CN106929857A - 含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备及方法，包括有蚀刻生产线、废液收集缸、废液储罐、电解槽、循环槽以及蚀刻液监控槽；该废液收集缸于与蚀刻生产线相连通，该废液储罐与废液收集缸相连通，该电解槽与废液储罐相连通，该循环槽与电解槽相连通，循环槽内的电解液抽回电解槽中循环使用，该蚀刻液监控槽与循环槽相连通，且该蚀刻液监控槽与蚀刻生产线相连通构成一循环。本发明大大节省了氧化剂和盐酸，提高了生产效率，设备性能稳定，操作维护简单，自动化程度高，且处理后的水中铜含量达到国家排放标准，成功地解决了含铜废水难处理到国家排放标准的难题。

Description

含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备及方法

技术领域

本发明涉及环保领域技术，尤其是指一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备及方法。

背景技术

在PCB和电镀企业的电镀铜、化学镀铜等生产线清洗段排放的含铜清洗水或换槽含铜酸性蚀刻液中，含有大量的铜。排污时，含铜废水一般与含金、含锡等金属元素的废水混合后，一起排放至污水处理池，在处理池中加入通用的沉淀试剂，进行初步化学反应，使部份金属元素简单回收后，即对这些污水进行排放。以上这种简单的污水处理方式，金属元素回收利用率非常低，此外，使多种金属混合液混合排放后再进行污水处理，针对性不强，造成污水处理成本过高，且沉淀试剂的浪费。加之目前国家污水排放对铜元素限定了排放标准，若如上述简单污水处理排放，一般不能达到含铜废水难处理的国家排放标准。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备及方法，其具有操作简单、易于维护、铜回收率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，包括有

一蚀刻生产线，蚀刻生产线产生含铜酸性蚀刻液；

一废液收集缸，废液收集缸用于收集蚀刻生产线产生的含铜酸性蚀刻废液；

一废液储罐，由一第一污水泵将废液收集缸内的含铜酸性蚀刻废液抽入废液储罐中进行存储；

一离子膜电解槽，由一第二污水泵通过第一管道将废液储罐内的废液抽入该离子膜电解槽进行电解，离子膜电解槽包括有阳极区和阴极区，该阳极区内安装有涂层钛阳极板，以电催化涂层电极为阳极，该阴极区中安装有阴极板；

一循环槽，循环槽包括有阳极循环槽和阴极循环槽，离子膜电解槽电解后的阳极液经阳极区内顶部的第二管道流入阳极循环槽内，阳极循环槽上安装蚀刻液参数监控装置，该蚀刻液参数监控装置把再生蚀刻液调解到正常参数，调解后的再生蚀刻液由第一高压泵抽回离子膜电解槽中进行循环使用，且第一高压泵的输出口连通阳极循环槽的内顶部，离子膜电解槽电解后的阴极液经阴极区内顶部的第三管道流入阴极循环槽内，阴极循环槽内安装有保持恒温作用的钛冷却管，温度恒定后的阴极液由第一高压泵抽回离子膜电解槽中进行循环使用；

一蚀刻液监控槽，由一第二高压泵将循环槽内的蚀刻液抽入蚀刻液监控槽中进行存储，且第二高压泵的输出口连通阴极循环槽的内顶部，循环槽与蚀刻液监控槽之间连接有用于去除粗杂质的过滤器，蚀刻液监控槽通过测试废液的氧化还原电位值、比重、酸度和温度来自动控制再生废液的药水参数，调配好的废液流入蚀刻生产线内进行循环使用。

作为一种优选方案，所述废液收集缸内设置有自动控制液位的液位感应器。

作为一种优选方案，所述离子膜电解槽壁开孔安装废气排放管路，废气排放至废气吸收塔酸碱中和喷淋处理。

一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用方法，采用含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，包括以下步骤：

