一种酸性电解槽及应用其的电解产线
技术领域
本发明属于电解设备技术领域,尤其涉及一种酸性电解槽及应用其的电解产线。
背景技术
PCB板是集成电路中重要的组成部分,PCB板通常采用蚀刻工序加工完成,在加工PCB板的过程中产生的蚀刻废液里通常含有大量的铜离子,如果直接排放不但会浪费铜资源,还会严重污染环境,因此,在现有技术中通常会对蚀刻废液进行铜回收。
处理酸性蚀刻废液时通常会将其进行电解处理,因此会用到酸性电解槽,但现有技术中,存在酸性电解槽内的酸性蚀刻废液浓度不均匀而导致铜离子在阴极板上被还原时效率不高、形状不均的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种酸性电解槽及应用其的电解产线,旨在保持酸性电解槽内的酸性蚀刻废液浓度均匀,提高铜离子被还原时的效率,使铜离子被还原时分布均匀。
为解决上述技术问题,本发明是这样实现的,一种酸性电解槽,包括:缸体、阳极、阴极、循环结构和上盖,所述缸体内具有至少两个反应室,所述至少两个反应室相互连通形成连通器,所述上盖用于盖合所述至少两个反应室,每个所述反应室内均设置有进行电解反应的所述阳极和所述阴极,所述循环结构包括阴极溢流盒、泵体和喷淋循环管,每一所述反应室的底部均设置有对应的所述喷淋循环管,每一所述反应室均连通有对应的所述阴极溢流盒,各所述反应室对应的所述阴极溢流盒均与相邻反应室内对应的所述喷淋循环管连通,所述泵体设置在所述阴极溢流盒和所述喷淋循环管之间,所述泵体驱动所述阴极溢流盒内的液体流向对应的所述喷淋循环管后流出并喷淋在所述反应室中。
进一步地,所述喷淋循环管包括主管和若干支管,所述主管和所述支管均水平设置,所述主管延伸出所述反应室与所述泵体相连接,所述支管均匀连接在所述主管上,各所述支管上均开设有均匀分布的喷淋孔。
进一步地,所述阴极溢流盒设置在所述缸体的四周侧板上且靠近所述缸体的开口处,所述缸体的四周侧板上开设有对应的溢流口,所述反应室通过所述溢流口和所述阴极溢流盒连通。
进一步地,所述阴极溢流盒上设置有废液补充口和添加剂补充口。
进一步地,所述酸性电解槽还包括高液位阴极溢流和阳极溢流;所述高液位阴极溢流包括阴极高位溢流盒和若干阴极高位溢流管,所述阴极高位溢流盒设置在所述缸体的周壁内侧且靠近所述反应室的开口处,所述阴极高位溢流管与所述阴极高位溢流盒连通,各所述阴极高位溢流管的开口均朝上且位于同一水平面内,所述缸体的对应侧板上开设有阴极高位溢流出液孔,所述阴极高位溢流出液孔与所述阴极高位溢流盒连通;所述阳极溢流包括阳极溢流盒和若干阳极溢流管,所述阳极溢流盒设置在所述缸体周壁的内侧,所述阳极溢流管设置在所述阳极溢流盒上,所述阳极溢流管的两端分别连通所述阳极溢流盒和所述阳极,所述缸体的对应侧板上开设有连通所述阳极溢流盒的阳极溢流出液孔。
进一步地,各所述反应室内设置有冷却结构,每一所述冷却结构均包括入水管、出水管和若干冷却管,所述喷淋循环管设置在所述反应室的底板和所述冷却管之间,所述冷却管连通所述入水管和所述出水管,各所述冷却管相互平行且均匀设置,由所述喷淋循环管流出的蚀刻废液喷淋向所述冷却管,冷却水依次从所述入水管、冷却管和所述出水管流过。
进一步地,所述缸体的相对的两侧分别设置有导电铜排,所述阳极和所述阴极分别与缸体两侧的所述导电铜排电连接;各所述反应室内可拆卸地装配有极板支撑,所述极板支撑的底部设置有支撑脚,所述极板支撑的顶部的延伸方向上间隔设置有阳极支撑凸起,所述阳极支撑凸起的顶侧开设有阳极支撑槽,相邻的所述阳极支撑凸起之间形成阴极支撑槽,工作状态时所述阳极和所述阴极的底部分别承载在所述阳极支撑槽和所述阴极支撑槽内。
进一步地,所述酸性电解槽还包括酸气中和结构,所述酸气中和结构包括碱液输送管、碱液喷淋盒和若干扇形喷嘴,所述缸体的对应侧板上开设有碱液进液口,所述碱液输送管连接所述碱液进液口和所述碱液喷淋盒,所述扇形喷嘴均匀设置在所述碱液喷淋盒上,碱液经过所述碱液输送管传输到所述碱液喷淋盒内后由所述扇形喷嘴喷出形成碱液喷雾。
