CN105177583A - 一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法及系统，采用酸浓缩技术和尾气回收再利用技术，有效解决废液中的金属铜并使蚀刻液再生循环回用，无废液增量产生，实现零排放，该装置系统包括蚀刻液处理系统、再生液循环系统、配液系统和氯回收系统，蚀刻液处理系统包括蚀刻生产线（1）、母液储存罐（2）、电解槽和溶解吸收系统（6），电解槽包括阴极槽（3）和阳极槽（5），再生液循环系统包括再生液储罐（10）和再生液处理系统（11），该方法包括电解、氯气处理和再生液处理等步骤。本发明的有益效果是：该系统用于处理酸性蚀刻废液，能提取金属铜，并具有可离线生产、节约成本、节约资源、能够防止环境污染等优点。

Description

一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法及系统

技术领域

本发明涉及废液处理系统，特别是一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法及系统。

背景技术

酸性蚀刻液是一种用于印制电路板精细线路制作、多层板内层制作的蚀刻液。现代电子工业的高速发展，电路板生产企业迅猛增加，此类企业的工业废水对环境污染比较严重，而此类工业废水中铜离子含量很高，因此由线路板生产企业产生的废水、废液所造成严重的环境污染和资源浪费问题日益受到社会的普遍关注。为了避免浪费以及保护环境，需要对酸性蚀刻液进行回收再利用。

酸性蚀刻旧液的再生主要通过化学、电化学方法将其转变为合适比重、透明和高氧化还原电位的酸性溶液，以维持印制电路板的稳定、快速的蚀刻。其中化学再生是酸性氯化铜蚀刻液再生的主要方法，其原理是通过排放一定比例的蚀刻旧液（高比重），加入一定量的子液（低比重），或者在补加一定量的水，来调节蚀刻液的比重。同时子液中的氧化剂将一价铜离子氧化为二价铜离子，或者单独加入氧化剂，提高蚀刻液氧化还原电位，从而恢复蚀刻液的原有性能。常见的氧化剂有空气、氧气、氯气、臭氧、次氯酸钠、氯酸钠、双氧水等。但是总铜不断增加，最终需要对外排除一部分的酸性蚀刻液以维持一定的总铜浓度，不仅污染环境，还会造成大量铜和酸的浪费；电化学再生法，是一种在线的再生方法，通过电解可以产出具有商业价值的金属铜，但同时会产生氯气，形成具有污染的尾气，不仅污染环境还造成浪费。

中国专利申请号为201020567155.0的专利，公开了一种含铜离子酸性蚀刻液再生系统，该系统用于在线处理酸性蚀刻液，受到蚀刻线生产时间的限制，只能与蚀刻线同步生产，并且其系统内部的废气处理装置，消耗了系统内部的氯元素，虽然实现了环保，但导致资源的浪费，使得系统内部氯元素流失，需要额外添加酸液以保证蚀刻液的效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种资源循环利用的酸性蚀刻废液循环再生系统以及蚀刻液再利用的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法，包括将蚀刻废液中的金属铜在电解槽内电解回收并同时产生尾气，电解之后的蚀刻废液作为再生液循环利用，采用酸浓缩技术将再生液分离成高酸度的溶液和低酸度的溶液，高酸度的溶液直接回到蚀刻线上循环再用，低酸度的溶液配制成氧化剂后回到蚀刻线上添加，尾气经过处理后再制成含氯的有价产品，整个循环过程中无废液增量产生，实现真正的零排放。

包括如下几个步骤：

S1、电解：使用电解槽对酸性蚀刻废液进行电解处理，电解槽内的阴极槽发生电化学还原反应得到电解铜，电解槽内的阳极槽发生电化学氧化将蚀刻液再生得到再生液，并有部分氯气产生；

