CN105908189A - 一种臭氧氧化循环回用pcb酸性蚀刻液的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法。该方法步骤为：首先，蚀刻液蚀刻铜之后由蚀刻槽中流出；随后，待氧化的蚀刻液进入到氧化装置中，在此装置中鼓入臭氧；然后，经过氧化后的蚀刻液进入到参数调节中控区，补充盐酸和水，保持恒定的蚀刻组分；接着，分出一部分蚀刻液进入结晶罐中进行结晶，取出氯化铜。最后，另一部分蚀刻液流入到储存罐中，成为供蚀刻的回用液。本流程相比于原工艺所添加的设备简单、控制方便，推广前景广阔，具有显著的经济价值和社会环境效益。

Description

一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法
技术领域
本发明涉及PCB酸性蚀刻液蚀刻工艺领域，具体涉及一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法。
背景技术
酸性氯化铜的蚀刻过程主要是通过氯化铜中的Cu2+离子氧化性,将板面上的铜氧化成Cu+，在有过量的Cl-存在的情况下,可形成可溶性的络离子。
Cu2++Cu+6Cl-＝2[CuCl3]2-
随着对铜的蚀刻不断进行,蚀刻液中的Cu+浓度越来越高,ORP值急剧下降，蚀刻能力飞速下降,以至最后彻底失去效能。为了维持其原本的蚀刻能力不变,则需要通过一系列的氧化手段对蚀刻液进行再生恢复,使Cu+氧化转变成Cu2+,从而达到恢复其蚀刻能力的效果。
再生的原理主要是利用一些氧化剂将蚀刻液中的Cu+氧化成Cu2+,再生的方法一般有以下几种：
(1)双氧水法：H2O2+2[CuCl3]2-+2H+＝2Cu2++2H2O+6Cl-但双氧水法成本高，不易储存。
(2)氯气再生法；Cl2+2[CuCl3]2-＝2Cu2++8Cl-,由于氯气是强氧化剂,再生速率快，但氯气容易溢出。
(3)氯酸钠再生法：6[CuCl3]2++NaClO3+6H+＝6Cu2++Na++19Cl-+3H2O氯酸钠再生法虽然稳定，但是由于此过程中不断的有氯化钠生成，最终会导致氯化钠浓度过高，同时影响后续的结晶过程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法。从而减少氧化剂的使用，同时实现废液的再利用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现。
一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，具体步骤如下：
1)蚀刻液从蚀刻生产线上流出，由于在蚀刻过程中发生了反应，使得此时蚀刻液中的一价铜离子急剧上升，ORP迅速下降。
2)待氧化的蚀刻液以一定的流速流入氧化反应体系中，在鼓入臭氧的条件下氧化，使得一价铜离子浓度降至合理范围区，ORP升至与原蚀刻液相似。
3)被氧化的蚀刻液流入参数中控调节区，采用自动控制的方法，保持酸度维持在一定的范围，铜离子浓度恒定。
4)将一部分被还原的酸性蚀刻液流入结晶罐中，结晶出氯化铜出售。
5)将另一部分被还原的酸性蚀刻液回流至喷淋蚀刻区，进行下一步的蚀刻。
进一步地，步骤1)所述的一价铜离子含量在0.8～1.6g/L，ORP值为420～450。
进一步地，步骤2)所述的氧化反应体系采用的是鼓泡塔或填料塔。
进一步地，步骤2)所述的一定的流速为3.6～5.4m3/h。
进一步地，步骤2)所述的一价铜离子浓度降至的合理范围区为0.2g/L～0.4g/L，ORP升至与原蚀刻液相似为480～520。
进一步地，步骤2)所述的鼓入臭氧的流量为1.2m3/h～2.0m3/h。
进一步地，步骤3)所述的酸度范围为1.5～2.5N，铜离子浓度恒定为130g/L～170g/L。
进一步地，步骤3)所述的自动控制为添加浓度为30％～37％的盐酸以及水。
进一步地，步骤4)所述的一部分为还原过程中膨胀出来的蚀刻废液，占被还原了的蚀刻液总体积的1％～3％。
进一步地，步骤5)所述的另一部分与原始酸性蚀刻液的总量相同，占被还原了的蚀刻总体积的97％～99％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点与技术效果：
1)本发明用臭氧代替传统含氯的氧化剂，而臭氧的产生来自空气中的氧气以及臭氧发生器，从而避免生产过程中氯气逸出，以及减小氧化剂成本。
2)本发明使得蚀刻废液中的铜得到充分利用，避免了铜的流失。
3)本发明在保证蚀刻速率与蚀刻因子与原工艺类似的前提下，实现了闭路生产。
4)本发明的流程设备简单、控制方便，推广前景广阔，具有显著的经济价值和社会环境效益。
附图说明
图1为实例中的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明具体实施作进一步说明。
实施例1
如图1所示，本发明的臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法采用的技术方案包括如下步骤：
一、蚀刻液从蚀刻生产线上流出，由于在蚀刻过程中发生了反应，使得此时蚀刻液中的一价铜离子浓度升至1.6g/L，ORP值降至420。
二、酸性蚀刻液以5.4m3/h的流速从蚀刻缸喷淋线上流出，流入填料塔中，在填料塔底以2m3/h的气速通入臭氧，从填料塔中流出的溶液中的一价铜离子含量降至0.2g/L，ORP值升至520。
三、被氧化了的酸性蚀刻液以5.4m3/h的流速流入到参数中控调节室中，此时由于盐酸的挥发与反应使得蚀刻液的酸度发生了变化，同时，由于蚀刻了铜，使得蚀刻液中的铜离子含量上升，在参数中控调节罐中按照原本蚀刻工作液的酸度和含铜量进行调节，添加37w％的盐酸以及水，使得酸度恢复到2.0N，含铜量恢复到150g/L。
四、使用分流器将恢复了的蚀刻液分流3％(体积，下同)出来流入结晶罐中，进行结晶得到氯化铜。
五、将另外97％(体积，下同)的被恢复了的蚀刻液流入原本蚀刻体系，进行下一步蚀刻。
实施例2
如图1所示，本发明臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法采用的技术方案包括如下步骤：
一、蚀刻液从蚀刻生产线上流出，由于在蚀刻过程中发生了反应，使得此时蚀刻液中的一价铜离子浓度升至1.2g/L，ORP值降至430。
二、酸性蚀刻液以4.5m3/h的流速从蚀刻缸喷淋线上流出，流入填料塔中，在填料塔底以1.6m3/h的气速通入臭氧，从填料塔中流出的溶液中的一价铜离子含量降至0.2g/L，ORP值升至520。
三、被氧化了的酸性蚀刻液以4.5m3/h的流速流入到参数中控调节室中，此时由于盐酸的挥发与反应使得蚀刻液的酸度发生了变化，同时，由于蚀刻了铜，使得蚀刻液中的铜离子含量上升，在参数中控调节罐中按照原本蚀刻工作液的酸度和含铜量进行调节，添加37w％的盐酸以及水，使得酸度恢复到2.0N，含铜量恢复到150g/L。
四、使用分流器将恢复了的蚀刻液分流2％出来流入结晶罐中，进行结晶得到氯化铜。
五、将另外98％的被恢复了的蚀刻液流入原本蚀刻体系，进行下一步蚀刻。实施例3
如图1所示，本发明的臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法采用的技术方案包括如下步骤：
一、蚀刻液从蚀刻生产线上流出，由于在蚀刻过程中发生了反应，使得此时蚀刻液中的一价铜离子浓度升至0.8g/L，ORP值降至450。
二、酸性蚀刻液以3.6m3/h的流速从蚀刻缸喷淋线上流出，流入填料塔中，在填料塔底以1.2m3/h的气速通入臭氧，从填料塔中流出的溶液中的一价铜离子含量降至0.2g/L，ORP值升至520。
三、被氧化了的酸性蚀刻液以3.6m3/h的流速流入到参数中控调节室中，此时由于盐酸的挥发与反应使得蚀刻液的酸度发生了变化，同时，由于蚀刻了铜，使得蚀刻液中的铜离子含量上升，在参数中控调节罐中按照原本蚀刻工作液的酸度和含铜量进行调节，添加37w％盐酸以及水，使得酸度恢复到2.0N，含铜量恢复到150g/L。
四、使用分流器将恢复了的蚀刻液分流1％出来流入结晶罐中，进行结晶得到氯化铜。
五、将另外99％的被恢复了的蚀刻液流入原本蚀刻体系，进行下一步蚀刻。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明范围内。

