一种酸性蚀刻液铜电解装置
技术领域
本发明属于电路板酸性含重金属蚀刻废液处理设备领域,尤其涉及一种用于对印刷电路板在酸性蚀刻过程中产生的酸性废液中存在的铜进行电解的酸性蚀刻液铜电解装置。
背景技术
印刷电路板(PrintedCircuitBoard,PCB)包括硬性印刷电路板(RigidPrintedCircuitBoard,RigidPCB)、柔性印刷电路板(FlexiblePrintedCircuitBoard,FlexiblePCB)以及软硬结合的印刷电路板(RigidFlexiblePCB)。印刷电路板因具有配线密度高、重量轻、厚度薄等特点,因此被广泛应用于各种便携式电子产品中。
在PCB板的生产过程中,酸性蚀刻是一种常见的蚀刻方式,在蚀刻过程中,酸性蚀刻液中的铜离子浓度或者亚铜离子浓度增加到一定值时,蚀刻液就不能稳定、快速的蚀刻铜箔,此时的蚀刻液即成为了蚀刻废液。酸性的蚀刻废液是含有大量重金属污染后的强酸溶液,直接排放在外,会对周围环境带来巨大破坏。因此,对酸性蚀刻液的正确处理就关系到环境以及工厂效益的双重问题。
酸性蚀刻液的处理方法包括化学再生法和电解再生法,化学再生法即使用诸如双氧水,氯酸钠等对废液进行氧化或中和处理。电解再生法即对酸性废液进行电离,将溶液中的铜离子电解出来,同时废液再度还原成酸性溶液供蚀刻循环使用。目前用得最多的依然是电解再生法。然而,目前许多公司只是理论上能够实现电解再生,在实际运用过程中并不能完成蚀刻液的电解循环。并且,传统的蚀刻液电解循环系统不仅成本高昂,同时过滤效果不好,废液从蚀刻缸中流出后,仅仅通过固液分离设备,就直接送入电解池。电解池的离子浓度和温度还依旧处于人工检测和调控阶段,十分不便。
中国发明专利CN201110257975.9公开了一种酸性氯化物蚀刻液的循环再生工艺方法及金属铜回收系统,该系统包括酸性蚀刻槽、膜电解槽及自动控制装置;所述膜电解槽通过泵浦连接到上述酸性蚀刻槽,该膜电解槽内分为阴极区及阳极区,阴阳极以隔离膜支架分隔,所述阳极区采用浸流式阳极;所述自动控制装置连接至所述膜电解槽并用于将蚀刻液由泵浦从蚀刻槽打入膜电解槽的阳极区,并将电解再生处理后的蚀刻液由阳极区用泵浦打回至蚀刻工作槽继续蚀刻作业,在阳极区再生的同时,蚀刻液中铜离子透过离子膜进入阴极区,并沉积在阴极上,实现金属铜的电解回收。该发明能实现再生液的回收,但蚀刻液未经过沉淀处理,其废液内包含有固体杂质繁多,电解出的铜包含杂质率高,电解效果不好。
另外,行业内使用的电解槽多为单一的循环,在电解过程中阴极没有循环,而且在阳极产生的其他无法通过管道收集,这样大量的氯气会溢出槽体外部,对环境造成危害,而且相关的溢流盒放在槽体的外部,对整个结构造成不美观,而且有漏药水的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种酸性蚀刻液铜电解装置,旨在其不仅整体结构简单、美观,而且能在蚀刻液循环再生系统中配合相关的管道,通过降低铜离子而实现提高氧化还原电位的效率的同时,避免因电解产生的氯气及药水外漏而对环境造成的危害。
本发明是这样实现的,一种酸性蚀刻液铜电解装置,其包括上端开口的缸体及管道,所述管道连接在所述缸体的外侧,所述缸体沿着其内壁从上往下的方向在靠近所述上端开口的位置依次设置有阴极抽风盒、阴极溢流盒及阳极溢流盒,所述阴极抽风盒位于所述缸体上端,所述阴极溢流盒位于所述阴极抽风盒下端,所述阳极溢流盒位于所述阴极溢流盒的下端,所述管道包括阴极进液管、阴极溢流管、阴极抽风管、阳极溢流管及阳极抽风管,所述阴极进液管与所述阴极溢流管连通,所述阴极溢流管与所述阴极溢流盒连接,所述阴极抽风管与所述阴极抽风盒连通,所述阳极溢流管与所述阳极溢流盒连接并与设置在所述缸体内的阳极盒的溢流口连接,述阳极抽风管与所述阳极盒连接,所述阳极盒内设置有钛阳极板并与阴极板相邻间隔设置在所述缸体内,并通过导电铜排与直流电源的正负极相连接。
