣體輸送至所述第一處理段；且
其中將從所述蝕刻裝置、所述電解單元和所述中間槽逸出的氣體輸送至所述第二處理段。
優(yōu)選地，所述蝕刻裝置包括用于噴灑蝕刻溶液的噴灑單元、用于儲(chǔ)存所述廢蝕刻溶液的溶液槽和用于清潔蝕刻電路板的沖洗單元。
優(yōu)選地，所述第一處理段包括連接至所述蝕刻裝置的第一處理單元、連接至所述第一處理單元的第二處理單元以及連接至所述第二處理單元的第三處理單元，使得所述廢蝕刻溶液通過(guò)所述第二處理單元從所述第一處理單元流向所述第三處理單元；并且所述第二處理段包括連接至所述第三處理單元的氧化單元和連接至所述氧化單元的氧化完成單元，使得所述廢蝕刻溶液通過(guò)所述氧化單元從所述第三處理單元輸送至所述氧化完成單J Li ο
優(yōu)選地，所述第二處理單元包括第一處理子單元和第二處理子單元，其中在所述第一處理子單元、所述第二處理子單元和所述第三處理單元之間形成回路。
優(yōu)選地，廢蝕刻溶液在回路中流動(dòng)三個(gè)循環(huán)，然后將廢蝕刻溶液輸送至所述氧化單元。
優(yōu)選地，從所述第一處理單元、所述第一處理子單元和所述第二處理子單元中提取氨氣，并將提取的氨氣輸送至所述氧化完成單元。
優(yōu)選地，將從所述氧化單元逸出的氣體輸送至所述氧化完成單元。
優(yōu)選地，將從所述蝕刻裝置、所述電解單元和所述中間槽逸出的氣體輸送至所述氧化單元。
優(yōu)選地，其中所述再生單元包括用于將廢蝕刻溶液的PH值調(diào)節(jié)在8. 2至8. 6的范圍內(nèi)的第一再生單元和用于提高從所述氧化完成單元輸送來(lái)的廢蝕刻溶液中的銅絡(luò)合物 [Cu (NH3) 4]++的濃度的第二再生單元。
優(yōu)選地，將從所述第一再生單元逸出的氣體輸送至所述第二再生單元。
優(yōu)選地，使用注射器吸出未溶解于所述第二再生單元的氣體并重新注入所述第二再生單元中的廢蝕刻溶液中。
優(yōu)選地，所述第二再生單元連接至所述第一處理單元，以在蝕刻裝置不工作時(shí)將所述第二再生單元中的廢蝕刻溶液輸送至所述第一處理單元。
優(yōu)選地，將O. 6%至O. 9%體積的來(lái)自所述蝕刻裝置的廢蝕刻溶液輸送至所述電解單元。
優(yōu)選地，將所述中間槽中的廢溶液輸送至所述氧化單元。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括氣體處理裝置，所述氣體處理裝置從所述第三處理單元逸出的氣體中提取出氨氣并將提取的氨氣轉(zhuǎn)移至所述氧化完成單元。
優(yōu)選地，所述氣體處理裝置包括冷凝器、洗滌器、分離單元，其中
所述冷凝器接收從所述第三處理單元逸出的氣體并通過(guò)冷凝將氨氣與所述氣體分離，并且將所述氨氣輸送至所述氧化完成單元；
所述洗滌器接收冷凝器中的剩余氣體并將這些氣體在洗滌器中的溶液中進(jìn)行洗滌，洗滌器中的溶液的一部分來(lái)自沖洗單元并且所述溶液被輸送至所述氧化單元；
所述分離單元接收來(lái)自冷凝器的冷凝物，并且接收從所述洗滌器輸送來(lái)的氣體并將氨氣與所述氣體分離并且分離的氨氣被輸送至所述第一再生單元。
優(yōu)選地，所述分離單元包括第一分離子單元和第二分離子單元，所述第二分離子單元接收從所述冷凝器輸送來(lái)的冷凝物并且通過(guò)減壓釋放冷凝物中所含的氨氣，然后將冷凝物從所述第二子單元輸送至所述第一分離子單元，所述第一分離子單元接收來(lái)自洗滌器的氣體并且其中的冷凝物通過(guò)增壓吸收氣體，將所述第一分離子單元中含有來(lái)自洗滌器的吸收氣體的冷凝物輸送回所述第二分離子單元。
優(yōu)選地，所述分離單元還包括第三分離子單元，所述第三分離子單元接收從所述第二分離子單元輸送來(lái)的冷凝物且提取冷凝物中所含的氨氣。
優(yōu)選地，所述氣體處理裝置還包括中和器，所述中和器容納用于中和從所述分離單元輸送來(lái)的過(guò)量氣體的中和溶液；并且將中和溶液傳送至所述洗滌器。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于回收沖洗單元的沖洗溶液的水處理裝置。
優(yōu)選地，所述沖洗單元還包括第一沖洗子單元、第二沖洗子單元和第三沖洗子單J Li ο
優(yōu)選地，所述水處理裝置包括第一槽、第二槽、第三槽和滲透單元，其中
所述第一槽接收分別從所述分離單元和所述滲透單元輸送來(lái)的溶液，以及將混合溶液供給至所述第一沖洗子單元、所述第二沖洗子單元和所述第三沖洗子單元；
所述第二槽接收來(lái)自第二和第三沖洗子單元的溶液并將其供給至所述滲透單元;
所述滲透單元處理所述第二槽提供的溶液，以獲得待傳輸至所述第三槽的純水； 以及
所述第三槽儲(chǔ)存純水并在第三沖洗單元中的鹽濃度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)將其提供至所述第三沖洗單元。
優(yōu)選地，所述第一槽接收從所述第三分離子單元和所述滲透單元輸送來(lái)的溶液。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于回收廢蝕刻溶液的方法，所述方法包括
a)從氧化裝置的第一處理段中所含的廢蝕刻溶液中提取氨氣；
b)在提取所述第一處理段中的氨氣后將廢蝕刻溶液輸送至氧化裝置的第二處理段；
c)在所述第二處理段中使用從所述第一處理段中的廢蝕刻溶液中提取的氨氣根據(jù)[Cu (NH3) 2] ++NH3+NH4++1/AQ2 — [Cu (NH3) 4] +++1/2H20 將廢溶液的銅尚子 Cu+ 氧化成 Cu++ 尚子;
d)將氧化的廢蝕刻溶液輸送至再生裝置以提高來(lái)自所述第二處理段的廢蝕刻溶液的[Cu (NH3) 4]++濃度，并且穩(wěn)定銅絡(luò)合物[Cu (NH3) 4]++和廢蝕刻溶液的PH值；
e)將再生裝置中[Cu(NH3)4]++濃度提高且PH值穩(wěn)定的廢蝕刻溶液傳輸至蝕刻裝置以用作蝕刻溶液。
附圖簡(jiǎn)述


圖1示意性地示出本發(fā)明的用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例；
圖2示意性地示出本發(fā)明的用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例；
圖3示意性地示出本發(fā)明的用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例；
圖4示出化學(xué)勢(shì)隨氨氣濃度的變化；圖5示出本發(fā)明的回收廢蝕刻溶液的方法的流程圖；圖6示出從第三處理單元50d逸出的氣體的氣體處理的流程圖；以及圖7示出針對(duì)水處理裝置的工序的流程圖。