S2、氯气处理：蚀刻生产未在线运行时，阳极槽产生的氯气经过处理后制成含氯产品；蚀刻生产在线运行时，氯气与蚀刻废液再生成新的蚀刻液，直接循环应用到蚀刻生产线；

S3、再生液处理：再生液进入再生液循环系统，被浓缩分离出高酸度的液体和低酸度的液体，高酸度的液体作为蚀刻液进入蚀刻生产线，低酸度的液体用来配制氧化剂。

一种零排放酸性蚀刻废液循环装置系统，包括蚀刻液处理系统、再生液循环系统、配液系统和氯气回收系统，蚀刻液处理系统包括蚀刻生产线、母液储存罐、电解槽和溶解吸收系统，电解槽包括阴极槽、膜和阳极槽，母液储存罐、阴极槽、阳极槽、溶解吸收系统依次连通，蚀刻生产线分别与母液储存罐和溶解吸收系统连通，溶解吸收系统与蚀刻生产线连通；再生液循环系统包括再生液储罐和再生液处理系统，阳极槽、再生液储罐、再生液处理系统和蚀刻生产线依次连通；配液系统包括再生液处理系统和配液装置，再生液处理系统、配液装置和蚀刻生产线依次连通；氯气回收系统包括洗气系统和尾气处理系统，阳极槽、洗气系统和尾气处理系统依次连通。

所述的膜为隔膜、阳离子膜或阴离子膜。

所述的阴极槽与洗铜装置连接。

所述的电解槽内设有离子浓度检测装置。

所述的该系统内的装置以及管道都使用耐酸、耐碱、耐腐蚀的材料制成。

所述的再生液处理系统内设有酸度检测装置，配液装置内设有酸度检测装置。

本发明具有以下优点：

1.该系统用于处理酸性蚀刻废液，能够在提取金属铜的同时使蚀刻液再生循环回用，实现蚀刻液处理能够离线进行，提高了处理效率，有利于通过合理地分配资源使得蚀刻与蚀刻液处理达到动态平衡，避免资源浪费，实现可持续生产。

2.通过采用酸浓缩技术将再生液分离成高酸度的溶液和低酸度的溶液，高酸度的溶液直接回到蚀刻线上循环再用，低酸度的溶液配制成氧化剂后回到蚀刻线上添加，整个循环过程中无废液增量产生，实现真正的零排放。

3.通过本发明可以回收电解氯气，与产线联动时氯气去溶解吸收系统与亚铜离子发生反应生成二价铜离子，再生蚀刻液直接回到产线循环利用，若没有与蚀刻产线联动，电解氯气可以通过水洗和进一步处理，制成含氯的有价产品，并将之用于配液系统配制酸液或作为商品，以此可以避免污染环境、浪费资源，实现氯元素和水在系统内的循环，减少额外添加添加剂或氧化剂，降低了生产成本，节约了资源。

附图说明

图1为一种资源循环利用的酸性蚀刻废液循环再生系统的结构示意图；

图中，1-蚀刻生产线，2-母液储存罐，3-阴极槽，4-膜，5-阳极槽，6-溶解吸收系统，7-洗气系统，8-尾气处理系统，9-洗铜装置，10-再生液储罐，11-再生液处理系统，12-配液装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种零排放酸性蚀刻废液循环装置系统，包括蚀刻液处理系统、再生液循环系统、配液系统和氯气回收系统，蚀刻液处理系统包括蚀刻生产线1、母液储存罐2、电解槽和溶解吸收系统6，电解槽包括阴极槽3、膜4和阳极槽5，母液储存罐2、阴极槽3、阳极槽5、溶解吸收系统6依次连通，蚀刻生产线1分别与母液储存罐2和溶解吸收系统6连通，溶解吸收系统6与蚀刻生产线1连通；

