CN110042425A - 一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，包括步骤一，获取蚀刻废液；步骤二，电解提铜；步骤三，离子交换；步骤四，获取电解铜；步骤五，废液混合再生；步骤六，废气收集处理；该发明，通过使用电极棒放入到碱性蚀刻废液内，进行通电电解，在电极棒表层析出电解铜，取出阴极剥下电解铜，余下的蚀刻废液经过调配后成为蚀刻液，可以供生产线循环使用，从而使得电解后的蚀刻废液的性能更稳定，可一直循环使用，电解法工艺简单、流程短、环境良好、回收率高，增加了企业的经济效益，同时实现了资源的高效回收，也符合循环经济的原则。

Description

一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺

技术领域

本发明涉及蚀刻废液电解技术领域，具体为一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺。

背景技术

蚀刻液是一种铜版画雕刻用原料，通过侵蚀材料的特性来进行雕刻的一种液体，在雕刻后，蚀刻液内部含有大量的铜离子，直接排放的话，会对环境造成污染，同时会对铜资源造成很大的浪费，现有的萃取工艺和沉淀工艺，不能将蚀刻废液中的铜析出彻底，同时在处理后，不能再做蚀刻液使用，直接排出，造成更大的污染，成本高，工序更复杂，因此，设计一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，包括步骤一，获取蚀刻废液；步骤二，电解提铜；步骤三，获取电解铜；步骤四，过滤电解液；步骤五，烘干获取电解铜；步骤六，滤液再生；步骤七、废气处理；

其中在上述步骤一中，通过泵机将蚀刻机内部的蚀刻废液抽出，放置在废液桶内进行静置，静置2~3h后抽出备用；

其中在上述步骤二中，将获取的蚀刻废液排入到电解箱内部，在电解箱的两侧分别设置有阴极棒和阳极棒，通过整流器对阴极棒和阳极棒进行通电，对电解箱内部的蚀刻废液进行电解，在对蚀刻液通电后，电解池用阳离子交换膜隔开形成阳极室和阴极室，阳极室蚀刻废液中的氯化亚铜在阳极棒表面氧化生成氯化铜，同时其中的铵离子穿越阳阳离子交换膜进入阴极室，阴极室蚀刻液中的二价铜离子在阴极棒表面还原成一价铜；