进一步地,前述的酸性蚀刻液铜电解装置还包括底座、盖板及加强肋,所述缸体承载在所述底座上,所述盖板盖设在所述缸体的上端并封闭所述缸体的上端开口,所述加强肋箍设在所述缸体的外周上。
进一步地,前述的缸体大致呈一上端开口的长方体结构,其包括位于所述缸体的前、后两侧的两相对的第一侧板及第二侧板,位于所述缸体的左、右两侧的两相对的第三侧板及第四侧板,位于所述缸体底部的底板以及卡设在所述第一侧板、所述第二侧板之间并与所述第三侧板及所述第四侧板平行设置的中间隔板,上述侧板及所述底板及所述中间隔板将所述缸体分成两相邻设置的第一槽体及第二槽体,所述第一槽体及所述第二槽体共同组成所述电解装置的电解槽。
进一步地,前述的第一侧板靠近所述底座的位置的两端分别设置有阴极进液口;所述第一侧板及所述第二侧板位于所述加强肋的第二加强肋的上端并靠近所述中间隔板的位置设置有阳极溢流口,于所述阳极溢流口的上侧并分别位于所述第一槽体及所述第二槽体的中间位置分别设置有阴极溢流口;所述第一侧板靠近所述加强肋的第一加强肋的下端位置分别于所述第一侧板及所述第二侧板的两端及中间位置分别设置有阴极抽风口,而位于每两个相邻的阴极抽风口的中间位置设置有阳极抽风口;所述阴极进液管与所述阴极进液口连接,所述阴极溢流管与所述阴极溢流口连接,所述阴极抽风管与对应的所述阴极抽风口连接,所述阳极溢流管及所述阳极抽风管分别与对应的阳极溢流口及所述阳极抽风口连接。
进一步地,前述的阴极抽风盒、所述阴极溢流盒及所述阳极溢流盒从所述第一槽体伸入到所述第二槽体中并以相同的方式分布在所述第二槽体内;所述第一侧板及所述第二侧板上靠近所述上端开口的位置设置有阳极盒卡板及阳极盒支撑板,所述阳极盒卡板位于所述阴极抽风盒的上端,所述阳极盒支撑板位于所述阳极盒卡板的下端并抵持在所述阳极抽风盒的侧壁上;当进入所述第一槽体及所述第二槽体内的药水的高度高于所述阴极溢流盒的溢流位时,药水将流入所述溢流盒内。
进一步地,前述的底板的中间位置向上延伸设置有两个卡扣板及两个管卡部,所述两个卡扣卡平行间隔垂直焊接在所述底板上以固定所述阳极盒及所述阴极板。
进一步地,前述的卡扣板包括基部、焊脚、凹部及凸起,所述焊脚从所述基部的下端向下延伸而出并焊接在所述底板上,所述凹部凹设在所述基部的上端用于固定所述阳极盒,所述凸起从所述基部的上端向上凸出用于固定所述阴极板的阴极卡条,所述凸起与所述凹部相邻间隔设置;所述阳极盒上设有具有透水性和导电性的复合隔膜,药水通过所述复合隔膜流入所述阳极盒内。
进一步地,前述的底座的形状与所述缸体的形状相匹配,共包括第一支撑板、第二支撑板及支撑脚,所述支撑脚设置在所述第一支撑板的外周侧,所述第二支撑板抵接在所述底板的下表面及承载在所述第一支撑板上;所述第一支撑板大致呈“日”字型结构,其包括两相对的第一横板及三个平行连接在所述两第一横板的两端及中间位置的第一纵板;所述第二支撑板设置在所述底板与所述第一支撑板之间,其包括多个平行设置的第二横板及多个平行设置在所述第二横板之间并与所述第二横板之间的第二纵板,所述第二横板与所述第二纵板的高度方向垂直于所述第一横板及所述第一纵板的长度方向。
进一步地,前述的盖板为两块形状与所述第一槽体及所述第二槽体的尺寸相匹配的玻璃板,其包括分别盖在所述第一槽体及所述第二槽体上的两个玻璃盖、设置在每个玻璃盖的中间位置的把手及支撑在所述第一槽体及所述第二槽体上并用于承载所述玻璃盖的盖板支撑件;所述盖板支撑件包括两相对的第一侧边及分别与所述第一侧边分别连接的两相对的第二侧边,所述第一侧边及所述第二侧边分别连接而围成一中间开孔,所述第一侧边呈链条状,所述第二侧边呈直板状。