再生液循环系统包括再生液储罐10和再生液处理系统11，阳极槽5、再生液储罐10、再生液处理系统11和蚀刻生产线1依次连通；

配液系统包括再生液处理系统11和配液装置12，再生液处理系统11、配液装置12和蚀刻生产线1依次连通；

氯气回收系统包括洗气系统7和尾气处理系统8，阳极槽5、洗气系统7和尾气处理系统8依次连通。

本实施例中，所述的膜4为隔膜、阳离子膜或阴离子膜，可以根据生产需要来选用不同的膜控制离子的流量。

本实施例中，所述的阴极槽3与洗铜装置9连接，通过洗铜装置9对阴极槽3内电解得到的电解铜进行处理，可以得到具有商业价值的铜金属。

本实施例中，所述的电解槽内设有离子浓度检测装置，以此可以使实施检测到电解槽内各离子的浓度，从而控制液体的流量，有利于合理的利用、分配资源，实现可持续生产。

本实施例中，所述的该系统内的装置以及管道都使用耐酸、耐碱、耐腐蚀的材料制成，以此可以延长系统的使用寿命。

本实施例中，所述的再生液处理系统11内设有酸度检测装置，配液装置12内设有酸度检测装置，以此可以使实施检测到酸度的大小，从而控制液体的流量，有利于合理的利用、分配资源，实现可持续生产。

一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法，包括将蚀刻废液中的金属铜在电解槽的阴极槽3内电解回收并同时在阳极槽5产生尾气，电解之后的蚀刻废液作为再生液循环利用，采用酸浓缩技术将再生液在再生液处理系统11内分离成高酸度的溶液和低酸度的溶液，高酸度的溶液直接回到蚀刻线上循环再用，低酸度的溶液可以在配液装置12内配制成氧化剂后回到蚀刻线上添加，尾气经过洗气系统7水洗后再进入尾气处理系统8制成含氯的有价产品，整个循环过程中无废液增量产生，实现真正的零排放。

一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法，包括如下几个步骤：

S1、电解：酸性蚀刻废液从蚀刻生产线1进入母液储存罐2和溶解吸收系统6，使用电解槽对母液储存罐2流出的酸性蚀刻废液进行电解处理，电解槽内的阴极槽3发生电化学还原反应得到电解铜，电解铜经过洗铜装置9清洗之后回收利用，电解槽内的阳极槽5发生电化学氧化将酸性蚀刻废液再生得到再生液，并有部分氯气产生；

S2、氯气处理：蚀刻生产未在线运行时，阳极槽5产生的氯气经过洗气系统7水洗后再进入尾气处理系统8制成含氯的有价产品；蚀刻生产在线运行时，氯气进入溶解吸收系统6与酸性蚀刻废液再生成新的蚀刻液，直接循环应用到蚀刻生产线1；

S3、再生液处理：再生液可以存储在再生液储罐10内，再生液进入再生液循环系统11后被浓缩分离出高酸度的液体和低酸度的液体，高酸度的液体作为蚀刻液进入蚀刻生产线1，低酸度的液体进入配液装置12用来配制氧化剂；

本发明的工作过程如下：蚀刻生产线1上流出的蚀刻液部分进入溶解吸收系统6进行储存，另一部分进入母液储存罐2进行储存，由母液储存罐2控制流量使母液储存罐2内的蚀刻液进入阴极槽3，在阴极槽3内的电解作用下，亚铜离子被还原成二价铜离子，二价铜离子被还原成电解铜。剩余的未被还原的铜离子以及其他离子通过膜4进入阳极槽5。

氯离子在阳极槽5内的电解作用下被氧化形成氯气，当蚀刻生产线1在生产时，氯气进入溶剂吸收系统6，与亚铜离子发生氧化还原反应得到铜离子以及酸性液体，该液体能够作为蚀刻液进入蚀刻生产线1完成生产；当蚀刻生产线1未生产时，氯气进入洗气系统7内除杂后得到纯氯气，纯氯气进入尾气处理系统8后经过反应制成有价的含氯产品。