具體實(shí)施例方式在描述本發(fā)明之前，應(yīng)理解本發(fā)明并不受限于所描述的特定實(shí)施方案，因此此類實(shí)施方案當(dāng)然可發(fā)生變化。應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述特定實(shí)施方案的目的，而并非意圖進(jìn)行限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求的限制。簡(jiǎn)述之，本發(fā)明提供了一種可有效回收廢蝕刻溶液并且可幾乎完全重復(fù)利用廢蝕 刻溶液中的化學(xué)試劑如氨氣和水的方法。在下文的描述中，術(shù)語(yǔ)“液體連接管”是指液體可通過(guò)的管；術(shù)語(yǔ)“氣體連接管”是指氣體可流動(dòng)穿過(guò)的管。此外，在下文的詳細(xì)描述中，使用相同的元件標(biāo)號(hào)來(lái)描述一個(gè)或多個(gè)圖中示出的相同元件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀下文更詳細(xì)地描述的本發(fā)明的細(xì)節(jié)后，本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得顯而易見(jiàn)。圖1示意性地示出本發(fā)明的用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。如圖1所示，用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)包括蝕刻裝置10、氧化裝置50、再生裝置60和電解裝置70。參照?qǐng)D1，蝕刻裝置10的噴灑單元30將蝕刻溶液噴灑到諸如刷電路板(PCB)的電路板上；從而在蝕刻溶液與電路板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。溶液槽(未在圖中示出)用于容納所得溶液，即廢蝕刻溶液，其通常包括多種化學(xué)試劑如氨氣、碳酸鹽如碳酸銅、磷酸銨、硫酸銨、硫酸鎳、硫酸銅和水。蝕刻裝置10還包括用于清潔已被蝕刻的印刷電路板的沖洗單元80，其包括第一沖洗子單元80a、第二沖洗子單元80b和第三沖洗子單元80c。沖洗單元中包括用于清潔電路板的沖洗溶液并且可對(duì)沖洗溶液的鹽濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)以使其適于清潔印刷電路板。首先將所述板在其中溶液來(lái)自第二沖洗子單元80b的第一沖洗子單元80a中清潔，然后在其中溶液來(lái)自第三沖洗子單元80c的第二沖洗子單元80b中清潔，最后在接收來(lái)自第三槽420的水的第三沖洗子單元80c清潔。氧化裝置50包括第一處理段和第二處理段，其中第一處理段通過(guò)液體連接管100接收從溶液槽輸送來(lái)的廢蝕刻溶液。應(yīng)理解，可將廢蝕刻溶液可連續(xù)輸送至第一處理段，并且也可在溶液槽中的廢蝕刻溶液的體積達(dá)到預(yù)設(shè)體積時(shí)輸送至第一處理段。當(dāng)從來(lái)自第一處理段中的廢溶液中提取氨氣后，將氨氣濃度降低的廢溶液輸送至第二處理段。所述氨氣提取通過(guò)將施加至廢溶液上的壓力降至O. 5-0. 9atm來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于NH3的濃度降低，廢蝕刻溶液中銅絡(luò)合物[Cu(NH3)2]+的穩(wěn)定性提高。在第二處理段中，通過(guò)注射的氧氣和氨氣將廢蝕刻溶液的銅絡(luò)合物[Cu (NH3) 2] +氧化成[Cu (NH3) 4]++。在提取氨氣后將第一處理段中的大部分(大約99. 1%至99. 4%)廢蝕刻溶液輸送至第二處理段而將剩余的廢溶液通過(guò)液體連接管Iio輸送至電解裝置70，從而由廢蝕刻溶液獲得金屬銅。電解裝置70包括電解單元70a和中間槽70b，其中電解單元70a用于從廢溶液中析出金屬銅以降低銅離子濃度，并且中間槽70b儲(chǔ)存經(jīng)由排放管9從電解單元70a輸送來(lái)的銅離子濃度降低的廢溶液。
氧化裝置50的第一處理段還包括第一處理單元50a、具有第一處理子單元50b和第二處理子單元50c的第二處理單元以及第三處理單元50d。第二處理段包括氧化單元50e和氧化完成單元50f。如圖1中所示，廢蝕刻溶液首先經(jīng)由管100輸送至第一處理單元50a并且在第一處理單元50a中存在通過(guò)例如抽氣泵來(lái)提取氨氣的操作以穩(wěn)定銅絡(luò)合物[Cu(NH3)2]+,其中第一處理單元50a中的廢蝕刻溶液通常包含(NH4)2S04、NH4Cl, (NH4)3PO4,CuS04、CuCO3> ΝΗ3/ΝΗ40Η 等。在第一處理子單元50b中進(jìn)一步提取氨氣后，廢蝕刻溶液隨后被輸送至第二處理子單元50c以再次除去氨氣。通常，對(duì)來(lái)自第一處理子單元50b和第二子單元50c中的廢溶液的NH3的提取通過(guò)將壓力降至O. 5-0. 9atm來(lái)進(jìn)行。之后，廢溶液從第二子單元50c流向第三處理單元50d。隨著氨氣的濃度降低，第三處理單元50d中的廢溶液具有更強(qiáng)的吸收通過(guò)氣體連接管300從再生裝置60輸送的過(guò)量氣體的能力，其中所述過(guò)量氣體包含氨氣和空氣。注射器可用于使所述過(guò)量氣體溶解 于第三處理單元50d的廢溶液中。優(yōu)選的是施加在第三處理單元50d中的壓力的范圍為1. Olatm 至1. 05atm。將吸收所述過(guò)量氣體的廢溶液輸送回其中進(jìn)行氨氣提取的第一處理子單元50b，然后輸送至第二處理子單元50c以除去氨氣。在第一處理子單元50b和第二處理子單元50c中提取氨氣后，廢溶液隨后流向第三處理單元50d。為了盡可能地提取廢蝕刻溶液中的氨氣并且使第三處理單元50d中的廢蝕刻溶液吸收更多的氣體，尤其是再生裝置60中產(chǎn)生的NH3,在第一處理子單元50b、第二處理子單元50c和第三處理單元50d之間形成回路。優(yōu)選的是廢溶液在進(jìn)入第二處理段之前在回路中流動(dòng)若干個(gè)循環(huán)，以便在于回路中流動(dòng)期間使得氨氣的濃度為大約2g/L，其中循環(huán)次數(shù)取決于溶液的量等。在進(jìn)行上述氨氣提取后，廢蝕刻溶液進(jìn)入氧化裝置50的第二處理段的氧化單元50e。希望廢蝕刻溶液可從第三處理單元50d通過(guò)并在范圍為1. Olatm至1. 05atm的壓力下進(jìn)入氧化單元50e。氧化單元50e還經(jīng)由液體連接管120接收從中間槽70b輸送來(lái)的溶液，即氧化單元50e中的廢溶液為來(lái)自中間槽70b的溶液與來(lái)自第三處理單元50d的廢溶液的混合物。來(lái)自蝕刻裝置10的大氣氧通過(guò)氣體連接管210輸送至氧化單元50e ;來(lái)自電解單元70a和中間槽70b的純氧和氨氣分別通過(guò)氣體連接管220和氣體連接管230傳輸至氧化單元50e。為了確保氣體，尤其是氨氣幾乎完全溶解于溶液中，可使用注射器將所述氣體注入氧化單元50e中，其中所述注射器以10-15m3/h的速率吸出氣體。此外，廢溶液以9_18m3/h的速率流入單元50e中并且施加到氧化單元50e上的壓力將在1. Olatm至1. 05atm的范圍內(nèi)。在氧化單元50e中，進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)以將Cu+轉(zhuǎn)化成Cu++ [Cu (NH3) 2] ++ΝΗ3+ΝΗ4++1/402 — [Cu (NH3) 4] +++1/2H20因此，作為一個(gè)實(shí)例，為了氧化約I克[Cu(NH3)2]+,需要約O. 17克NH3、約O. 18克NH4+和約O. 08克02。即，用于進(jìn)行此化學(xué)反應(yīng)的[Cu (NH3) 2]+、NH3、NH4+和O2的比率將為約100:17:18:8.在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，用于此反應(yīng)的氨氣可通過(guò)從來(lái)自第三處理單元50d的逸出氣體分離出氨氣來(lái)獲得。然后，廢溶液從單元50e輸送至氧化完成單元50f，并且從單元50e逸出的氣體也通過(guò)氣體連接管260流向單元50f。任選地，在氧化單元50e與氧化完成單元50f之間設(shè)置空氣閥，其將在單元50e中的壓力高于1.05atm時(shí)打開(kāi)。此外，從第一處理單元50a、第一處理子單元50b和第二處理子單元50c的提取的氨氣也直接輸送到氧化完成單元50f中。為了使氧化完成單元50f中的溶液溶解更多的氨氣，優(yōu)選地在介于1. 05atm至1. 2atm之間的注射壓力下將廢溶液注射到氧化完成單元50f中。氧化完成單元50f的溶液中的氨氣量大于10g/L。在單元50f中，完成氧化反應(yīng)并且根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)將催化劑按劑量加入蝕刻溶液中2 [Cu (NH3) 2] ++2NH3+2 (NH4) ++1/202 — 2 [Cu (NH3) J +++H2O