其中在上述步骤三中，在电解完毕后，将废液排出电解池，将阴极棒和阳极棒从电解池中取出，将阴极棒和阳极棒表侧的铜刮去，获取铜；

其中在上述步骤四中，将阴极棒和阳极棒插进电解箱，继续电解，在电解产生电解铜较少后，将电解液排出，将电解废液通过筛网进行过滤，去除残渣电解铜，获取电解废液；

其中在上述步骤五中，将在阴极棒和阳极棒上刮除的电解铜和电解液中剩余的电解铜放置在烘干机内，在温度60~80℃的环境下烘制2~3h，获取电解铜；

其中在上述步骤六中，在电解完毕后，向电解后的废液中加入碱性蚀刻药水，将电解废液液进行混合，检查混合液的成分合格后，补充到蚀刻机内部，继续循环使用；

其中在上述步骤七中，在电解过程中产生的废气则经过风机抽气管经过空气压缩机压缩进入含有氢氧化钠溶液的水箱，在喷淋塔进行水雾喷淋后排放。

根据上述技术方案，所述步骤一中，在获取蚀刻废液时，在静置后，使用滤网进行再次过滤，保证蚀刻废液内没有废渣。

根据上述技术方案，所述步骤二中，将电解池排到电解池中，包括阳离子交换膜、阳极电极卡座、排液管、排液阀、电解箱、阳极棒、搅拌杆、第一齿盘、马达、第二齿轮、整流器、手柄、卡板、阴极棒、套筒、承接板、阴极电极卡座、固定架、气罩、广口进气罩、进气管、气体处理组件、风机、空气压缩机、水箱、喷淋塔、雾化喷头、导水管、水泵和排气管，所述整流器固定在电解箱的底侧，所述阳离子交换膜固定在电解箱的内壁上下两侧，所述阳极电极卡座和阴极电极卡座安装在电解箱的内壁底侧，且阳极电极卡座和阴极电极卡座为阳离子交换膜的两侧，所述电解箱的两侧壁底端均安装有排液管，所述排液阀安装在排液管的一侧，所述套筒竖直嵌入式安装在电解箱的内部，且对应阴极电极卡座的上方，所述阴极棒的底端固定有卡板，所述卡板的顶侧固定有手柄，所述承接板套接在阴极棒的底端外部，所述阴极棒的底端插接在阴极电极卡座的顶部，所述马达固定在电解箱的顶侧壁，所述第二齿轮安装在马达的输出端部，所述搅拌杆的顶部通过轴承配合安装在电解箱的顶侧壁内部，所述搅拌杆的顶侧安装有第一齿盘，所述固定架固定在电解箱的一侧，所述气罩安装在固定架的顶端，且位于电解箱的正上方，所述进气管的一端固定在电解箱的顶侧，所述广口进气罩固定在进气管的顶侧，所述气体处理组件设置在电解箱的一侧，所述气体处理组件包括风机、空气压缩机、水箱、喷淋塔、雾化喷头、导水管、水泵和排气管，所述空气压缩机安装在水箱的一端顶侧，所述风机固定在空气压缩机的顶侧，且通过导气管与空气压缩机连接，所述排气管排布在水箱的内壁底侧，且通过导气管与空气压缩机的输出端连接，所述喷淋塔竖直固定在水箱的顶侧另一端，所述水泵固定在喷淋塔的底部一侧，所述雾化喷头环绕固定在喷淋塔的内壁，所述雾化喷头与水泵的输出端部通过导水管连接。

根据上述技术方案，所述步骤三中，在进行电解时，可人工搅动电解池的蚀刻废液，同时每隔10min，将阴极棒和阳极棒取出，刮除阴极棒和阳极棒表面的电解铜。

根据上述技术方案，所述阳离子交换膜的两侧对称设置有搅拌杆和第一齿盘，所述第一齿盘和第二齿轮为相啮合结构。

根据上述技术方案，所述套筒的侧壁开设有漏孔，所述阳极棒和阴极棒的外部均通过漏孔套接有套筒。

根据上述技术方案，所述进气管的另一端固定在风机的顶端端口处，所述水箱的一侧上下两端分别开设有进水口和排水口。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，通过使用电极棒放入到碱性蚀刻废液内，进行通电电解，在电极棒表层析出电解铜，取出阴极剥下电解铜，余下的蚀刻废液经过调配后成为蚀刻液，可以供生产线循环使用，从而使得电解后的蚀刻废液的性能更稳定，可一直循环使用，电解法工艺简单、流程短、环境良好、回收率高，增加了企业的经济效益，同时实现了资源的高效回收，也符合循环经济的原则。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的电解整体结构示意图；

图3是本发明的电解池内部结构示意图；

图4是本发明的气体处理组件结构示意图；

图中：1、阳离子交换膜；2、阳极电极卡座；3、排液管；4、排液阀；5、电解箱；6、阳极棒；7、搅拌杆；8、第一齿盘；9、马达；10、第二齿轮；11、整流器；12、手柄；13、卡板；14、阴极棒；15、套筒；16、承接板；17、阴极电极卡座；18、固定架；19、气罩；20、广口进气罩；21、进气管；22、气体处理组件；23、风机；24、空气压缩机；25、水箱；26、喷淋塔；27、雾化喷头；28、导水管；29、水泵；30、排气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，包括步骤一，获取蚀刻废液；步骤二，电解提铜；步骤三，获取电解铜；步骤四，过滤电解液；步骤五，烘干获取电解铜；步骤六，滤液再生；步骤七、废气处理；

