CN101285195A - 废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废蚀刻液的循环再生技术，尤其涉及一种废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统，蚀刻机产生的废蚀刻液和氨水洗板废液经系统中的蚀刻废液入口分别进入一级萃取缸和二级萃取缸，萃取剂循环缸内的萃取剂经萃取剂入口进入一级萃取缸和二级萃取缸，萃取剂将废蚀刻液中的铜离子萃取分离出来，废蚀刻液成为再生蚀刻液和氨水洗液，再经再生液出口进入蚀刻液再生系统分别进行成分调配后，进入蚀刻工序和氨水洗板工序。系统在整个处理过程中物料实现闭路循环，没有废水废气排出，能高效回收铜、再生蚀刻液和氨水洗液，大大减少蚀刻工序的污水排放量，降低环保压力，且三个循环系统可同时连续工作，降低了处理运行成本。

Description

废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统
发明领域：本实用新型涉及液态混合物的分离技术，尤其涉及一种废蚀刻液的循环再生技术。
背景技术：
作为电子工业、信息产业和家电行业的基础，近20年来重污染行业之一的印制电路板行业纷纷向中国转移，使得中国的印制电路板行业近年一直保持高于10％的年增长速度，目前有多种规模的企业近3000家，年产量达到2亿平方米，每年消耗精铜在10万吨以上，产出的废蚀刻液中总铜量在5万吨以上，对社会尤其是PCB周边地区的水资源构成了严重的危害。蚀刻是PCB(印制电路板)生产中耗药水量较大的工序，也是产生废液(即危险废物——废蚀刻液，按国家环保总局的废物分类命名)和废水(即一次洗涤废水和二次洗涤废水)最大的工序；一般而言，每生产一平方米正常厚度(18μm)的双面板消耗蚀刻液约为2～3升，并出废蚀刻液2～3升、一次洗涤废水50～75升、二次洗涤废水80～100升。目前的做法是定时或不定时地从蚀刻槽排出部分铜含量很高的母液——废蚀刻液，同时向其中添加新的蚀刻液。由于蚀刻的最佳铜浓度在80～100克/升，而外排时则希望铜浓度越高越好(常在135～165克/升)，以尽可能提高蚀刻液利用效率，降低溶液总使用量，因此，不论是采用人工间歇排放工艺还是比重控制的连续排放工艺，实际生产中蚀刻液并未处于最佳技术状态，并且该废液中富含铜(135～165克/升)。传统处理方法是把失效蚀刻液给回收公司生产硫酸铜，这是一种被动的后期治理。采取分散运输、集中处理的硫酸铜工艺，既浪费了费蚀刻液中的氨、氯化物、硫脲、铬合铜等资源，而且废液运输中存在潜在的事故隐患，其工艺本身对区域性的水系及周边环境造成了更为严重的二次污染，虽然处理方法工艺虽简单，但是需要消耗大量试剂，产生大量洗涤废水，或者所得产品纯度不够，并且不能直接再生蚀刻剂，经济效益低。
国内还有采用离子膜工艺直接在蚀刻液碱性体系下电解提取铜来进行循环再生的方法，由于技术思路问题和离子膜及阴极板的问题，造成电解液氯离子与其他组份相互化学反应，导致再生蚀刻液组份调节困难，生产稳定性差，双面及高精多层板不能使用，电解时有剧毒气体氯气产生，另外由于电解过程中采用不锈钢板作为阴阳极，造成电解液温度过高，产出的铜大部分成粉状，纯度较低，同时氨挥发损失大，氨洗液不能循环再生；另外电解铜需每天手工提取一至两次，导致劳动强度大和氨的流失严重等问题。
发明内容：
本发明的目的就是将有机化工、有色冶金、环境工程及机电一体化技术进行整合，提供一种使蚀刻工序成为零污染排放的清洁生产复合技术——废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统。
本发明是这样实现的：废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统由废蚀刻液萃取系统、蚀刻液循环再生系统和电解系统组成，废蚀刻液萃取系统包括一级萃取缸和二级萃取缸、萃取剂和萃取剂循环缸，在所述一级萃取缸和二级萃取缸上分别设置有蚀刻废液入口、萃取剂入口和再生液出口，所述萃取剂循环缸分别与一级萃取缸和二级萃取缸连接；
所述蚀刻液循环再生系统包括去除装置和组份调节缸，所述的一级萃取缸和二级萃取缸通过再生液出口分别与去除装置连接，所述的去除装置分别与所述萃取剂循环缸和组份调节缸相连接，所述组份调节缸上设置有出口；
所述的电解系统包括铜反萃缸和电解槽，所述的铜反萃缸与所述电解槽连接，所述的铜反萃缸分别与所述的萃取剂循环缸和二级萃取缸连接；
上述三个系统连接的管路中设有循环泵、管道阀门以及中转槽。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本系统利用“萃取-反萃-电沉积铜”工艺，与蚀刻机相互连接后，自动循环运作，进行蚀刻液和氨洗水的回收及再生工作，蚀刻效果稳定，在技术上使该工序处于蚀刻的最佳状态，使蚀刻速度最高，侧蚀最小；全封闭式系统，无废水、废气及废物排放，可使蚀刻工序成为清洁生产工序；在产出结果上变有危害的大量液体废物为无污染之嫌的固体商品——金属铜，大幅提高PCB企业的副产品收益，符合国家实现清洁生产可持续发展的循环经济总体战略发展目标。
附图说明：
图1为本发明所述废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统的结构示意图
具体实施方式：
从图1可以看出，废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统由废蚀刻液萃取系统、蚀刻液循环再生系统和电解系统组成，废蚀刻液萃取系统包括一级萃取缸和二级萃取缸、萃取剂和萃取剂循环缸，在所述一级萃取缸和二级萃取缸上分别设置有蚀刻废液入口、萃取剂入口和再生液出口，所述萃取剂循环缸分别与一级萃取缸和二级萃取缸连接；所述蚀刻液循环再生系统包括去除装置和组份调节缸，所述的一级萃取缸和二级萃取缸通过再生液出口分别与去除装置连接，所述的去除装置分别与所述萃取剂循环缸和组份调节缸相连接，所述组份调节缸上设置有出口；所述的电解系统包括铜反萃缸和电解槽，所述的铜反萃缸与所述电解槽连接，所述的铜反萃缸分别与所述的萃取剂循环缸和二级萃取缸连接；上述三个系统连接的管路中设有循环泵、管道阀门以及中转槽。
蚀刻机产生的废蚀刻液和氨水洗板废液经铜萃取系统中的蚀刻废液入口分别进入一级萃取缸和二级萃取缸，萃取剂循环缸内的萃取剂经萃取剂入口进入一级萃取缸和二级萃取缸，该萃取剂为N-910有机铜萃取剂，萃取剂将废蚀刻液中的铜离子萃取分离出来，废蚀刻液成为再生蚀刻液和氨水洗液，再经再生液出口分别进入组份调节缸和去除装置(蚀刻液再生系统)分别进行成分调配后，进入蚀刻工序和氨水洗板工序。
铜反萃缸设有含铜萃取剂入口和反萃剂入口，铜反萃缸采用混合-澄清缸一级反萃，反萃剂为硫酸铜与硫酸的混合溶液，含铜的铜萃取剂与反萃剂的比例1∶1～1∶1.5。含铜的萃取剂经反萃取去除铜离子后还原成为铜萃取剂，铜萃取剂经萃取剂出口进入萃取剂循环缸内。
电解槽中的阳极为钛活性板，阴极为紫铜片，其电耗低，避免了采用铅合金阳极等对阴极铜的污染。含铜反萃剂入口通过管道与铜反萃缸的含铜反萃剂出口相接，由此构成电解提铜循环系统。铜反萃缸中的含铜反萃剂经含铜反萃剂出口和含铜反萃剂入口进入电解槽内，电解槽电解含铜反萃剂，含铜反萃剂形成电积铜和反萃剂，反萃剂进入铜反萃缸内，电积铜进行回收。
本系统在整个处理过程中物料实现闭路循环，没有废水废气排出，能高效回收铜、再生蚀刻液和氨水洗液，大大减少蚀刻工序的污水排放量，降低环保压力，且三个循环系统可同时连续工作，降低了处理运行成本。