进一步地,前述的第一加强肋箍设在所述缸体的侧板靠近所述盖板的位置,所述第二加强肋箍设在所述缸体的侧板的中间位置并位于所述阳极溢流口的下端,所述第一加强肋及所述第二加强肋均采用尺寸为80mm*40mm*5mm的槽钢通过焊接方式固定在所述缸体上。
进一步地,前述的阳极盒包括两相对垂直设置的第一固持板及第二固持板、底固板、横卡板、顶固板、两个卡耳及两个垫板;所述底固板的两端分别与所述第一固持板及所述第二固持板的下端连接,所述横卡板连接在所述第一固持板及所述第二固持板的下端之间并与所述底固板平行设置;所述顶固板盖设在所述横卡板上,所述两个卡耳连接在所述第一固持板及所述第二固持板的背面上,所述两个垫板垫设在对应的卡耳下端;所述第一固持板及所述第二固持板内设置有收容空间以收容阳极板于其内。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明实施方式提供的酸性蚀刻液铜电解装置,通过将溢流盒设置在电解装置的内部以及设置多个并联排列的阳极板及阴极板的结构,在整个蚀刻及再生过程中,蚀刻液仅在所述缸体内部进行流动,蚀刻液流到外面则是通过管道排出至外。因此,其不仅整体结构简单、美观,而且能在蚀刻液循环再生系统中配合相关的管道,通过降低铜离子而实现提高氧化还原电位的效率的同时,避免因电解产生的氯气及药水外漏而对环境造成的危害。
附图说明
图1是本发明实施例提供的的酸性蚀刻液铜电解装置的结构示意图。
图2是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置的分解示意图。
图3是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置的剖面结构示意图。
图4是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置去除盖板、底座后与外部管道连接的结构示意图。
图5是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置去除底座后与外部管道连接的分解示意图。
图6是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置去除底座后的主视图。
图7是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置的电解槽与阳极盒、阴极板及铜排连接的结构示意图。
图8是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置的阳极盒的分解示意图。
图9是图1中的酸性蚀刻液铜电解装置的阳极盒的组合示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1至图9所示,本发明实施例提供的酸性蚀刻液铜电解装置包括缸体1、底座2、盖板3、管道4及加强肋5。所述缸体1承载在所述底座2上,所述盖板3盖设在所述缸体1的上端并封闭所述缸体1的上端开口,所述管道4连接在所述缸体1的外侧,所述加强肋5箍设在所述缸体1的外周上。
所述缸体1大致呈一上端开口的长方体结构,其包括位于所述缸体1的前、后两侧的两相对的第一侧板10及第二侧板10a,位于所述缸体1的左、右两侧的两相对的第三侧板11及第四侧板11a,位于所述缸体1底部的底板12以及卡设在所述第一侧板10、所述第二侧板10a之间并与所述第三侧板11及所述第四侧板11a平行设置的中间隔板13。上述侧板及所述底板12及所述中间隔板13将所述缸体1分成两相邻设置的第一槽体14及第二槽体15。在本实施例中,所述第一槽体14及所述第二槽体15共同组成所述电解装置的电解槽。