进一步地,所述酸性电解槽还包括阴极抽风和阳极抽风,所述阴极抽风和所述阳极抽风均设置在所述缸体的顶部,所述阴极抽风包括阴极抽风盒和阴极抽风管,所述阴极抽风盒连通所述反应室和所述阴极抽风管,所述阳极抽风包括阳极抽风盒、阳极抽风管和阳极抽风进气管,所述阳极抽风盒连通所述阳极抽风管,所述阳极抽风进气管连通所述阳极和所述阳极抽风盒。
进一步地,提供一种电解产线,用于电解蚀刻废液,包括如上任意一种所述的酸性电解槽。
本发明中酸性电解槽及应用其的电解产线与现有技术相比,有益效果在于:
蚀刻废液可以盛装入至少两个工作室内进行电解,在电解的过程中,反应室内的蚀刻废液流入到对应的阴极溢流盒内,之后泵体驱动阴极溢流盒内的蚀刻废液流入相邻反应室内的喷淋循环管中流出,由于喷淋循环管位于反应室的底部,因此可以带动相应反应室内的蚀刻废液充分流动混合,使反应室内的液体浓度均匀,而蚀刻废液是从对应反应室流到相邻的反应室内的,因此可以使各个不同的反应室内的蚀刻废液混合以保持浓度均匀,使得阴极铜离子还原反应更加充分,从而提高铜离子被还原时的效率,且能够保证铜离子被还原时分布均匀。
附图说明
图1是本发明实施例中酸性电解槽整体结构的后视示意图;
图2是本发明实施例中酸性电解槽第一视角的分解结构示意图;
图3是本发明实施例中酸性电解槽第二视角的分解结构示意图。
在附图中,各附图标记表示:01、缸体;011、溢流口;012、阴极高位溢流出液孔;013、阳极溢流出液孔;014、进液孔;015、出液孔;016、碱液进液口;017、入水口;018、出水口;019、喷淋进水口;02、循环结构;021、阴极溢流盒;022、喷淋循环管;0211、废液补充口;0212、添加剂补充口;0213、阴极溢流出液管;03、上盖;04、高液位阴极溢流;041、阴极高位溢流盒;042、阴极高位溢流管;05、阳极溢流;051、阳极溢流盒;052、阳极溢流管;06、冷却结构;061、入水管;062、出水管;063、冷却管;07、导电铜排;08、极板支撑;081、支撑脚;082、阳极支撑凸起;09、酸气中和结构;091、碱液输送管;092、碱液喷淋盒;10、阴极抽风;101、阴极抽风盒;102、阴极抽风管;103、阴极抽风进气口;11、阳极抽风;111、阳极抽风盒;112、阳极抽风管;113、阳极抽风进气管。
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。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。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。
实施例:
在本实施例中,如图1-3所示,电解产线(未示出)包括酸性电解槽,电解产线用于电解蚀刻废液,其中,酸性电解槽包括:缸体01、阳极(未示出)、阴极(未示出)、循环结构02和上盖03,缸体01内具有至少两个反应室,至少两个反应室相互连通形成连通器,上盖03用于盖合至少两个反应室,每个反应室内均设置有进行电解反应的阳极和阴极,循环结构02包括阴极溢流盒021、泵体和喷淋循环管022,每一反应室的底部均设置有对应的喷淋循环管022,每一反应室均连通有对应的阴极溢流盒021,各反应室对应的阴极溢流盒021均与相邻反应室内对应的喷淋循环管022连通,泵体设置在阴极溢流盒021和喷淋循环管022之间,泵体驱动阴极溢流盒021内的液体流向对应的喷淋循环管022后流出并喷淋在反应室中。
蚀刻废液可以盛装入至少两个工作室内进行电解,在电解的过程中,反应室内的蚀刻废液流入到对应的阴极溢流盒021内,之后泵体驱动阴极溢流盒021内的蚀刻废液流入相邻反应室内的喷淋循环管022中流出,由于喷淋循环管022位于反应室的底部,因此可以带动相应反应室内的蚀刻废液充分流动混合,使反应室内的液体浓度均匀,而蚀刻废液是从对应反应室流到相邻的反应室内的,因此可以使各个不同的反应室内的蚀刻废液混合以保持浓度均匀,使得阴极铜离子还原反应更加充分,从而提高铜离子被还原时的效率,且能够保证铜离子被还原时分布均匀。