其中在上述步骤一中，通过泵机将蚀刻机内部的蚀刻废液抽出，放置在废液桶内进行静置，静置2~3h后抽出备用；

其中在上述步骤二中，将获取的蚀刻废液排入到电解箱5内部，在电解箱5的两侧分别设置有阴极棒14和阳极棒6，通过整流器11对阴极棒14和阳极棒6进行通电，对电解箱5内部的蚀刻废液进行电解，在对蚀刻液通电后，电解池用阳离子交换膜1隔开形成阳极室和阴极室，阳极室蚀刻废液中的氯化亚铜在阳极棒6表面氧化生成氯化铜，同时其中的铵离子穿越阳阳离子交换膜1进入阴极室，阴极室蚀刻液中的二价铜离子在阴极棒14表面还原成一价铜；

其中在上述步骤三中，在电解完毕后，将废液排出电解池，将阴极棒14和阳极棒6从电解池中取出，将阴极棒14和阳极棒6表侧的铜刮去，获取铜；

其中在上述步骤四中，将阴极棒14和阳极棒6插进电解箱5，继续电解，在电解产生电解铜较少后，将电解液排出，将电解废液通过筛网进行过滤，去除残渣电解铜，获取电解废液；

其中在上述步骤五中，将在阴极棒14和阳极棒6上刮除的电解铜和电解液中剩余的电解铜放置在烘干机内，在温度60~80℃的环境下烘制2~3h，获取电解铜；

其中在上述步骤六中，在电解完毕后，向电解后的废液中加入碱性蚀刻药水，将电解废液液进行混合，检查混合液的成分合格后，补充到蚀刻机内部，继续循环使用；

其中在上述步骤七中，在电解过程中产生的废气则经过风机23抽气管经过空气压缩机24压缩进入含有氢氧化钠溶液的水箱25，在喷淋塔26进行水雾喷淋后排放。

根据上述技术方案，步骤一中，在获取蚀刻废液时，在静置后，使用滤网进行再次过滤，保证蚀刻废液内没有废渣。

根据上述技术方案，步骤二中，将电解池排到电解池中，包括阳离子交换膜1、阳极电极卡座2、排液管3、排液阀4、电解箱5、阳极棒6、搅拌杆7、第一齿盘8、马达9、第二齿轮10、整流器11、手柄12、卡板13、阴极棒14、套筒15、承接板16、阴极电极卡座17、固定架18、气罩19、广口进气罩20、进气管21、气体处理组件22、风机23、空气压缩机24、水箱25、喷淋塔26、雾化喷头27、导水管28、水泵29和排气管30，整流器11固定在电解箱5的底侧，阳离子交换膜1固定在电解箱5的内壁上下两侧，阳极电极卡座2和阴极电极卡座17安装在电解箱5的内壁底侧，且阳极电极卡座2和阴极电极卡座17为阳离子交换膜1的两侧，电解箱5的两侧壁底端均安装有排液管3，排液阀4安装在排液管3的一侧，套筒15竖直嵌入式安装在电解箱5的内部，且对应阴极电极卡座17的上方，阴极棒14的底端固定有卡板13，卡板13的顶侧固定有手柄12，承接板16套接在阴极棒14的底端外部，阴极棒14的底端插接在阴极电极卡座17的顶部，马达9固定在电解箱5的顶侧壁，第二齿轮10安装在马达9的输出端部，搅拌杆7的顶部通过轴承配合安装在电解箱5的顶侧壁内部，搅拌杆7的顶侧安装有第一齿盘8，固定架18固定在电解箱5的一侧，气罩19安装在固定架18的顶端，且位于电解箱5的正上方，进气管21的一端固定在电解箱5的顶侧，广口进气罩20固定在进气管21的顶侧，气体处理组件22设置在电解箱5的一侧，气体处理组件22包括风机23、空气压缩机24、水箱25、喷淋塔26、雾化喷头27、导水管28、水泵29和排气管30，空气压缩机24安装在水箱25的一端顶侧，风机23固定在空气压缩机24的顶侧，且通过导气管与空气压缩机24连接，排气管30排布在水箱25的内壁底侧，且通过导气管与空气压缩机24的输出端连接，喷淋塔26竖直固定在水箱25的顶侧另一端，水泵29固定在喷淋塔26的底部一侧，雾化喷头27环绕固定在喷淋塔26的内壁，雾化喷头27与水泵29的输出端部通过导水管连接。

