CN109972139A - 一种酸性蚀刻液再生循环方法 - Google Patents

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Abstract

一种酸性蚀刻液的再生循环方法包括如下步骤：S1：将PCB酸性蚀刻线上产生的酸性蚀刻废液收集至蚀刻废液槽中；S2：将蚀刻废液槽中的废液输送至电解槽中，通过电解作用在阴极区将废液中的铜离子析出形成电解铜片；S3：将电解槽阳极区的废液输送至酸雾吸收缸中；S4：向酸雾吸收缸中的废液输送氯气，通过与氯气的反应制备再生蚀刻液；S5：将酸雾吸收缸中的再生蚀刻液输送至酸性蚀刻线（DES）中用于蚀刻工艺，实现酸性蚀刻液的再生循环。本发明提供的方法使再生蚀刻液的回用率可以达到100%，减少约80%的盐酸和氧化剂的添加，大大降低了物料成本。

Description

一种酸性蚀刻液再生循环方法
技术领域
本发明涉及废液回收技术领域，具体涉及一种酸性蚀刻液再生循环方法。
背景技术
目前的电子设备主要是通过焊接在PCB板（电子印刷电路板）上的部件组装而成的。这些PCB板的制造过程中使用大量的铜金属。高级的电子设备，如计算机，需要结构非常复杂的PCB板及其相应的生产工艺。这些PCB板通常为多层式，包括内层和外层，将内层通过蚀刻溶液进行蚀刻。
目前的PCB板通常包括一个塑料或者层压板制成的基材和沉积在基材上的覆铜薄膜。导电图案，即布置图由覆盖在覆铜薄膜表面的防护性塑料膜（光致抗蚀剂）组成。在蚀刻过程中将所有的不被导电图案覆盖的铜层部分的塑料膜移除。
传统的蚀刻工艺中使用的酸性蚀刻液的pH值为1左右，甚至更低，主要成分为氯化钠、HCl和氯化铜。在蚀刻中一价的铜离子浓度过高时蚀刻速率减慢，不能满足蚀刻要求。蚀刻后的溶液中含有大量的铜离子，因此在蚀刻后这些蚀刻液需经过处理才能排放以免给经济和环境造成影响。而目前国内市场中PCB生产厂家日平均产生的废蚀刻液的总量非常巨大。如果能将这些废弃液体回收利用，每年可以产生巨大的经济效益，同时减少环境的污染。
发明内容
本发明的目的是，提供一种酸性蚀刻液的再生循环装置及方法，使酸性蚀刻液能够循环再生使用。
为了达到上述目的，本发明提供的酸性蚀刻液的再生循环装置通过如下技术方案实现：
一种酸性蚀刻液的再生循环装置，包括顺序连接的酸性蚀刻线（DES）、蚀刻废液槽、电解槽和酸雾吸收缸。所述蚀刻废液槽收集酸性蚀刻线（DES）产生的废液，并将其输送至电解槽中，所述电解槽将废液电解，将废液中的铜离子转化为电解铜板，同时将废液中的氯离子氧化为氯气。所述酸雾吸收缸收集电解槽中的废液，并与电解槽中产生的氯气发生反应，得到再生蚀刻液。
优选的，所述再生循环装置的酸性蚀刻线、蚀刻废液槽、电解槽及酸雾吸收缸之间通过高压泵连通。
优选的，所述电解槽包括阳极室和阴极室；所述阳极室将氯离子氧化为氯气，所述阴极室电解出金属铜板。
优选的，所述酸性蚀刻液的再生循环装置还包括与所述酸性蚀刻线（DES）连通的储存槽，储存槽内储存盐酸和氧化剂，所述盐酸和氧化剂用于添加至所述酸雾吸收缸的再生蚀刻液中，使再生蚀刻液的溶液参数与无铜蚀刻液的参数保持一致。
优选的，所述储存槽还设有与所述储存槽连通的自动添加控制装置（PLC装置），所述自动添加控制装置安装有各种先进的参数监控装置，实时对整个系统运行参数进行监控，将蚀刻再生液由自动添加系统送入DES蚀刻线。
优选的，所述酸性蚀刻液的再生循环装置还包括氯气报警装置，用于在线实时监控排放风管和车间氯气浓度，防止氯气外泄，保障系统运行安全环保；
优选的，所述酸性蚀刻液的再生循环装置还包括铁屑吸收装置，用于将废铁与氯气吸收系统未充分处理的尾气反应，消除尾气中的氯气和酸度，得到液体三氯化铁副产品，所述三氯化铁可作为五金蚀刻或者可排入PCB废水池作为水处理剂，代替聚合氯化铝使用。
为了达到上述目的，本发明提供的酸性蚀刻液的再生循环方法包括如下步骤：
S1：将PCB酸性蚀刻线上产生的酸性蚀刻废液收集至蚀刻废液槽中；
S2：将蚀刻废液槽中的废液输送至电解槽中，通过电解作用在阴极区将废液中的铜离子析出形成电解铜片 ；