（1）收集：对PCB和电镀企业的电镀铜、化学镀铜的蚀刻生产线清洗段排放的含铜清洗水或换槽含铜废水进行回收至废液收集缸和废液储罐中；

（2）电解：将废液储罐中的含铜废水抽入离子膜电解槽进行电解；

（3）调整酸碱值：电解后的废液通过管道流入循环槽中，循环槽将废液的pH值调配到正常参数，在抽回离子膜电解槽中循环使用；

（4）过滤：由过滤器通过管道连接于循环槽，滤除粗杂质；

（5）循环使用：将过滤后的含铜废液导入蚀刻生产线中，进行再生循环利用。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过采用离子膜电解工艺来再生含铜酸性蚀刻液，该工艺是一种在线式的再生工艺，再生后含铜酸性蚀刻液内的铜离子浓度降低，氧化还原电位到达要求，可循环使用，且再生药水稳定性好，回用后可节省氧化剂70%-90%，回收的铜板可直接销售，经济效益显著，且该设备稳定性好，操作维护简单，自动化程度高。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的结构示意图；

附图标识说明：

10、蚀刻生产线 20、废液收集缸

21、液位感应器 30、废液储罐

31、第一污水泵 32、第二污水泵

40、离子膜电解槽 41、阳极区

42、阴极区 43、钛阳极板

44、阴极板 50、循环槽

51、阳极循环槽 52、阴极循环槽

53、监控装置 54、钛冷却管

60、蚀刻液监控槽 61、过滤器

71、第一高压泵 72、第二高压泵。

具体实施方式

请参照图1所示，其显示出了本发明一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备之较佳实施例的具体结构，包括有蚀刻生产线10、废液收集缸20、废液储罐30、离子膜电解槽40、循环槽50以及蚀刻液监控槽60。

该废液收集缸20用于收集蚀刻生产线10产生的含铜酸性蚀刻废液，含铜酸性蚀刻废液收集缸20中安装有液位感应器21，当液位达到一定高度后，该液位感应器21控制第一污水泵31将废液收集缸20中的废液抽入废液储罐30内进行存储。

该废液储罐30内的废液由一第二污水泵32通过第一管道抽入离子膜电解槽40进行电解，得到高纯度铜板，离子膜电解槽40包括有阳极区41和阴极区42，阳极区41内安装有涂层钛阳极板43，以电催化涂层电极为阳极，以阳极与阳极液的电位差为反应驱动力，使阳极表面的一价亚铜络合离子氧化为二价铜络合离子，实现废蚀刻液的氧化再生；阴极区回收铜板和Cu²⁺浓度降低后的阴极液返回再生蚀刻液中降低铜离子浓度：在电化学势能推动下，在阴极板表面的一价亚铜络合离子还原为零价铜板和产生Cl^-，Cu²⁺浓度降低至20g/L左右的阴极液返回再生蚀刻液中，使比重下降至一定的范围，从而使酸性蚀刻废液的化学组成、氧化还原电位及比重等参数达到蚀刻线正常生产要求的控制范围；阴极板44上析出具有商业价值的铜板；离子膜电解槽40壁开孔安装废气排放管路，废气排放至废气吸收塔酸碱中和喷淋处理。

该循环槽50包括有阳极循环槽51和阴极循环槽52，离子膜电解槽40电解后的阳极液经阳极区41内顶部的第二管道流入阳极循环槽51内，阳极循环槽51上安装蚀刻液参数监控装置53，通过加入氧化剂、盐酸和水把再生蚀刻液调解到正常参数，调解后的再生蚀刻液可经第一高压泵71抽回离子膜电解槽40中进行循环使用，且第一高压泵71的输出口连通阳极循环槽51的内顶部，离子膜电解槽40电解后的阴极液经阴极区42内顶部的第三管道流入阴极循环槽52内，阴极循环槽52内安装有钛冷却管54，钛冷却管54保持阴极液温度恒定，温度恒定后的阴极液也由第一高压泵71抽回离子膜电解槽40中进行循环使用。

一蚀刻液监控槽60，由一第二高压泵72将循环槽50内的阳极液和阴极液抽入蚀刻液监控槽60中进行存储，且第二高压泵72的输出口连通阴极循环槽52的内顶部，循环槽50与蚀刻液监控槽60之间连接有用于去除粗杂质的过滤器61，蚀刻液监控槽60通过测试废液的氧化还原电位值、比重、酸度和温度来自动控制再生废液的药水参数，调配好的废液流入蚀刻生产线10内进行循环使用。

本发明还公开了一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用方法，采用含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，包括以下步骤：