由于电解槽内的电解反应未完全进行，电解后剩余的液体作为再生液包含铜离子、氯离子、氢离子等离子，再生液具有弱酸性，再生液进入再生液储罐10储存，并被再生液储罐10控制流量输送到再生液处理系统11内，再生液在再生液处理系统11被浓缩分离出高酸度的液体和低酸度的液体，高酸度的液体作为蚀刻液与低酸度的液体分别储存，高酸度的液体可以输送到蚀刻生产线1用于生产，低酸度的液体输送到配液系统12内，与氧化剂、添加剂等一起配制成新液，回到蚀刻线上缓慢添加以控制蚀刻液的ORP值。通过控制电解的程度以及液体的流量可以实现动态平衡，有利于实现自动化生产以及酸性蚀刻废液离线处理。

Claims (8)

1.一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法，其特征在于：将蚀刻废液中的金属铜在电解槽内电解回收并产生尾气，电解之后的蚀刻废液作为再生液循环利用，采用酸浓缩技术将再生液分离成高酸度的溶液和低酸度的溶液，高酸度的溶液直接回到蚀刻线上循环再用，低酸度的溶液配制成氧化剂后回到蚀刻线上添加，尾气经过处理后再制成含氯的有价产品，整个循环过程中无废液增量产生，实现真正的零排放。

2.根据权利要求1所述的一种零排放酸性蚀刻废液循环再生方法，其特征在于：包括如下几个步骤：

S1、电解：使用电解槽对酸性蚀刻废液进行电解处理，电解槽内的阴极槽发生电化学还原反应得到电解铜，电解槽内的阳极槽发生电化学氧化将蚀刻液再生得到再生液，并有部分氯气产生；

S2、氯气处理：蚀刻生产未在线运行时，阳极槽产生的氯气经过处理后制成含氯产品；蚀刻生产在线运行时，氯气与蚀刻废液再生成新的蚀刻液，直接循环应用到蚀刻生产线；

S3、再生液处理：再生液进入再生液循环系统，被浓缩分离出高酸度的液体和低酸度的液体，高酸度的液体作为蚀刻液进入蚀刻生产线，低酸度的液体用来配制氧化剂。

3.一种零排放酸性蚀刻废液循环系统，其特征在于：包括蚀刻液处理系统、再生液循环系统、配液系统和氯气回收系统，蚀刻液处理系统包括蚀刻生产线（1）、母液储存罐（2）、电解槽和溶解吸收系统（6），电解槽包括阴极槽（3）、膜（4）和阳极槽（5），母液储存罐（2）、阴极槽（3）、阳极槽（5）、溶解吸收系统（6）依次连通，蚀刻生产线（1）分别与母液储存罐（2）和溶解吸收系统（6）连通，溶解吸收系统（6）与蚀刻生产线（1）连通；

再生液循环系统包括再生液储罐（10）和再生液处理系统（11），阳极槽（5）、再生液储罐（10）、再生液处理系统（11）和蚀刻生产线（1）依次连通；

配液系统包括再生液处理系统（11）和配液装置（12），再生液处理系统（11）、配液装置（12）和蚀刻生产线（1）依次连通；

氯气回收系统包括洗气系统（7）和尾气处理系统（8），阳极槽（5）、洗气系统（7）和尾气处理系统（8）依次连通。

4.根据权利要求3所述的一种零排放酸性蚀刻废液循环系统，其特征在于：所述的膜（4）为隔膜、阳离子膜或阴离子膜。

5.根据权利要求3所述的一种零排放酸性蚀刻废液循环系统，其特征在于：所述的阴极槽（3）与洗铜装置（9）连接。

6.根据权利要求3所述的一种零排放酸性蚀刻废液循环系统，其特征在于：所述的电解槽内设有离子浓度检测装置。

7.根据权利要求3所述的一种零排放酸性蚀刻废液循环系统，其特征在于：所述的该系统内的装置以及管道都使用耐酸、耐碱、耐腐蚀的材料制成。

8.根据权利要求3所述的一种零排放酸性蚀刻废液循环系统，其特征在于：所述的再生液处理系统（11）内设有酸度检测装置，配液装置（12）内设有酸度检测装置。