本实施例中以两个反应室为例,为了使蚀刻废液混合得更加均匀,喷淋循环管022包括主管和若干支管,主管和支管均水平设置,主管延伸出反应室与泵体相连接,支管均匀连接在主管上,主管与缸体01上的喷淋进水口019装配,各支管上均开设有均匀分布的喷淋孔,阴极溢流盒021上设置有阴极溢流出液管0213,主管和阴极溢流出液管0213之间通过外接管道连接,并且泵体设置在外接管道上。缸体01由PP(聚丙烯Polypropylene)材料制成,为了使缸体01更加牢固,缸体01周侧箍设有加强肋,加强肋可以设置一圈或两圈等,根据实际需要可以设置不同数量的加强肋,本实施例中,加强肋采用80mm*40mm*5mm的槽钢材料焊接而成,并且槽钢的外侧包覆PP壳体,PP壳体焊接在缸体01上,从而使加强肋和缸体01的整体性更好;缸体01的顶部外周设置有一圈加强面板,阴极溢流盒021设置在缸体01的四周侧板上且靠近缸体01的开口处,六个阴极溢流盒021设置在加强面板的底侧,即每个反应室对应设置有三个阴极溢流盒021,缸体01的四周侧板上开设有对应的溢流口011,反应室通过溢流口011和阴极溢流盒021连通,阴极溢流盒021上设置有废液补充口0211和添加剂补充口0212。进入电解槽内的药水(蚀刻废液)随着电解的进行,不断地会有再生药水的排出和废药水的补充,因此电解槽内的药水容易变得浓度不均匀,在本实施例中废药水和添加剂分别从废液补充口0211和添加剂补充口0212流进阴极溢流盒021内,反应室内相对高位的阴极液(位于反应室内的蚀刻废液)通过缸体01四周侧板上的溢流口011流进阴极溢流盒021中进行收集,之后由泵体驱动从阴极溢流盒021流到喷淋循环管022后流出,能使电解槽内的药水不断地从下到上均匀更换,不存在药水死角,有利于铜离子在阴极板上还原成形状均匀的铜板。相邻反应室之间由隔板进行分隔,为了保持各反应室之间的药水平衡,隔板的底部设有连通相邻反应室的开口。
酸性电解槽还包括高液位阴极溢流04和阳极溢流05:
高液位阴极溢流04包括阴极高位溢流盒041和若干阴极高位溢流管042,阴极高位溢流盒041设置在缸体01的周壁内侧且靠近反应室的开口处,阴极高位溢流管042与阴极高位溢流盒041连通,各阴极高位溢流管042的开口均朝上且位于同一水平面内,缸体01的对应侧板上开设有阴极高位溢流出液孔012,阴极高位溢流出液孔012与阴极高位溢流盒041连通;阳极溢流05包括阳极溢流盒051和若干阳极溢流管052,阳极溢流盒051设置在缸体01周壁的内侧,阳极溢流管052设置在阳极溢流盒051上,阳极溢流管052用于连通阳极溢流盒051和阳极,缸体01的对应侧板上开设有连通阳极溢流盒051的阳极溢流出液孔013。高液位阴极溢流04为常开状态,位于反应室顶部的阴极液通过阴极高位溢流管042流入到阴极高位溢流盒041中,之后阴极高位溢流盒041内的阴极液通过阴极高位溢流孔流出,阴极高位溢流孔外接有管道(未示出)和球阀(未示出),因此阴极高位溢流盒041内的阴极液通过球阀转换,既可以溢流至相邻的反应室内,也可以直接溢流至收集缸(未示出),只有当需要打开阳极溢流05时,才会关闭此处的溢流阀门;阳极为板状,阳极的两板面处分别设置有离子膜,阳极电极设置在两离子膜之间,在反应过程中两离子膜之间的即是阳极液,阳极溢流出液孔013设置在缸体01侧板的上部中间位置并连接有外管(未示出),阳极液通过阳极溢流管052流入到阳极溢流盒051内,最终通过阳极溢流出液孔013流出外管进行收集,阳极溢流05根据药水参数进行定时溢流,因此阳极溢流05为常闭状态,阳极液(阳极药水)具有高ORP(氧化还原电位:Oxidation-Reduction Potential),低酸度的特点。