根據(jù)本發(fā)明，將第一處理單元50a中的大約O. 6%至O. 9%體積的廢蝕刻溶液輸送至電解單元70a。由于氨氣提取已在氧化裝置50的第一處理段完成，因此提高了電解單元70a中析出的銅的產(chǎn)率并且將以下反應(yīng)推向所需方向 [Cu (NH3) 4]+++2e — Cu+4NH3①2 [Cu (NH3) 2] ++2丨—2Cu+4NH3②2 OH — l/202+H20+2e③[Cu (NH3) 4] ++/ [Cu (NH3) 2] ++20Γ Cu+4NH3+l/202 ④其中以反應(yīng)式①和②示出的化學(xué)反應(yīng)為陰極反應(yīng)，以反應(yīng)式③示出的化學(xué)反應(yīng)為陽(yáng)極反應(yīng)，并且以反應(yīng)式④示出的化學(xué)反應(yīng)在溶解的NH3減少時(shí)得以促進(jìn)，而該化學(xué)反應(yīng)在溶解的NH3或O2增加時(shí)得以朝反向促進(jìn)。在氧化完成單元50f處理后，廢蝕刻溶液通過(guò)液體連接管130輸送至再生裝置60，并且從單元50f逸出的氣體也通過(guò)氣體連接管270流向再生裝置60。可在氧化完成單元50f與再生裝置60之間設(shè)置空氣閥以控制氣體連接管270的打開(kāi)或關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明，空氣閥將在氧化完成單元50f中的壓力高于1. 2atm時(shí)打開(kāi)。任選地，可在廢溶液輸送至再生裝置60之前使用微型過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾廢溶液。用于使廢蝕刻溶液適于重新利用的再生裝置60包括第一再生單元60a和第二再生單元60b，其中第一單元60a接收來(lái)自氧化完成單元50f的廢溶液以及氣體，并且第二單元60b接收已在第一單元60a中處理的廢溶液。通過(guò)具有包含氨氣和氧氣的氣體，第一單元60a中廢溶液中的銅絡(luò)合物[Cu(NH3)4]++的量在進(jìn)行以下反應(yīng)后增加[Cu (NH3) 2]+ — Cu++2NH3 ；Cu++2NH3+2NH4+1/202 — Cu+++4NH3+H20 ； Cu+++4NH3 — [Cu(NH3)4]++應(yīng)理解實(shí)際上反應(yīng)“Cu+++nNH3 — [Cu (NH3) n]++”在單元60a中進(jìn)行，其中η為選自1、2、3、4和5的整數(shù)。注射的氣體來(lái)自氧化完成單元50f，并且當(dāng)所述氣體中的氨氣不能滿足這些反應(yīng)的要求時(shí)可另外注射氨氣。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)從來(lái)自第三處理單元50d的逸出氣體分離出純氨氣來(lái)獲得上述反應(yīng)中所需的NH3。然后將溶液從第一再生單元60a輸送至第二單元60b以根據(jù)以下反應(yīng)使銅絡(luò)合物[Cu (NH3) 4]++穩(wěn)定并且使PH值穩(wěn)定在8. 2-8. 6之間
NH,十 H2O 石士 NH4一 + OH'并且通過(guò)來(lái)自第一單元60a的逸出氣體根據(jù)以下反應(yīng)使由配體NH3形成的銅絡(luò)合物穩(wěn)定。[Cu (H2O) η] +++ηΝΗ3<=> [Cu (NH3) η] +++ηΗ20優(yōu)選的是在第二再生單元60b中，可使用注射器將未溶解于廢溶液中的氣體吸出并將吸出的氣體重新注入廢溶液中，從而使更多的氨氣溶解于第二單元60b的廢溶液中。已歷經(jīng)氧化裝置50和再生裝置60中的處理的溶液適于在蝕刻過(guò)程中重新利用。因此，第二再生單元60b中的溶液可通過(guò)液體連接管140移動(dòng)至噴灑單元30以用作蝕刻溶液。將從第二單元60b逸出的氣體輸送至第三處理單元50d以被第三處理單元50d中氨氣濃度降低的廢溶液吸收，然后通過(guò)在第三處理單元50d、第一處理子單元50b和第二處理子單元50c之間形成的回路中流動(dòng)例如三個(gè)循環(huán)來(lái)進(jìn)行洗滌?？煽闯龀擞米髌渲惺箯U溶液的銅絡(luò)合物增加且將廢溶液的PH值調(diào)節(jié)在8. 2-8. 6范圍內(nèi)的裝置之外，再生裝置還用作暫時(shí)儲(chǔ)存溶液的槽。
第二再生單元60b連接至第一處理單元50a。因此，當(dāng)蝕刻裝置10不蝕刻時(shí)，可將第二再生單元60b中適于重新利用的溶液輸送至第一處理單元50a。圖2示意性地示出本發(fā)明的用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例。與圖1的系統(tǒng)相比，增加了氣體處理裝置，其用于從第三處理單元50d的逸出氣體中分離出氨氣。所述氣體處理裝置包括冷凝器170、分離單元180、洗滌器190和中和器20。冷凝器170通過(guò)氣體連接管310接收從第三處理單元50d逸出的廢氣，其包含未在第二生成單元60b中利用的氨氣和空氣。在冷凝器170中，可通過(guò)例如將溫度降至10°C以下來(lái)從氣體分離出氨氣，并且分離的氨氣由于其密度低于其它氣體的密度而朝冷凝器170的頂部移動(dòng)，而不含分離的氨氣的其它氣體移動(dòng)至冷凝器170的底部。分離的氨氣通過(guò)氣體連接管線340輸送到氧化完成單元50f中以將Cu+氧化成Cu++，并且冷凝器170的底部的其它氣體通過(guò)氣體連接管350流向洗滌器190，其中洗滌器190中的溶液來(lái)自第一沖洗子單元80a和中和器20。第一沖洗子單元80a中的沖洗溶液是受污染最嚴(yán)重的溶液，因?yàn)槠涫乔鍧嵨g刻電路板的第一級(jí)；并且當(dāng)鹽濃度達(dá)到蝕刻裝置10中廢蝕刻溶液中鹽濃度的50%時(shí)，第一沖洗子單元80a中的沖洗溶液經(jīng)由液體連接管430輸送至洗滌器190。在洗滌器190中，進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)[Cu (NH3) n (NH4) J+(m+2) +NH3 — [Cu (NH3) J +++mNH4+NH3+H+ —NH4+然后洗滌器190中的所得溶液經(jīng)由液體連接管440供應(yīng)給氧化單元50e以補(bǔ)充由于蒸發(fā)而損耗的水并且使溶液富集氧化反應(yīng)所需的NH4+離子，而從洗滌器190中的溶液中逸出的廢氣通過(guò)氣體連接管360輸送至分離單元180。