CN103290415B - 酸性蚀刻液的处理工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种酸性蚀刻液的处理工艺及系统，用于处理电路板的酸性蚀刻液。该工艺运用隔膜电解与萃取—萃取复合工艺处理酸性蚀刻废液，整套工艺同时具有隔膜电解与萃取工艺的优点，避免了二者在蚀刻液回用调药中补加大量盐酸、双氧水、氯化铵等带来的巨大体积增量，也避免了阳极析氯反应造成对环境的二次污染，很好的解决了隔膜电解工艺对增量部分药液处理不了的难题，治理工艺更加完善。
Description
技术领域
本发明涉及一种印刷线路板的蚀刻液处理工艺，尤其涉及一种酸性时刻液的处理工艺。
背景技术
印刷线路板的酸性蚀刻液中，废液含铜量达100g/L以上，如不能很好回收利用，将导致铜资源的大量流失和对环境的严重污染。现有技术提供了一些酸性蚀刻液的处理工艺，如CN201210438732.X的那种隔膜电解工艺。这种隔膜电解工艺提供了一种不会析氯的电解工艺，但是当铜离子浓度较低时，能量消耗较大。结合萃取反萃取与电积工艺可以反复使用，逐渐降低铜离子的浓度，该工艺可以产生品质较佳的铜板。
发明内容
本发明提出一种酸性蚀刻液的处理工艺，解决了现有技术中不便于充分处理高浓度的酸性蚀刻液的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：一种酸性蚀刻液的处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
隔膜电解
以稀硫酸溶液作为阳极液，稀释后的酸性蚀刻液作为阴极液，以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极电解板，以无涂层钛板为阴极电解板，电流密度为400-800A/m2，Cu2+浓度降到20g/L以下时停止电解，回收阴极液；
萃取
控制回收的阴极液中铜离子含量为20-25g/L，氢离子含量为2-3mol/L，利用10-30%氨水调节pH值到4.5-8，用铜萃取剂萃取该溶液，其油液比为1：1～1： 3；
反萃取
用15-25%硫酸反萃取含铜萃取液，V硫酸/V含铜萃取液=1：1～1：3；
电积
控制萃余液中铜离子含量为5-40g/L，以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为50-400A/m2。
优选的，稀释后的酸性蚀刻液中，铜离子浓度为30-40g/L。
优选的，在阳极框中，稀硫酸溶液的质量浓度为15-25%。
优选的，阳极电解板与阴极电解板的间距60mm，电压3.6V。
优选的，电解时间为两个小时。
一种酸性蚀刻液的处理系统，其特征在于依次包括：
一隔膜电解装置，所述隔膜电解装置具有电解槽，一隔膜将该电解槽分割为阳极框和阴极槽，所述阳极框盛放稀硫酸溶液，所述阴极槽盛放稀释后的酸性蚀刻液，二氧化铱涂层的钛板作为阳极电解板，以无涂层钛板为阴极电解板；
一萃取装置，所述萃取装置包括混料部分、萃取部分，所述混料部分混合电解后的酸性蚀刻液和氨水，并将混合后的溶液送至所述萃取部分，所述萃取部分通过铜萃取液萃取混合液；
一反萃取装置，所述反萃取采用15-25%硫酸反萃取含铜萃取液；
一电积装置，所述电积装置以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为50-400A/m2。
优选的，阳极电解板与阴极电解板的间距60mm，温度为常温，电压3.6V。
实施本发明这种酸性蚀刻液，具有以下有益效果：
1、运用隔膜电解与萃取-萃取复合工艺处理酸性蚀刻废液，整套工艺同时具有隔膜电解与萃取工艺的优点，避免了二者在蚀刻液回用调药中补加大量盐酸、 双氧水、氯化铵等带来的巨大体积增量；
2、酸性蚀刻液再生铜回收系统的优点表现为其先采用隔膜电解对高铜废液处理，使再生蚀刻液拥有与子液相当的蚀刻容量，也保证再生蚀刻液性能的稳定，保证生产的品质达到要求，隔膜电解工艺满足了电解提铜优于常规隔膜电解的电铜电效，也避免了阳极析氯反应造成对环境的二次污染；
3、萃取工艺处理隔膜电解产生增量的低铜蚀刻液较常规萃取工艺大大减少萃取前pH调整消耗的物料，高效的萃取剂也可以按工艺要求变的简单直接，处理后的药液直接可以进污水处理的综合池。本工艺很好的解决了隔膜电解工艺对增量部分药液处理不了的难题，治理工艺更加完善。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的酸性蚀刻液的处理工艺的流程图；
图2为本发明的酸性蚀刻液的处理系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供以下两个实施例。
实施例一
采用将阳极框插入电解槽中，在电解槽中加入Cu2+浓度为30g/L的酸性蚀刻液，在阳极框中加入20%（质量比）的稀硫酸溶液，以有二氧化铱涂层钛板为阳极，以无涂层钛板为阴极，阳极电解板与阴极电解板的间距60mm，温度为 20℃，电压3.6V，电流密度为400A/m2。电解两个小时后，当Cu2+浓度降到20g/L左右，溢流出一部分体积的蚀刻液。
将隔膜电解部分的所有溢出液收集到一起，该低铜部分中铜离子含量为22.24g/L，氢离子含量（酸度）2.5mol/L。取100ml低铜液，加25%氨水调节pH值到5.2，氨水消耗量26ml；蚀刻液体积增量为26ml，此时铜离子含量20.33g/L；用萃取剂AB油萃取调配好的蚀刻液，油液比为2：1，用20%硫酸反萃取含铜液，V硫酸/V萃取剂=1：1，此时萃余液中铜离子含量为8.26。并利用萃取剂对萃余液进行二级萃取，取一级萃取的萃余液50ml，其pH值2.0，添加25%的氨水2ml，萃余液pH值变为7.8。用萃取剂萃取调配好的萃余液，萃取剂与萃余液体积比为1：1，油水分离时间少于60s，萃余液为无色氯化铵溶液，铜离子含量小于0.5g/L。