Claims (5)

1.一种废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统由废蚀刻液萃取系统、蚀刻液循环再生系统、连接管路和电解系统组成，三个系统通过连接管路相连，所述的连接管路中设有循环泵、管道阀门以及中转槽。
2.根据权利要求1所述的一种废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统，其特征在于：废蚀刻液萃取系统包括一级萃取缸和二级萃取缸、萃取剂和萃取剂循环缸，在所述一级萃取缸和二级萃取缸上分别设置有蚀刻废液入口、萃取剂入口和再生液出口，所述萃取剂循环缸分别与一级萃取缸和二级萃取缸连接。
3.根据权利要求1所述的一种废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统，其特征在于：所述蚀刻液循环再生系统包括去除装置和组份调节缸，所述的一级萃取缸和二级萃取缸通过再生液出口分别与去除装置连接，所述的去除装置分别与所述萃取剂循环缸和组份调节缸相连接，所述组份调节缸上设置有出口。
4.根据权利要求1所述的一种废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统，其特征在于：所述的电解系统包括铜反萃缸和电解槽，所述的铜反萃缸与所述电解槽连接，所述的铜反萃缸分别与所述的萃取剂循环缸和二级萃取缸连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种废蚀刻液循环再生及铜的回收处理系统，其特征在于：所述的萃取剂为N-910。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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