所述第一侧板10靠近所述底座2的位置的两端分别设置有阴极进液口101;所述第一侧板10及所述第二侧板10a位于所述加强肋5的第二加强肋51的上端并靠近所述中间隔板13的位置设置有阳极溢流口102,于所述阳极溢流口102的上侧并分别位于所述第一槽体14及所述第二槽体15的中间位置分别设置有阴极溢流口103。所述第一侧板10靠近所述加强肋5的第一加强肋50的下端位置分别于所述第一侧板10及所述第二侧板10a的两端及中间位置分别设置有阴极抽风口104,而位于每两个相邻的阴极抽风口104的中间位置设置有阳极抽风口105。
所述缸体1靠近其上端开口的位置,沿着所述缸体1的四个侧板10、10a、11、11a的内壁从上往下的方向在靠近所述上端开口的位置依次设置有阴极抽风盒140、阴极溢流盒141及阳极溢流盒142。所述阴极抽风盒140、所述阴极溢流盒141及所述阳极溢流盒142从所述第一槽体14伸入到所述第二槽体15中并以相同的方式分布在所述第二槽体15内。所述阴极抽风盒140位于所述第一槽体14及所述第二槽体15的上端,所述阴极溢流盒141位于所述阴极抽风盒140的下端,所述阳极溢流盒142位于所述阴极溢流盒141的下端。所述第一侧板10及所述第二侧板10a上靠近所述上端开口的位置设置有阳极盒卡板150及阳极盒支撑板151,所述阳极盒卡板150位于所述阴极抽风盒140的上端,所述阳极盒支撑板151位于所述阳极盒卡板150的下端并抵持在所述阳极抽风盒140的侧壁上。当进入所述第一槽体14及所述第二槽体15内的药水的高度高于所述阴极溢流盒140的溢流位时,药水将流入所述溢流盒140内。
所述底板12的中间位置向上延伸设置有两个卡扣板152及两个管卡部153。所述两个卡扣卡152平行间隔垂直焊接在所述底板12上以固定阳极盒18(参图8&图9所示)及阴极板19(参图6所示)。所述卡扣板152包括基部1520、焊脚1521、凹部1522及凸起1523。所述焊脚1521从所述基部1520的下端向下延伸而出,所述凹部1522凹设在所述基部1520的上端,所述凸起1523从所述基部1520的上端向上凸出并与所述凹部1522相邻间隔设置。所述凹部1522用于固定所述阳极盒18的下端,所述阳极盒18的上端卡固在所述阳极盒卡板150上;所述凸起1523用于固定所述阴极板19的阴极卡条190。采用上述结构,从而使多个阳极盒18及多个阴极板19相邻间隔设置在所述第一槽体14及所述第二槽体15内。所述阳极盒18中装有钛阳极板180(参图6所示),所述阴极板19通过所述阴极卡条190固定在每两个阳极盒18之间。所述阳极板180及所述阴极板19分别通过铜排500的阳极铜排502及阴极铜排501与直流电源的正负极连接(参图7所示)。所述阳极盒18上设有具有透水性和导电性的复合隔膜(未图示),药水通过所述复合隔膜流入所述阳极盒18内。
请参图8及图9所示,所述阳极盒18包括两相对垂直设置的第一固持板181及第二固持板183、底固板182、横卡板184、顶固板185、两个卡耳186及两个垫板187。所述底固板182的两端分别与所述第一固持板181及所述第二固持板183的下端连接,所述横卡板184连接在所述第一固持板181及所述第二固持板183的下端之间并与所述底固板182平行设置。所述顶固板185盖设在所述横卡板184上,所述两个卡耳186连接在所述第一固持板181及所述第二固持板183的背面上,所述两个垫板187垫设在对应的卡耳186下端。所述第一固持板181及所述第二固持板183内设置有收容空间(未标号)以收容阳极板180于其内。
所述底座2的形状与所述缸体1的形状相匹配。所述底座2包括第一支撑板20、第二支撑板21及支撑脚22。所述支撑脚22设置在所述第一支撑板20的外周侧,所述第二支撑板21抵接在所述底板12的下表面及承载在所述第一支撑板20上。