（1）收集：对PCB和电镀企业的电镀铜、化学镀铜的蚀刻生产线10清洗段排放的含铜清洗水或换槽含铜废水进行回收至废液收集缸20和废液储罐30中；

（2）电解：将废液储罐中的含铜废水抽入离子膜电解槽40进行电解；

（3）调整酸碱值：电解后的废液通过管道流入循环槽50中，循环槽50将废液的pH值调配到正常参数，在抽回离子膜电解槽40中循环使用；

（4）过滤：由过滤器61通过管道连接于循环槽50，滤除粗杂质；

（5）循环使用：将过滤后的含铜废液导入蚀刻生产线10中，进行再生循环利用。

所述步骤（3）中循环槽内的蚀刻液温度调整到22°；废液回用后可节省氧化剂70-90％，节省盐酸50-70％，且回收的铜为优质高纯度电解铜板，该设备每天可产电解铜板100公斤以上，设备性能稳定，操作维护简单，自动化程度高。

经上述几个步骤处理后的蚀刻液中铜含量达到国家排放标准，成功地解决了含铜废水难处理到国家排放标准的难题。

本发明的设计重点在于：

通过采用离子膜电解工艺来再生含铜酸性蚀刻液，该工艺是一种在线式的再生工艺，再生后含铜酸性蚀刻液内的铜离子浓度降低，氧化还原电位到达要求，可循环使用，且再生药水稳定性好，回用后可节省氧化剂70%-90%，回收的铜板可直接销售，经济效益显著，且该设备稳定性好，操作维护简单，自动化程度高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，其特征在于：包括有

一蚀刻生产线，蚀刻生产线产生含铜酸性蚀刻液；

一废液收集缸，废液收集缸用于收集蚀刻生产线产生的含铜酸性蚀刻废液；

一废液储罐，由一第一污水泵将废液收集缸内的含铜酸性蚀刻废液抽入废液储罐中进行存储；

一离子膜电解槽，由一第二污水泵通过第一管道将废液储罐内的废液抽入该离子膜电解槽进行电解，离子膜电解槽包括有阳极区和阴极区，该阳极区内安装有涂层钛阳极板，以电催化涂层电极为阳极，该阴极区中安装有阴极板；

一循环槽，循环槽包括有阳极循环槽和阴极循环槽，离子膜电解槽电解后的阳极液经阳极区内顶部的第二管道流入阳极循环槽内，阳极循环槽上安装蚀刻液参数监控装置，该蚀刻液参数监控装置把再生蚀刻液调解到正常参数，调解后的再生蚀刻液由第一高压泵抽回离子膜电解槽中进行循环使用，且第一高压泵的输出口连通阳极循环槽的内顶部，离子膜电解槽电解后的阴极液经阴极区内顶部的第三管道流入阴极循环槽内，阴极循环槽内安装有保持恒温作用的钛冷却管，温度恒定后的阴极液由第一高压泵抽回离子膜电解槽中进行循环使用；

一蚀刻液监控槽，由一第二高压泵将循环槽内的蚀刻液抽入蚀刻液监控槽中进行存储，且第二高压泵的输出口连通阴极循环槽的内顶部，循环槽与蚀刻液监控槽之间连接有用于去除粗杂质的过滤器，蚀刻液监控槽通过测试废液的氧化还原电位值、比重、酸度和温度来自动控制再生废液的药水参数，调配好的废液流入蚀刻生产线内进行循环使用。

2.根据权利要求1所述的含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，其特征在于：所述废液收集缸内设置有自动控制液位的液位感应器。

3.根据权利要求1所述的含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，其特征在于：所述离子膜电解槽壁开孔安装废气排放管路，废气排放至废气吸收塔酸碱中和喷淋处理。

4.一种含铜酸性蚀刻液循环再生回用方法，其特征在于，采用如权利要求书1至3任一项所述的含铜酸性蚀刻液循环再生回用设备，包括以下步骤：

（1）收集：对PCB和电镀企业的电镀铜、化学镀铜的蚀刻生产线清洗段排放的含铜清洗水或换槽含铜废水进行回收至废液收集缸和废液储罐中；

（2）电解：将废液储罐中的含铜废水抽入离子膜电解槽进行电解；

（3）调整酸碱值：电解后的废液通过管道流入循环槽中，循环槽将废液的pH值调配到正常参数，在抽回离子膜电解槽中循环使用；

（4）过滤：由过滤器通过管道连接于循环槽，滤除粗杂质；

（5）循环使用：将过滤后的含铜废液导入蚀刻生产线中，进行再生循环利用。