作為一個(gè)實(shí)例，通過(guò)流質(zhì)注射器將從洗滌器190逸出的氣體注入分離單元180中。分離單元180包括第一分離子單元180a、第二分離子單元180b和第三分離子單元180c。冷凝器170中的冷凝物包含來(lái)自第三處理單元50d的水和氣體而非提取的氨氣，其通過(guò)連接管510轉(zhuǎn)移至第二分離子單元180b并且由于抽吸(其降低子單元180b的壓力)而釋放溶解的氨氣。然后將釋放的氨氣通過(guò)氣體連接管380注入第一再生單元60a。第二分離子單元180b中的冷凝物經(jīng)由管520輸送至第一分離子單元180a以經(jīng)由管360吸收來(lái)自洗滌器190的氣體。優(yōu)選的是將泵安裝在分離單元180中，以使得冷凝物以1. 05-1. 2atm的壓力在第二分離子單元180b與第一子單元180a之間循環(huán)，使得來(lái)自洗滌器190的氣體在分離子單元180a的溶液中的溶解度提高。在第二分離子單元180b與第一子單元180a之間循環(huán)一定的循環(huán)次數(shù)后，其中循環(huán)次數(shù)取決于來(lái)自冷凝器170的冷凝物的供給速率，將冷凝物，即第二子單元180b中的溶液送入第三分離子單元180c以進(jìn)行進(jìn)一步的氨氣提取，然后輸送至水槽。通過(guò)分離子單元180b和180c中進(jìn)行的提取所提取的氨氣通過(guò)氣管380移動(dòng)至第一再生單元60a以促進(jìn)第一再生單元60a中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，并且未溶解于第一子單元180a的溶液中的過(guò)量氣體在其移出本發(fā)明的回收系統(tǒng)之前通過(guò)氣管370從第一分離子單元180a逸出至中和器20以進(jìn)行最終處理?？衫斫獾氖?，應(yīng)在第二分離子單元180b和第三分離子單元180a中形成具有低壓的環(huán)境以提取更多的氨氣，并且應(yīng)在第一分離子單元180a中形成具有高壓的環(huán)境以溶解更多的來(lái)自洗滌器190的氣體。在中和器20中，在最低量的氨氣與含有5-15%硫酸的溶液之間存在以下化學(xué)反應(yīng)
H2S04+2NH3 — (NH4) 2S04NH3+H+ — NH4+根據(jù)本發(fā)明，洗滌器190中的溶液被輸送至氧化單元50e，從而補(bǔ)償氧化單元50e中損耗的水并且富集單元50e中的溶液的NH4'向廢蝕刻溶液中注入氨氣將增大圖4所示的氧化對(duì)Cu++/Cu+與Cu+/Cu之間化學(xué)勢(shì)的差值，這有助于蝕刻并且提高了反應(yīng)[Cu(NH3)4]+++Cu — 2[Cu(NH3)2]+)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。從蝕刻溶液中提取氨氣通過(guò)增大圖4所示的氧化對(duì)Cu++/Cu+與Cu+/Cu之間的應(yīng)有勢(shì)差促進(jìn)了電解過(guò)程。圖3示意性地示出本發(fā)明的用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例。在圖2所示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上另外設(shè)置有水處理裝置，其設(shè)置在蝕刻裝置10與氣體處理裝置之間，從而在系統(tǒng)中形成水回收過(guò)程回路。參照?qǐng)D3，來(lái)自第三分離子單元180c的冷凝物通過(guò)液體連接管530輸送至第一槽400。并且將在管450中的溶液的鹽濃度高于I克/升時(shí)單獨(dú)從第二沖洗子單元80b和第三沖洗子單元80c中任一者輸送至液體管450的沖洗溶液輸送至第二槽410，其中所述溶液通過(guò)子管450b從第二沖洗子單元80b流向管450并且通過(guò)子管450c從第三沖洗子單元80c流向管450。然后第二槽410中的沖洗溶液經(jīng)過(guò)液體管460到達(dá)通過(guò)滲透操作獲得純水的滲透單元390。獲得的純水通過(guò)液體管470輸送至第三槽420，并且第三槽420中的水連續(xù)通過(guò)液體管500到達(dá)第三沖洗子單元80c。滲透單元390中的剩余溶液通過(guò)液體管480輸送至第一槽400，其中輸送的溶液與從第三分離子單元180c輸送來(lái)的溶液混合。當(dāng)?shù)谝粵_洗子單元80a、第二沖洗子單元80b、第三沖洗子單元80c中之一的鹽濃度超出預(yù)設(shè)值如lg/L時(shí)，將第一槽400中的所得混合物溶液分別通過(guò)液體連接管490a、490b和490c送入第一沖洗子單元80a、第二沖洗子單元80b和第三沖洗子單元80c，以調(diào)節(jié)沖洗溶液中的鹽的濃度。第三沖洗子單元80c中的沖洗溶液可流向第二沖洗子單元80b。由于水處理裝置中的溶液可流向沖洗單元80和從沖洗單元80流出，因此基于液體連接管430更新洗滌器190中的溶液。參照?qǐng)D4，其示出化學(xué)勢(shì)隨氨氣濃度的變化，點(diǎn)線表示氧化對(duì)Cu+/Cu的化學(xué)勢(shì)的變化，并且實(shí)線表示氧化對(duì)Cu++/Cu+的化學(xué)勢(shì)的變化?？煽闯鲅趸b置50中的廢溶液的化學(xué)勢(shì)高于再生裝置60中的化學(xué)勢(shì)，其中再生裝置60中的化學(xué)勢(shì)小到足以使再生裝置60中的廢溶液穩(wěn)定。然而，單元50c、50b、50a、和50d中的溶液的化學(xué)勢(shì)逐漸變小，從而使將Cu+轉(zhuǎn)化成Cu++的化學(xué)反應(yīng)變得容易。圖5示出回收廢蝕刻溶液的方法的流程圖。以下將參照?qǐng)D5和圖3說(shuō)明回收廢蝕刻溶液的方法。當(dāng)廢蝕刻溶液輸送至氧化裝置50的第一處理段后，通過(guò)降低第一處理段中的壓力，例如將壓力降低至O. 5atm至O. 9atm的范圍來(lái)從廢蝕刻溶液中提取氨氣(步驟500)。隨著NH3的濃度降低，廢蝕刻溶液中銅絡(luò)合物[Cu(NH3)2]+的穩(wěn)定性提高。然后將廢溶液的一部分(為第一處理段中廢蝕刻溶液的大約99. 1%至99. 4%)輸送至第二處理段(步驟501 )。在第二處理段中通過(guò)注射的氧氣和氨氣將廢蝕刻溶液的銅絡(luò)合物[Cu(NH3)2] +氧化成[Cu(NH3)4]++ (步驟502)，其中氨氣為在步驟500中提取的氨氣。將廢溶液的另一部分(為第一段中廢溶液的大約O. 6%至O. 9%)輸送至電解裝置70 (步驟600)以從接收的廢蝕刻溶 液中析出金屬銅。電解裝置70包括電解單元70a和中間槽70b，其中電解單元70a用于從廢溶液中析出金屬銅以降低銅離子濃度，并且中間槽70b儲(chǔ)存經(jīng)由排放管9從電解單元70a流出的銅離子濃度降低的廢溶液。將從電解單元70a逸出的氣體輸送至第二處理段(步驟601)以將第二處理段中的廢蝕刻溶液的離子Cu+轉(zhuǎn)化成離子Cu++。此外，還將來(lái)自中間槽70b的氣體輸送至第二處理段(步驟601)。將中間槽70b中銅濃度降低的廢溶液輸送至第二處理段(步驟602)。此外，將從蝕刻裝置10逸出的氣體輸送至第二處理段(步驟700)。參照?qǐng)D3，第一處理段還包括第一處理單元50a、具有第一處理子單元50b和第二處理子單元50c的第二處理單元以及第三處理單元50d。