根据上述技术方案，步骤三中，在进行电解时，可人工搅动电解池5的蚀刻废液，同时每隔10min，将阴极棒14和阳极棒6取出，刮除阴极棒14和阳极棒6表面的电解铜。

根据上述技术方案，阳离子交换膜1的两侧对称设置有搅拌杆7和第一齿盘8，第一齿盘8和第二齿轮10为相啮合结构。

根据上述技术方案，套筒15的侧壁开设有漏孔，阳极棒6和阴极棒14的外部均通过漏孔套接有套筒15。

根据上述技术方案，进气管21的另一端固定在风机23的顶端端口处，水箱25的一侧上下两端分别开设有进水口和排水口。

基于上述，本发明的优点在于，本发明，在进行电解时，将蚀刻废液排进电解箱5内，然后整流器11向阳极电极卡座2和阴极电极卡座17通电，阴极电极卡座17位负极，阳极电极卡座2位正极，阳极棒6和阴极棒14被导电，对蚀刻废液进行电解在对蚀刻液通电后，电解池用阳离子交换膜1隔开形成阳极室和阴极室，阳极室蚀刻废液中的氯化亚铜在阳极棒6表面氧化生成氯化铜，同时其中的铵离子穿越阳阳离子交换膜1进入阴极室，阴极室蚀刻液中的二价铜离子在阴极棒14表面还原成一价铜，同时马达9作业，带动第二齿轮10旋转，通过两侧的第一齿盘8配合，带动搅拌杆7旋转，对阳离子交换膜1两侧液体进行搅动，能够带动液体流动，提高电解速率，达到更好的电解效果，在电解完毕后，拉动手柄12，将阴极棒14抽离处套筒15，然后将附着在阳极棒6和阴极棒14上的铜铲除，铲除后，将阴极棒14插接在阴极电极卡座17上，阳极棒6插接在阳极电极卡座2的内部，在进行电解时，会产生大量的废气，废气上升，会聚集在气罩19的下方，这时风机23作用，通过进气管21和广口进气罩20配合作用，将废气抽离，然后经过空气压缩机24压缩，通过排气管30排出，在水箱25内设置有氢氧化钠溶液，能够对废气中氯离子和氨离子进行作用吸收，同时在释放后，气体通过喷淋塔26上升排出，这时水泵29作业，通过导水管28将水输送到雾化喷头27，经雾化喷头27排出，对废气进行喷淋，能够更好的净废气，降低对空气环境的污染，电解后的电解液能够循环使用，电解法工艺简单、流程短、环境良好、回收率高，增加了企业的经济效益，同时实现了资源的高效回收，也符合循环经济的原则。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，包括步骤一，获取蚀刻废液；步骤二，电解提铜；步骤三，获取电解铜；步骤四，过滤电解液；步骤五，烘干获取电解铜；步骤六，滤液再生；步骤七、废气处理；其特征在于：