所述第一支撑板20大致呈“日”字型结构,其包括两相对的第一横板200及三个平行连接在所述两第一横板200的两端及中间位置的第一纵板201。在本实施例中,所述支撑脚22有六个,所述六个支撑脚22分别对应固定在所述第一横板200与所述第二横板201的连接处。
所述第二支撑板21设置在所述底板12与所述第一支撑板20之间,其包括多个平行设置的第二横板210及多个平行设置在所述第二横板210之间并与所述第二横板210之间的第二纵板211。所述第二横板210与所述第二纵板211的高度方向垂直于所述第一横板200及所述第一纵板201的长度方向。
所述盖板3为两块形状与所述第一槽体14及所述第二槽体15的尺寸相匹配的玻璃板,其包括分别盖在所述第一槽体14及所述第二槽体15上的两个玻璃盖30、设置在每个玻璃盖30的中间位置的把手31及支撑在所述第一槽体14及所述第二槽体15上并用于承载所述玻璃盖30的盖板支撑件32。所述盖板支撑件32包括两相对的第一侧边320及分别与所述第一侧边320分别连接的两相对的第二侧边321。所述第一侧边320及所述第二侧边321分别连接而围成一中间开孔(未标号)。所述第一侧边320呈链条状,所述第二侧边321呈直板状。
所述管道4包括阴极进液管40、阴极溢流管41、阴极抽风管42、阳极溢流管43及阳极抽风管44。所述阴极进液管40、所述阴极溢流管41、所述阴极抽风管42、所述阳极溢流管43及所述阳极抽风管44均连接在所述第一侧板10上。所述阴极进液管40与所述阴极进液口101连接,所述阴极溢流管41与所述阴极溢流口103连接,所述阴极抽风管42与对应的所述阴极抽风口104连接,所述阳极溢流管43及所述阳极抽风管44分别与对应的阳极溢流口102及所述阳极抽风口105连接。所述阴极进液管40与所述阴极溢流管41是连通的。所述阴极溢流管41与所述阴极溢流盒141连接,所述阴极抽风管42与所述阴极抽风盒140相连通,所述阳极溢流管43与所述阳极溢流盒142连接并与所述阳极盒18的溢流口(未图示)连接,所述阳极抽风管44通过所述阳极抽风口105与所述阳极盒18的抽风口(未图示)连接。
所述加强肋5箍设在所述缸体1上。所述加强肋5由所述第一加强肋50及所述第二加强肋51组成。所述第一加强肋50箍设在所述缸体1的侧板靠近所述盖板3的位置,所述第二加强肋51箍设在所述缸体1的侧板的中间位置并位于所述阳极溢流口102的下端。在本实施例中,所述第一加强肋50及所述第二加强肋51均采用尺寸为80mm*40mm*5mm的槽钢通过焊接方式固定在所述缸体1上。
当采用所述酸性蚀刻液铜电解装置对酸性蚀刻液进行电解时,首先蚀刻药水从所述阴极进液管40进入第一槽体14及所述第二槽体15内,通过所述阴极溢流盒141溢流至所述阳极盒18内,通过所述阳极盒18及所述阴极板19发生化学反应后,再通过所述阳极盒18流入所述阳极溢流盒142,最后通过所述阳极溢流管41汇集流出。
本发明实施方式提供的酸性蚀刻液铜电解装置,通过将溢流盒设置在电解装置的内部以及设置多个并联排列的阳极板及阴极板的结构,在整个蚀刻及再生过程中,蚀刻液仅在所述缸体内部进行流动,蚀刻液流到外面则是通过管道排出至外。因此,其不仅整体结构简单、美观,而且能在蚀刻液循环再生系统中配合相关的管道,通过降低铜离子而实现提高氧化还原电位的效率的同时,避免因电解产生的氯气及药水外漏而对环境造成的危害。
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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。