第二處理段包括氧化單元50e和氧化完成單元50f。廢蝕刻溶液首先經(jīng)由管100輸送至第一處理單元50a并且在第一處理單元50a中通過(guò)例如抽氣泵進(jìn)行氨氣提取以穩(wěn)定銅絡(luò)合物[Cu(NH3)2]+,其中第一處理單元50a 中的廢蝕刻溶液通常包含(NH4) 2S04、NH4Cl、(NH4) 3P04，CuSO4、CuCO3、ΝΗ3/ΝΗ40Η 等。在第一處理子單元50b進(jìn)一步提取氨氣之后，廢蝕刻溶液隨后輸送至第二處理子單元50c以再次除去氨氣。通常，對(duì)來(lái)自第一處理子單元50b和第二子單元50c中的廢溶液的NH3的提取通過(guò)將壓力降至O. 5-0. 9atm來(lái)進(jìn)行。之后，廢溶液從第二子單元50c流向第三處理單元50d。由于氨氣的濃度降低，第三處理單元50d中的廢溶液具有更強(qiáng)的吸收通過(guò)氣體連接管300從再生裝置60傳輸?shù)倪^(guò)量氣體的能力，其中所述過(guò)量氣體包含氨氣和空氣。注射器可用于使所述過(guò)量氣體溶解于第三處理單元50d的廢溶液中。優(yōu)選的是施加在第三處理單元50d中的壓力的范圍為1. Olatm至1. 05atm。將含有所吸收的過(guò)量氣體的廢溶液輸送至其中進(jìn)行氨氣提取的第一處理子單元50b，然后輸送至第二處理子單元50c以回收氨氣。在第一處理子單元和第二處理子單元中提取氨氣后，廢溶液隨后流向第三處理單元50d。為了提取廢蝕刻溶液中的氨氣并且使第三處理單元50d中的廢蝕刻溶液吸收更多的氣體，尤其是再生裝置60中產(chǎn)生的NH3，在第一處理子單元50b、第二處理子單元50c和第三處理單元50d之間形成回路。優(yōu)選的是廢溶液在進(jìn)入第二處理段之前在回路中流動(dòng)若干個(gè)循環(huán)，以便在回路中流動(dòng)期間使得氨氣的濃度為大約2g/L，其中循環(huán)次數(shù)取決于溶液的量等。希望廢蝕刻溶液可在范圍為1. Olatm至1. 05atm的壓力下從第三處理單元50d輸送至氧化單元50e。氧化單元50e進(jìn)一步經(jīng)由液體連接管120接收從中間槽70b輸送來(lái)的溶液，即氧化單元50e中的廢溶液為來(lái)自中間槽70b的溶液與來(lái)自第三處理單元50d的廢溶液的混合物。來(lái)自蝕刻裝置10的大氣氧通過(guò)氣體連接管210輸送至氧化單元50e ;來(lái)自電解單元70a和中間槽70b的純氧和氨氣分別通過(guò)氣體連接管220和氣體連接管230輸送至氧化單元50e。為了確保氣體，尤其是氨氣幾乎完全溶解于溶液中，可使用注射器將所述氣體注入氧化單元50e中，其中所述注射器以10-15m3/h的速率吸出氣體。此外，廢溶液以
9-18m3/h流入單元50e中并且施加到氧化單元50e上的壓力將在1. Olatm至1.05atm的范圍內(nèi)。在氧化單元50e中，進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)以將Cu+轉(zhuǎn)化成Cu++ [Cu (NH3) 2] ++ΝΗ3+ΝΗ4++1/402 — [Cu (NH3) 4] +++1/2H20 因此，作為一個(gè)實(shí)例，為了氧化約I克[Cu(NH3)2]+,需要約O. 17克NH3、約O. 18克NH:和約O. 08克O2。即，用于進(jìn)行此化學(xué)反應(yīng)的[Cu(NH3)2]+' NH3> NH:和O2的比率將為約100:17:18:8o在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，用于此反應(yīng)的氨氣可通過(guò)從第三處理單元50d的逸出氣體分離出氨氣來(lái)獲得。然后，廢溶液從單元50e輸送至氧化完成單元50f，并且從單元50e逸出的氣體也通過(guò)氣體連接管260流向單元50f。任選地，在氧化單元50e與氧化完成單元50f之間設(shè)置空氣閥，其將在單元50e中的壓力高于1.05atm時(shí)打開(kāi)。此外，從第一處理單元50a、第一處理子單元50b和第二處理子單元50c的提取的氨氣也輸送至氧化完成單元50f。為了使氧化完成單元50f中的溶液溶解更多的氨氣，優(yōu)選地在介于1. 05atm至1. 2atm之間的注射壓力下將廢溶液注射到氧化完成單元50f中。氧化完成單元50f的溶液中的氨氣量大于10g/L。在單元50f中，完成氧化反應(yīng)并且根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)將催化劑按劑量加入蝕刻溶液中2 [Cu (NH3) 2] ++2NH3+2 (NH4) ++1/202 — 2 [Cu (NH3) J +++H2O根據(jù)本發(fā)明，將第一處理單元50a中大約O. 6%至O. 9%體積的廢蝕刻溶液輸送至電解單元70a。由于氨氣提取已在氧化裝置50的第一處理段完成，因此提高了電解單元70a中析出的銅的產(chǎn)率并且將以下反應(yīng)推向所需方向[Cu (NH3) 4]+++2e — Cu+4NH3①2 [Cu (NH3) 2] ++2丨—2Cu+4NH3②2 OH — l/202+H20+2e③[Cu (NH3) 4] ++/ [Cu (NH3) 2] .+20Γ ^ Cu+4NH3+l/202 ④其中以反應(yīng)式①和②示出的化學(xué)反應(yīng)為陰極反應(yīng)，以反應(yīng)式③示出的化學(xué)反應(yīng)為陽(yáng)極反應(yīng)，并且以反應(yīng)式④示出的化學(xué)反應(yīng)在溶解的NH3減少時(shí)得以促進(jìn)，而該化學(xué)反應(yīng)在溶解的NH3或O2增加時(shí)得以朝反向促進(jìn)。轉(zhuǎn)向圖5中示出的流程圖。氧化完成單元50f中的廢溶液和過(guò)量氣體分別通過(guò)液體連接管130和氣體連接管270輸送至再生裝置60 (步驟503)。在再生裝置60a中，廢溶液中的銅絡(luò)合物[Cu (NH3) 4]++的量增加(步驟504)并且PH值穩(wěn)定在大約介于8. 2-8. 6之間(步驟504)。參照?qǐng)D3，用于使廢蝕刻溶液適于重新利用的再生裝置60包括第一再生單元60a和第二再生單元60b，其中第一單元60a接收來(lái)自氧化完成單元50f的輸送的廢溶液以及氣體，并且第二單元60b接收已在第一單元60a中處理的廢溶液。通過(guò)具有包含氨氣和氧氣的氣體，廢溶液中的銅絡(luò)合物[Cu(NH3)4]++的量在進(jìn)行以下反應(yīng)時(shí)增加[Cu (NH3) 2] + — Cu++2NH3 ；Cu++2NH3+2NH4+1/202 — Cu+++4NH3+H20 ；Cu+++4NH3 — [Cu(NH3)4]++應(yīng)理解，在反應(yīng)“Cu+++nNH3— [Cu(NH3) J++”中，η為1、2、3、4和5之一的自然數(shù)。參照?qǐng)D5，通過(guò)氣體處理裝置從來(lái)自第三處理單元50d的逸出氣體分離出純氨氣來(lái)獲得上述反應(yīng)中所需的NH3。然后將溶液從第一再生單元60a輸送至第二單元60b以根據(jù)以下反應(yīng)使銅絡(luò)合物[Cu (NH3) 4]++穩(wěn)定并且使PH值穩(wěn)定在8. 2-8. 6之間