由于从蚀刻线下来的蚀刻废液温度通常比较高,而进入到电解槽内的蚀刻废液在进行电解还原时有一定的温度要求,因此要对蚀刻废液进行降温达到需要的温度范围内,在本实施例中,各所述反应室内设置有冷却结构06,每一所述冷却结构06均包括入水管061、出水管062和若干冷却管063,所述喷淋循环管022设置在所述反应室的底板和所述冷却管063之间,所述冷却管063连通所述入水管061和所述出水管062,各所述冷却管063相互平行且均匀设置,由所述喷淋循环管022流出的蚀刻废液喷淋向所述冷却管063,冷却水依次从所述入水管061、冷却管063和所述出水管062流过。具体的,两个反应室内均设置有上述冷却结构06,冷却结构06的入水管061和出水管062平行设置,冷却管063垂直于入水管061和出水管062,入水管061、出水管062和冷却管063均采用钛材料制成,对应的,每个反应室内均开设有入水口017和出水口018,入水口017和出水口018对应地分别装配入水管061和出水管062,相邻反应室内的冷却结构06相互连通,以本实施例为例,一个冷却结构06中的出水管062连接另一个冷却结构06的入水管061,因此,冷却水可以从其中一个冷却结构06流过后流入到下一个冷却结构06中,从而实现对两个反应室内蚀刻废液的降温,本实施例中的冷却管063区别于传统的盘式布管方式,采用并联式连接,减小管道阻力,能够提高冷却效率,从而保证生产的安全性,提高电流效率。
缸体01的相对的两侧分别设置有导电铜排07,阳极和阴极分别与缸体01两侧的导电铜排07电连接;具体的,导电铜排07上开设有安装孔,缸体01上相对的两侧板上开设有一一对应的极板卡槽,卡槽内套有保护套,保护套采用铁氟龙材料,阴极和阳极卡嵌在两侧板上对应的基板卡槽内,此时,阴极和阳极刚好与导电铜排07上的安装孔对应,保护套可以保护缸体01,还能使阴极和阳极安装稳定。为了进一步地保证阴极和阳极的工作可靠性,在本实施例中,各反应室内可拆卸地装配有极板支撑08,极板支撑08的底部设置有支撑脚081,极板支撑08的顶部的延伸方向上间隔设置有阳极支撑凸起082,阳极支撑凸起082的顶侧开设有阳极支撑槽,相邻的阳极支撑凸起082之间形成阴极支撑槽,工作状态时阳极和阴极的底部分别承载在阳极支撑槽和阴极支撑槽内,因此,随着电解过程的进行,铜离子在阴极上还原成铜导致阴极的重量不断增加时能够得到极板支撑08的支撑,使得电解槽的工作更加安全可靠。
在本实施例中,蚀刻废液的主要成分是氯化铜,因此,在电解的过程中会产生酸性气体,在出铜时若酸性气体从反应室逸出会形成酸雾散发到环境中而导致环境的污染,因此有必要在出铜前把反应室内的酸性气体去除,在本实施例中,酸性电解槽上设置有酸气中和结构09,酸气中和结构09包括碱液输送管091、碱液喷淋盒092和若干扇形喷嘴,缸体01的对应侧板上开设有碱液进液口016,碱液输送管091连接碱液进液口016和碱液喷淋盒092,扇形喷嘴均匀设置在碱液喷淋盒092上,碱液经过碱液输送管091传输到碱液喷淋盒092内后由扇形喷嘴喷出形成碱液喷雾。在出铜前,在反应室内形成的碱液喷雾可以把酸性气体中和,之后打开盖子时即不会有酸雾散发到环境中去,更加环保,喷淋产生的废水可以收集后用于调药,回用到蚀刻药水(蚀刻废液)中去。
酸性电解槽上设置有阴极抽风10和阳极抽风11,阴极抽风10和阳极抽风11均设置在缸体01的顶部,阴极抽风10包括阴极抽风盒101和阴极抽风管102,阴极抽风盒101连通反应室和阴极抽风管102,阳极抽风11包括阳极抽风盒111、阳极抽风管112和阳极抽风进气管113,阳极抽风盒111连通阳极抽风管112,阳极抽风进气管113连通阳极和阳极抽风盒111。阴极气体通过左右两侧板上方的阴极抽风进气口103进入到阴极抽风盒101内,最终阴极气体通过阴极抽风管102抽向阴极抽风10总管道,阳极气体通过阳极抽风进气管113从阳极进入到阳极抽风盒111内,最终阳极气体通过阳极抽风管112抽向阳极抽风11总管道,由于阴极抽风10和阳极抽风11均设置到电解槽的上方,因此,药水不易漫进抽风盒内或者因抽风夹带进入抽风管内发生结晶堵管现象,保证了抽风系统的可靠运转。
缸体01的底板上设置有两个开孔,分别是进液孔014和出液孔015,蚀刻废液从进液孔014进入电解槽内进行电解,实现阴极电解还原产铜以及阳极蚀刻液的再生;出液孔015是用来实现蚀刻液的排放,同时连接的排水管上接有三通,安装液位感应探头,用于保护泵体的正常运行;缸体01的底部设置有机脚架,用于调水平,便于现场清理卫生。
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。