Claims (10)

1.一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）蚀刻液从蚀刻生产线上流出，由于在蚀刻过程中发生了反应，使得此时蚀刻液中的一价铜离子急剧上升，ORP迅速下降；
2）待氧化的蚀刻液流入氧化反应体系中，在鼓入臭氧的条件下氧化，使得一价铜离子浓度降至合理范围区，ORP升至与原蚀刻液相似；
3）被氧化的蚀刻液流入参数中控调节区，采用自动控制的方法，保持酸度值，铜离子浓度恒定；
4）将一部分被还原的酸性蚀刻液流入结晶罐中，结晶出氯化铜出售；
5）将另一部分被还原的酸性蚀刻液回流至喷淋蚀刻区，进行下一步的蚀刻。
2.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤1）所述一价铜离子的含量为0.8~1.6g/L，ORP值为420~450。
3.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤2）所述氧化反应体系采用的是鼓泡塔或填料塔。
4.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤2）所述待氧化的蚀刻液流入氧化反应体系中的流速为3.6~5.4m3/h。
5.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤2）所述一价铜离子浓度降至的合理范围区为0.2g/L~0.4g/L；所述ORP升至与原蚀刻液相似为480~520。
6.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤3）所述酸度值范围为1.5~2.5N，铜离子浓度恒定为130g/L~170g/L。
7.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤3）所述自动控制为添加浓度为30w%~37w%的盐酸以及水。
8.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤4）所述一部分被还原的酸性蚀刻液为还原过程中膨胀出来的蚀刻废液。
9.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，步骤5）所述另一部分被还原的酸性蚀刻液与原始酸性蚀刻液的总量相同。
10.根据权利要求 1 所述的一种臭氧氧化循环回用PCB酸性蚀刻液的方法，其特征在于，所述一部分被还原的酸性蚀刻液占被还原了的蚀刻液总体积的1%~3%；所述另一部分被还原的酸性蚀刻液占被还原了的蚀刻总体积的97%~99%。
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