NH3+ H2O <— NH4^-OH'并且通過(guò)來(lái)自第一單元60a的逸出氣體根據(jù)以下反應(yīng)使由配體NH3形成的銅絡(luò)合物穩(wěn)定。Cu (H2O) n] +++nNH3<=> [Cu (NH3) η] +++ηΗ20優(yōu)選的是在第二再生單元60b中，可使用注射器將未溶解于其廢溶液中的氣體吸出并將吸出的氣體重新注入廢溶液中，從而使更多的氨氣溶解于第二單元60b的廢溶液中。將從第二再生單元60b逸出的過(guò)量氣體輸送至第三處理子單元50d (步驟505)以被第三處理子單元50d中的溶液吸收。具有所吸收的氨氣的溶液將在回路中流動(dòng)例如3個(gè)循環(huán)，使得氨氣被提取。再次轉(zhuǎn)向圖5，將適于在前述過(guò)程中重新利用的第二再生單元60e中的廢蝕刻溶液輸送至蝕刻裝置10 (步驟506)的噴灑單元，以用作蝕刻溶液。當(dāng)蝕刻裝置10不蝕刻時(shí)，可將第二再生單元60b中適于重新利用的廢蝕刻溶液輸送至第一處理單元50a(步驟508)。圖6示出從第三處理單元50d逸出的氣體的氣體處理的流程圖。以下描述也參照?qǐng)D3。所述氣體處理裝置包括冷凝器170、分離單元180、洗滌器190和中和器20。冷凝器170通過(guò)氣體連接管310接收從第三處理單元50d逸出的廢氣(步驟800)，其包含未在第二生成單元60b中利用的氨氣和空氣。在冷凝器170中，通過(guò)例如將溫度降至10°C以下來(lái)從氣體分離出氨氣(步驟802)，并且分離的氨氣由于其密度低于其它氣體的密度而朝冷凝·器170的頂部移動(dòng)，而不含分離的氨氣的其它氣體移動(dòng)至冷凝器170的底部。分離的氨氣通過(guò)氣體連接管線340輸送至氧化完成單元50f (步驟804)以將Cu+氧化成Cu++，并且冷凝器170的底部的其它氣體通過(guò)氣體連接管350流向洗滌器190(步驟806)，其中洗滌器190中的溶液來(lái)自第一沖洗子單元80a和中和器20。第一沖洗子單元80a中的廢溶液是受污染最嚴(yán)重的溶液，因?yàn)槠涫乔鍧嵨g刻電路板的第一級(jí)；并且當(dāng)其中的鹽濃度達(dá)到蝕刻裝置10中廢蝕刻溶液中鹽濃度的50%時(shí)，第一沖洗單元80a中的沖洗溶液經(jīng)由液體連接管430輸送至洗滌器190。在洗滌器190中，進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)[Cu (NH3) n (NH4) J+(m+2) +NH3 — [Cu (NH3) J +++mNH4+NH3+H+ — NH4+然后洗滌器190中的所得溶液經(jīng)由液體連接管440供應(yīng)給氧化單元50e(步驟808 )以補(bǔ)充由于蒸發(fā)而損耗的水并且使溶液富集氧化反應(yīng)所需的NH4+離子，而從洗滌器190中的溶液中逸出的廢氣通過(guò)氣體連接管360輸送至分離單元180(步驟810)。作為一個(gè)實(shí)例，通過(guò)流質(zhì)注射器將從洗滌器190逸出的氣體注入分離單元180中。分離單元180包括第一分離子單元180a、第二分離子單元180b和第三分離子單元180c。冷凝器170中的冷凝物包含來(lái)自第三處理單元50d的水和氣體而非提取的氨氣，其通過(guò)連接管510轉(zhuǎn)移至第二分離子單元180b (步驟812)并且由于抽吸(其降低子單元180b的壓力)而釋放溶解的氨氣。然后將釋放的氨氣通過(guò)氣體連接管380注入第一再生單元60a (步驟814)。第二分離子單元180b中的冷凝物經(jīng)由管520輸送至第一分離子單元180a以經(jīng)由管360吸收來(lái)自洗滌器190的氣體。優(yōu)選的是將泵安裝在分離單元180中，以使得冷凝物以1. 05-1. 2atm的壓力在第二分離子單元180b與第一子單元180a之間循環(huán)，使得來(lái)自洗滌器190的氣體在分離子單元180a的溶液中的溶解度提高。在第二分離子單元180b與第一子單元180a之間循環(huán)一定的循環(huán)次數(shù)后，其中循 環(huán)次數(shù)取決于來(lái)自冷凝器170的冷凝物的供給速率，將冷凝物，即第二子單元180b中的溶液送入第三分離子單元180c以進(jìn)行進(jìn)一步的氨氣提取，然后輸送至水槽400。通過(guò)分離子單元180b和180c中進(jìn)行的提取所提取的氨氣通過(guò)氣管380移動(dòng)至第一再生單元60a (步驟816)以促進(jìn)第一再生單元60a中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，并且未溶解于第一子單元180a的溶液中的過(guò)量氣體在其移出回收系統(tǒng)之前通過(guò)氣管370從第一分離子單元180a逸出至中和器20 (步驟818)以進(jìn)行最終處理?？衫斫獾氖?，應(yīng)在第二分離子單元180b和第三分離子單元180a中形成具有低壓的環(huán)境以提取更多的氨氣，并且應(yīng)在第一分離子單元180a中形成具有高壓的環(huán)境以溶解更多的來(lái)自洗滌器190的氣體。在中和器20中，在最低量的氨氣與含有5-15%硫酸的溶液之間存在以下化學(xué)反應(yīng)H2S04+2NH3 — (NH4) 2S04NH3+H+ — NH4+洗滌器190中的溶液被輸送至氧化單元50e (步驟820)，從而補(bǔ)充氧化單元50e中損耗的水并且富集單元50e中的溶液的NH4+。向廢蝕刻溶液中注入氨氣將增大圖4所示的氧化對(duì)Cu++/Cu+與Cu+/Cu之間化學(xué)勢(shì)的差值，這有助于蝕刻并且提高了[Cu(NH3)4]+++Cu — 2[Cu(NH3)2]+)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。從蝕刻溶液中提取氨氣通過(guò)增大圖4所示的氧化對(duì)Cu++/Cu+與Cu+/Cu之間的應(yīng)有勢(shì)差促進(jìn)了電解過(guò)程。圖7示出針對(duì)水處理裝置的工序的流程圖。以下描述也參照?qǐng)D3。來(lái)自第三分離子單元180c的冷凝物通過(guò)液體連接管530輸送至第一槽400 (步驟700)。并且將在管450中的沖洗溶液的鹽濃度高于I克/升時(shí)單獨(dú)從第二沖洗子單元80b和第三沖洗子單元80c中任一者輸送至液體管450的沖洗溶液輸送至第二槽410(步驟701)，其中所述溶液通過(guò)子管450b從第二沖洗子單元80b流向管450并且通過(guò)子管450c從第三沖洗子單元80c流向管450。然后第二槽410中的溶液經(jīng)過(guò)液體管460到達(dá)通過(guò)滲透操作獲得純水的滲透單元390 (步驟702)。獲得的純水通過(guò)液體管470傳輸(步驟704)至第三槽420，并且第三槽420中的水連續(xù)通過(guò)液體管500到達(dá)第三沖洗子單元80c (步驟706)。滲透單元390中的剩余溶液通過(guò)液體管480輸送至第一槽400(步驟708)，其中輸送的溶液與從第三分離子單元180c輸送來(lái)的溶液混合。當(dāng)?shù)谝粵_洗子單元80a、第二沖洗子單元80b、第三沖洗子單元80c中之一的鹽濃度超出預(yù)設(shè)值如lg/L時(shí)，將第一槽400中的所得混合物溶液分別通過(guò)液體連接管490a、490b和490c送入第一沖洗子單元80a (步驟710)、第二沖洗子單元80b和第三沖洗子單元80c，以調(diào)節(jié)沖洗溶液中的鹽的濃度。第三沖洗子單元80c中的沖洗溶液可流向第二沖洗子單元80b。由于水處理裝置中的溶液可流向沖洗單元80和從沖洗單元80流出，因此基于液體連接管430更新洗滌器190中的溶液。 可看出蝕刻裝置、氧化裝置、再生裝置、電解裝置、氣體處理裝置和水處理裝置形成閉合的回收系統(tǒng)，其中廢蝕刻溶液轉(zhuǎn)化成氣體從廢蝕刻溶液中提取或逸出的蝕刻溶液。通過(guò)此回收系統(tǒng)和方法，廢蝕刻溶液的回收可高達(dá)幾乎100%。