将萃取部分的所有反萃取含铜液收集到一起，对该部分溶液进行电积处理。此时溶液中铜离子含量为21.5g/L，以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为200A/m2，其铜离子尽可能降至最低。
实施例二
采用将阳极框插入电解槽中，在电解槽中加入Cu2+浓度为40g/L的酸性蚀刻液，在阳极框中加入20%（质量比）的稀硫酸溶液，以有二氧化铱涂层钛板为阳极，以无涂层钛板为阴极，阳极电解板与阴极电解板的间距60mm，温度为常温，电压4.2V，电流密度为800A/m2。电解两个小时后，当Cu2+浓度降到20g/L左右，溢流出一部分体积的蚀刻液，如此循环，电流效率达到99%。
将隔膜电解部分的所有溢出液收集到一起，该低铜部分中铜离子含量为21.05g/L，氢离子含量（酸度）2.2mol/L。取100ml低铜液，加25%氨水调节pH值到5.3，氨水消耗量23ml；蚀刻液体积增量为23ml，此时铜离子含量19.98g/L；用萃取剂AB油萃取调配好的蚀刻液，油液比为2：1，用20%硫酸反萃取含铜液，V硫酸/V萃取剂=1：2，此时萃余液中铜离子含量为14.6。并利用萃取剂对萃余液进行二级萃取，取一级萃取的萃余液50ml，其pH值2.3，添加25%的氨水3ml，萃余液pH值变为7.5。用萃取剂萃取调配好的萃余液，萃取剂与萃余液体积比为1：1，油水分离时间少于60s，萃余液为无色氯化铵溶液，铜离子含 量小于0.5g/L。
将萃取部分的所有反萃取含铜液收集到一起，对该部分溶液进行电积处理。该溶液中铜离子含量为9.8g/L，以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为90A/m2，其铜离子尽可能降至最低，以达到排放要求。
如图2所示的本发明的这种酸性蚀刻液的处理系统，其由隔膜电解装置、萃取装置、反萃取装置、电积装置组成。
在本发明中，所述隔膜是一种多孔渗透性隔层，它不妨碍离子的迁移和电流通过并使它们以一定的速度流向阴极，但可以阻止OH-向阳极扩散，防止阴、阳极产物间的机械混合。废液中转缸11将蚀刻液输送至阳极液循环缸12，最终进入电解槽13。电解完成后，进入离心泵14离心处理。该离心泵14从组合水箱15中将水循环输送至电解槽。
低铜蚀刻液存储罐21将料液输送至调药罐22，氨水存储罐23将氨水按量送入调药罐22。调药罐22将调配好的混合液送至萃取槽24，而萃取槽24将带有氯化铜的萃取液输送至富铜萃取剂存储缸25，该存储缸25将料液富集后传递至反萃取槽26，所述反萃取采用15-25%硫酸反萃取含铜萃取液，然后传递至贫铜萃取剂存储缸27。反复对萃余液进行萃取反萃取，以降低萃余液的铜浓度。
萃取完成的硫酸铜溶液存储在硫酸铜存储缸31，输送至至电积槽32。电积槽32中以二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为50-400A/m2。阴极铜板逐渐加厚，最终成为产成品33。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种酸性蚀刻液的处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
隔膜电解
以稀硫酸溶液作为阳极液，稀释后的酸性蚀刻液作为阴极液，以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极电解板，以无涂层钛板为阴极电解板，电流密度为400-800A/m2，Cu2+浓度降到20g/L以下时停止电解，回收阴极液；
萃取
控制回收的阴极液中铜离子含量为20-25g/L，氢离子含量为2-3mol/L，利用10-30％氨水调节pH值到4.5-5.3，用铜萃取剂萃取该溶液，其油液比为1：1～1：3；
反萃取
用15-25％硫酸反萃取含铜萃取液，V硫酸/V含铜萃取液＝1：1～1：3；
电积
控制萃余液中铜离子含量为5-40g/L，以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为50-400A/m2。
2.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，在阳极框中，稀硫酸溶液的质量浓度为15-25％。
3.如权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，阳极电解板与阴极电解板的间距60mm，电压3.6V。
4.如权利要求1至3任意一项所述的处理工艺，其特征在于，电解时间为两个小时。
5.一种实施权利要求1所述处理工艺的处理系统，其特征在于包括：
一隔膜电解装置，所述隔膜电解装置具有电解槽，一隔膜将该电解槽分割为阳极框和阴极槽，所述阳极框盛放稀硫酸溶液，所述阴极槽盛放稀释后的酸性蚀刻液，二氧化铱涂层的钛板作为阳极电解板，以无涂层钛板为阴极电解板；
一萃取装置，所述萃取装置包括混料部分、萃取部分，所述混料部分混合电解后的酸性蚀刻液和氨水，并将混合后的溶液送至所述萃取部分，所述萃取部分通过铜萃取液萃取混合液；
一反萃取装置，所述反萃取采用15-25％硫酸反萃取含铜萃取液；
一电积装置，所述电积装置以有二氧化铱涂层的钛板作为阳极，以铜板为阴极，电流密度为50-400A/m2。
6.如权利要求5所述的处理系统，其特征在于，阳极电解板与阴极电解板的间距60mm，温度为常温，电压3.6V。
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