S3：将电解槽阳极区的废液输送至酸雾吸收缸中；
S4：向酸雾吸收缸中的废液输送氯气，通过与氯气的反应制备再生蚀刻液；
S5：将酸雾吸收缸中的再生蚀刻液输送至酸性蚀刻线（DES）中用于蚀刻工艺，实现酸性蚀刻液的再生循环。
优选的，所述步骤S3还包括将阴极产生的低铜酸液排放到PCB废水处理中心进行处理。
优选的，所述步骤S3中，将阳极区的电解液通过比重控制加入到所述酸雾吸收缸中，用于调配再生蚀刻液。
优选的，所述步骤S4中所述的氯气为，电解槽阳极室产生的氯气。将电解出的氯气废弃输送至酸雾吸收缸中吸收，通过氯气的氧化作用得到再生蚀刻液，既能够减少氯气的排放，同时还能提高再生蚀刻液的转化率。
优选的，所述步骤S4还包括：将盐酸和氧化剂自动添加至酸雾吸收缸中，用于调配再生液的参数，使再生液的参数与无铜离子的蚀刻液的参数一致。
优选的，所述步骤S4还包括：将再生蚀刻液通过自动添加控制系统对参数的控制监测，自动加入到DES蚀刻线中。
优选的，所述还包括步骤S6：将酸雾吸收缸中未被充分吸收的氯气及酸雾与废铁在铁屑还原缸中反应，制备得到三氯化铁。所述三氯化铁溶液可以作为五金蚀刻或者可排入PCB废水池中代替集合氯化铝作为水处理剂使用。
优选的，所述酸性蚀刻液的再生循环方法还包括步骤S7：实时监控排放风管和车间氯气浓度，防止氯气外泄，保障系统运行安全环保。
采用本发明提供的酸性蚀刻液的再生循环装置及方法制备得到的再生液的参数与原来使用的无铜子液的参数一致，因而在蚀刻过程中产品的质量更加稳定；同时再生液的回用率可以达到100%，减少约80%的盐酸和氧化剂的添加，大大降低了物料成本；通过对氯气的回收利用使本发明提供的装置及方法的末端排放低于国家规定的氯气排放标准65mg/m3；且通过对氯气管控用多点自动检测系统，避免氯气外泄，确保设备的使用安全。采用PLC控制模式使程序自动化管理，系统操作及维护简单便捷，且安装调试的过程不会影响EDS线正常生产。
附图说明
图1是本发明提供的酸性蚀刻液的再生循环装置结构示意图。
具体实施方式
下面详细说明本发明提供的酸性蚀刻液的再生循环装置及方法。
一种酸性蚀刻液的再生循环装置10，包括顺序连接的酸性蚀刻线（DES）100、蚀刻废液槽200和电解槽300，所述酸性蚀刻线与酸雾吸收缸400连通。所述蚀刻废液槽200收集酸性蚀刻线（DES）100产生的废液，并将其输送至电解槽300中，所述电解槽300将废液电解，将废液中的铜离子转化为电解铜板，同时将废液中的氯离子氧化为氯气。所述酸雾吸收缸400收集电解槽300中的废液，并与氯气发生反应，得到再生蚀刻液。
所述氯气是电解槽300中由电解液的氯离子氧化制得。
所述再生循环装置10的酸性蚀刻线100、蚀刻废液槽200、电解槽300及酸雾吸收缸400之间通过高压泵连通。
所述电解槽300包括阳极室和阴极室；所述阳极室将氯离子氧化为氯气，所述阴极室电解出金属铜板。
所述酸性蚀刻液的再生循环装置10还包括与所述酸性蚀刻线（DES）100连通的储存槽110，储存槽110内储存盐酸和氧化剂，所述盐酸和氧化剂用于添加至所述酸雾吸收缸400的再生蚀刻液中，使再生蚀刻液的溶液参数与无铜蚀刻液的参数保持一致。
所述储存槽110还设有与所述储存槽110连通的自动添加控制装置（PLC装置），所述自动添加控制装置安装有参数监控装置，实时对整个系统运行参数进行监控，将蚀刻再生液由自动添加系统送入DES蚀刻线。
所述酸性蚀刻液的再生循环装置10还包括氯气报警装置，用于在线实时监控排放风管和车间氯气浓度，防止氯气外泄，保障系统运行安全环保；
所述酸性蚀刻液的再生循环装置10还包括铁屑吸收装置130，用于将废铁与氯气吸收系统未充分处理的尾气反应，消除尾气中的氯气和酸度，得到液体三氯化铁副产品，所述三氯化铁可作为五金蚀刻或者可排入PCB废水池140作为水处理剂，代替聚合氯化铝使用。
本发明利用上述装置的再生循环方法包括如下步骤：
S1：将PCB酸性蚀刻线上产生的酸性蚀刻废液收集至蚀刻废液槽中；
S2：将蚀刻废液槽中的废液输送至电解槽中，通过电解作用在阴极区将废液中的铜离子析出形成电解铜片 ；
S3：将电解槽阳极区的废液输送至酸雾吸收缸中；