權(quán)利要求
1.一種用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)，其包括用于蝕刻反應(yīng)的蝕刻裝置，所述蝕刻反應(yīng)產(chǎn)生廢蝕刻溶液；氧化裝置，其包括連接至所述蝕刻裝置的第一處理段，其用于接收從所述蝕刻裝置輸送來(lái)的廢蝕刻溶液，所述第一處理段從所述廢蝕刻溶液中提取氨氣；和連接至所述第一處理段的第二處理段，其用于氧化從所述第一處理段輸送來(lái)的廢溶液中的銅離子；連接至所述第二處理段的再生裝置，其用于提高銅絡(luò)合物[Cu(NH3)4]++的濃度并調(diào)節(jié)從所述第二處理段輸送來(lái)的廢蝕刻溶液的PH值，將所述銅絡(luò)合物濃度提高且PH值經(jīng)調(diào)節(jié)的所述廢蝕刻溶液傳送至蝕刻裝置以用作蝕刻溶液；和電解裝置，其包括連接至所述第一處理段的電解單元，其用于從所述第一處理段輸送來(lái)的廢溶液中析出銅；連接至所述電解單元的中間槽，其接收來(lái)自所述電解單元的銅濃度降低的廢溶液； 其中將從所述第一處理段提取的氨氣輸送至所述第二處理段，將從所述第二處理段逸出的氣體輸送至所述再生裝置，并且將從所述再生裝置逸出的氣體輸送回所述第一處理段；且其中將從所述蝕刻裝置、所述電解單元和所述中間槽逸出的氣體輸送至所述第二處理段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述蝕刻裝置包括用于噴灑所述蝕刻溶液的噴灑單元、用于儲(chǔ)存所述廢蝕刻溶液的溶液槽和用于清潔蝕刻電路板的沖洗單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述第一處理段包括連接至所述蝕刻裝置的第一處理單元、連接至所述第一處理單元的第二處理單元以及連接至所述第二處理單元的第三處理單元，使得所述廢蝕刻溶液通過(guò)所述第二處理單元從所述第一處理單元流向所述第三處理單元；并且所述第二處理段包括連接至所述第三處理單元的氧化單元和連接至所述氧化單元的氧化完成單元，使得所述廢蝕刻溶液通過(guò)所述氧化單元從所述第三處理單元輸送至所述氧化完成單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第二處理單元包括第一處理子單元和第二處理子單元，其中在所述第一處理子單元、所述第二處理子單元和所述第三處理單元之間形成回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述廢蝕刻溶液在所述回路中流動(dòng)三個(gè)循環(huán)，然后將所述廢蝕刻溶液輸送至所述氧化單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其中從所述第一處理單元、所述第一處理子單元和所述第二處理子單元中提取氨氣，并將提取的氨氣輸送至所述氧化完成單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中將從所述氧化單元逸出的氣體輸送至所述氧化完成單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中將從所述蝕刻裝置、所述電解單元和所述中間槽逸出的氣體輸送至所述氧化單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述再生單元包括用于將所述廢蝕刻溶液的PH值調(diào)節(jié)在8. 2至8. 6的范圍內(nèi)的第一再生單元和用于提高從所述氧化完成單元輸送來(lái)的廢蝕刻溶液中的銅絡(luò)合物[Cu(NH3)4]++的濃度的第二再生單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中其中將從所述第一再生單元逸出的氣體輸送至所述第二再生單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中使用注射器吸出來(lái)自所述第二再生單元的氣體并重新注入所述第二再生單元中的廢蝕刻溶液中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述第二再生單元連接至所述第一處理單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中將O.6%至O. 9%體積的來(lái)自所述蝕刻裝置的廢蝕刻溶液輸送至所述電解單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中將所述中間槽中的廢溶液輸送至所述氧化單J Li ο
15.根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其還包括氣體處理裝置，所述氣體處理裝置從所述第三處理單元逸出的氣體中提取出氨氣并將提取的氨氣轉(zhuǎn)移至所述氧化完成單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述氣體處理裝置包括冷凝器、洗滌器和分離單元，其中所述冷凝器接收從所述第三處理單元逸出的氣體并通過(guò)冷凝將氨氣與所述氣體分離， 并且將所述氨氣輸送至所述氧化完成單元；所述洗滌器接收所述冷凝器中的剩余氣體并通過(guò)所述洗滌器中的溶液洗滌所述氣體， 其中所述洗滌器中的溶液的一部分來(lái)自所述沖洗單元并且所述洗滌器中的溶液被輸送至所述氧化單元；所述分離單元接收來(lái)自所述冷凝器的冷凝物，并且接收從所述洗滌器輸送來(lái)的氣體并將氨氣與所述氣體分離并且分離的氨氣被輸送至所述第一再生單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述分離單元包括第一分離子單元和第二分離子單元，所述第二分離子單元接收從所述冷凝器輸送來(lái)的冷凝物并且通過(guò)減壓釋放所述冷凝物中所含的氨氣，然后將所述冷凝物從所述第二子單元輸送至所述第一分離子單元，所述第一分離子單元接收來(lái)自所述洗滌器的氣體并且其中的冷凝物通過(guò)增壓吸收所述氣體， 將所述第一分離子單元中含有來(lái)自所述洗滌器的吸收氣體的所述冷凝物輸送回所述第二分離子單兀。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述分離單元還包括第三分離子單元，所述第三分離子單元接收從所述第二分離子單元輸送來(lái)的冷凝物且提取所述冷凝物中所含的氨氣。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述氣體處理裝置還包括中和器，所述中和器容納用于中和從所述分離單元輸送來(lái)的過(guò)量氣體的中和溶液。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中將所述中和溶液輸送至所述洗滌器。