S4：向酸雾吸收缸中的废液输送氯气，通过与氯气的反应制备再生蚀刻液；
S5：将酸雾吸收缸中的再生蚀刻液输送至酸性蚀刻线（DES）中用于蚀刻工艺，实现酸性蚀刻液的再生循环。
所述步骤S3还包括将阴极产生的低铜酸液排放到PCB废水处理中心进行处理。
所述步骤S3中，将阳极区的电解液通过比重控制加入到所述酸雾吸收缸中，用于调配再生蚀刻液。
所述步骤S4中所述的氯气为，电解槽阳极室产生的氯气。将电解出的氯气废弃输送至酸雾吸收缸中吸收，通过氯气的氧化作用得到再生蚀刻液。
所述步骤S4还包括：将盐酸和氧化剂自动添加至酸雾吸收缸中，用于调配再生液的参数，使再生液的参数与无铜离子的蚀刻液的参数一致。
所述步骤S4还包括：将再生蚀刻液通过自动添加控制系统对参数的控制监测，自动加入到DES蚀刻线中。
所述还包括步骤S6：将酸雾吸收缸中未被充分吸收的氯气及酸雾与废铁在铁屑还原缸中反应，制备得到三氯化铁。所述三氯化铁溶液可以作为五金蚀刻或者可排入PCB废水池中代替集合氯化铝作为水处理剂使用。
所述酸性蚀刻液的再生循环方法还包括步骤S7：实时监控排放风管和车间氯气浓度，防止氯气外泄，保障系统运行安全环保。
采用本发明提供的酸性蚀刻液的再生循环装置及方法制备得到的再生液的参数与原来使用的无铜蚀刻液的参数一致，因而在蚀刻过程中产品的质量更加稳定；同时再生液的回用率可以达到100%，减少约80%的盐酸和氧化剂的添加，大大降低了物料成本；通过对氯气的回收利用使本发明提供的装置及方法的末端排放低于国家规定的氯气排放标准65mg/m3；且通过对氯气管控用多点自动检测系统，避免氯气外泄，确保设备的使用安全。采用PLC控制模式使程序自动化管理，系统操作及维护简单便捷，且安装调试的过程不会影响EDS线正常生产。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种酸性蚀刻液的再生循环方法,包括如下步骤：
S1：将PCB酸性蚀刻线上产生的酸性蚀刻废液收集至蚀刻废液槽中；
S2：将蚀刻废液槽中的废液输送至电解槽中，通过电解作用在阴极区将废液中的铜离子析出形成电解铜片 ；
S3：将电解槽阳极区的废液输送至酸雾吸收缸中；
S4：向酸雾吸收缸中的废液输送氯气，通过与氯气的反应制备再生蚀刻液；
S5：将酸雾吸收缸中的再生蚀刻液输送至酸性蚀刻线（DES）中用于蚀刻工艺，实现酸性蚀刻液的再生循环。
2.根据权利要求1所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，所述步骤S3中，将阳极区的电解液通过比重控制加入到所述酸雾吸收缸中，用于调配再生蚀刻液。
3.根据权利要求1所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，所述步骤S3还包括将阴极产生的低铜酸液排放到PCB废水处理中心进行处理。
4.根据权利要求1所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，所述步骤S4中所述的氯气为，电解槽阳极室产生的氯气，用于制备再生蚀刻液。
5.根据权利要求3所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：将盐酸和氧化剂自动添加至酸雾吸收缸中，用于调配再生液的参数。
6.根据权利要求1所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：将再生蚀刻液通过自动添加控制系统对参数的控制监测，自动加入到DES蚀刻线中。
7.根据权利要求1所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，还包括步骤S6：将酸雾吸收缸中未被充分吸收的氯气及酸雾与废铁在铁屑还原缸中反应，制备得到三氯化铁。
8.根据权利要求1所述的酸性蚀刻液的再生循环方法，其特征在于，所述酸性蚀刻液的再生循环方法还包括步骤S7：实时监控排放风管和车间氯气浓度。
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