21.根據(jù)權(quán)利要求16-20中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其還包括用于回收所述沖洗單元的沖洗溶液的水處理裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述沖洗單元還包括第一沖洗子單元、第二沖洗子單元和第三沖洗子單元。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述水處理裝置包括第一槽、第二槽、第三槽和滲透單元，其中所述第一槽接收分別從所述分離單元和所述滲透單元輸送來(lái)的溶液，以及將混合溶液供給至所述第一沖洗子單元、所述第二沖洗子單元和所述第三沖洗子單元；所述第二槽接收來(lái)自所述第二沖洗子單元和所述第三沖洗子單元的溶液并將其供給至所述滲透單元；所述滲透單元處理所述第二槽提供的溶液，以獲得待傳輸至所述第三槽的純水；以及所述第三槽儲(chǔ)存所述純水并在所述第三沖洗單元中的鹽濃度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)將其提供至所述第三沖洗單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述第一槽接收從所述第三分離子單元和所述滲透單元輸送來(lái)的溶液。
25.一種用于回收廢蝕刻溶液的方法，其包括a)從氧化裝置的第一處理段中所含的廢蝕刻溶液中提取氨氣；b)將步驟a中獲得的廢蝕刻溶液輸送至所述氧化裝置的第二處理段；c)在所述第二處理段中使用步驟a中提取的氨氣根據(jù)反應(yīng)[Cu(NH3) 2Γ+ΝΗ3+ΝΗ4++1/40 2 — [Cu (NH3) 4Γ+1/2Η20將所述廢溶液中的銅離子Cu+氧化成Cu++ ；d)將步驟c中氧化的廢蝕刻溶液輸送至再生裝置以根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)提高銅絡(luò)合物 [Cu(NH3)4]++的濃度[Cu (NH3)2J+ — Cu.+2NH3 ；Cu.+2NH3+2NH4+1/202 — Cu+++4NH3+H20 ；Cu+++4NH3 — [Cu (NH3) 4]++且在進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)后穩(wěn)定[Cu(NH3)4]++以及所述廢蝕刻溶液的PH值NH3 十 H2O NH4 + + OH~ ■和e)將步驟d中獲得的廢蝕刻溶液輸送至蝕刻裝置以用作蝕刻溶液。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述步驟b還包括將99. 1%至99. 4%體積的所述第一處理段中的廢蝕刻溶液輸送至所述氧化裝置的所述第二處理段；和將剩余廢蝕刻溶液輸送至電解裝置，在所述電解裝置中，銅被析出。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，所述方法還包括將銅析出期間產(chǎn)生的氣體輸送至所述氧化裝置的第二處理段；將從所述蝕刻裝置中的廢蝕刻溶液中提取的氣體輸送到所述氧化裝置的第二處理段中；和將所述電解裝置中的廢溶液在銅析出操作之后輸送至所述氧化裝置的第二處理段。
28.根據(jù)權(quán)利要求25-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述步驟a還包括從所述氧化裝置的第一處理單元和第二處理單元中的廢蝕刻溶液中提取氨氣；然后在第三處理單元中，吸收從所述再生裝置輸送來(lái)的氣體。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中將從所述第三處理單元逸出的氣體輸送至氣體處理裝置以從所述氣體獲得氨氣。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中將從所述第三處理單元逸出的氣體輸送至冷凝器以通過(guò)冷凝將氨氣與所述氣體分離，并且將分離的氨氣輸送至所述氧化裝置的第二處理段的氧化完成單元。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中將冷凝后的剩余氣體輸送至洗滌器中以進(jìn)行洗滌，所述洗滌器中所含的溶液來(lái)自用于清潔蝕刻電路板的沖洗單元。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中將所述洗滌器中的溶液輸送至所述氧化裝置的第二處理段以回收來(lái)自所述沖洗單元的廢溶液。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中將從所述洗滌器逸出的氣體輸送至分離單元以將氨氣與從所述洗滌器逸出的氣體分離，并且將分離的氨氣傳輸至所述再生裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述分離單元中的溶液來(lái)自所述冷凝器。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中將從所述分離單元逸出的氣體輸送至中和器以中和最低量的氨氣。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中將所述分離單元中的溶液輸送至水處理裝置的第一槽。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中將所述沖洗單元的第一沖洗子單元的沖洗溶液輸送至所述洗滌器，將所述第二沖洗子單元的溶液和第三沖洗子單元的溶液輸送至所述第二槽。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中將所述第二槽中的溶液輸送至滲透單元以獲得純水。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述純水儲(chǔ)存在第三槽中，并且將所述第三槽中的水傳輸至所述第三沖洗單元。
40.根據(jù)權(quán)利要求27-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述再生裝置中[Cu(NH3)4]++濃度提高且PH值穩(wěn)定的廢蝕刻溶液傳輸至所述氧化裝置的第一處理段。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于回收廢蝕刻溶液的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于在蝕刻反應(yīng)中產(chǎn)生廢蝕刻溶液的蝕刻裝置；氧化裝置，其包括用于從所述廢蝕刻溶液中除去氨氣的第一處理段和用于氧化從所述第一處理段輸送來(lái)的廢溶液的第二處理段；用于使從所述第二處理段輸送來(lái)的廢蝕刻溶液再生的再生裝置和用于從所述第一處理段輸送來(lái)的廢溶液中析出銅的電解裝置。本申請(qǐng)還提供用于回收廢蝕刻溶液的方法。通過(guò)本發(fā)明系統(tǒng)和方法，廢蝕刻溶液的回收可高達(dá)幾乎100%。
文檔編號(hào)C02F1/72GK103025667SQ201080067215
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者施道可·內(nèi)迪 申請(qǐng)人:庫(kù)特勒自動(dòng)化系統(tǒng)(蘇州)有限公司, 無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司