其中在上述步骤一中，通过泵机将蚀刻机内部的蚀刻废液抽出，放置在废液桶内进行静置，静置2~3h后抽出备用；

其中在上述步骤二中，将获取的蚀刻废液排入到电解箱（5）内部，在电解箱（5）的两侧分别设置有阴极棒（14）和阳极棒（6），通过整流器（11）对阴极棒（14）和阳极棒（6）进行通电，对电解箱（5）内部的蚀刻废液进行电解，在对蚀刻液通电后，电解池用阳离子交换膜（1）隔开形成阳极室和阴极室，阳极室蚀刻废液中的氯化亚铜在阳极棒（6）表面氧化生成氯化铜，同时其中的铵离子穿越阳阳离子交换膜（1）进入阴极室，阴极室蚀刻液中的二价铜离子在阴极棒（14）表面还原成一价铜；

其中在上述步骤三中，在电解完毕后，将废液排出电解池，将阴极棒（14）和阳极棒（6）从电解池中取出，将阴极棒（14）和阳极棒（6）表侧的铜刮去，获取铜；

其中在上述步骤四中，将阴极棒（14）和阳极棒（6）插进电解箱（5），继续电解，在电解产生电解铜较少后，将电解液排出，将电解废液通过筛网进行过滤，去除残渣电解铜，获取电解废液；

其中在上述步骤五中，将在阴极棒（14）和阳极棒（6）上刮除的电解铜和电解液中剩余的电解铜放置在烘干机内，在温度60~80℃的环境下烘制2~3h，获取电解铜；

其中在上述步骤六中，在电解完毕后，向电解后的废液中加入碱性蚀刻药水，将电解废液液进行混合，检查混合液的成分合格后，补充到蚀刻机内部，继续循环使用；

其中在上述步骤七中，在电解过程中产生的废气则经过风机（23）抽气管经过空气压缩机（24）压缩进入含有氢氧化钠溶液的水箱（25），在喷淋塔（26）进行水雾喷淋后排放。

2.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，其特征在于：所述步骤一中，在获取蚀刻废液时，在静置后，使用滤网进行再次过滤，保证蚀刻废液内没有废渣。

3.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，其特征在于：所述步骤二中，将电解池排到电解池中，包括阳离子交换膜（1）、阳极电极卡座（2）、排液管（3）、排液阀（4）、电解箱（5）、阳极棒（6）、搅拌杆（7）、第一齿盘（8）、马达（9）、第二齿轮（10）、整流器（11）、手柄（12）、卡板（13）、阴极棒（14）、套筒（15）、承接板（16）、阴极电极卡座（17）、固定架（18）、气罩（19）、广口进气罩（20）、进气管（21）、气体处理组件（22）、风机（23）、空气压缩机（24）、水箱（25）、喷淋塔（26）、雾化喷头（27）、导水管（28）、水泵（29）和排气管（30），所述整流器（11）固定在电解箱（5）的底侧，所述阳离子交换膜（1）固定在电解箱（5）的内壁上下两侧，所述阳极电极卡座（2）和阴极电极卡座（17）安装在电解箱（5）的内壁底侧，且阳极电极卡座（2）和阴极电极卡座（17）为阳离子交换膜（1）的两侧，所述电解箱（5）的两侧壁底端均安装有排液管（3），所述排液阀（4）安装在排液管（3）的一侧，所述套筒（15）竖直嵌入式安装在电解箱（5）的内部，且对应阴极电极卡座（17）的上方，所述阴极棒（14）的底端固定有卡板（13），所述卡板（13）的顶侧固定有手柄（12），所述承接板（16）套接在阴极棒（14）的底端外部，所述阴极棒（14）的底端插接在阴极电极卡座（17）的顶部，所述马达（9）固定在电解箱（5）的顶侧壁，所述第二齿轮（10）安装在马达（9）的输出端部，所述搅拌杆（7）的顶部通过轴承配合安装在电解箱（5）的顶侧壁内部，所述搅拌杆（7）的顶侧安装有第一齿盘（8），所述固定架（18）固定在电解箱（5）的一侧，所述气罩（19）安装在固定架（18）的顶端，且位于电解箱（5）的正上方，所述进气管（21）的一端固定在电解箱（5）的顶侧，所述广口进气罩（20）固定在进气管（21）的顶侧，所述气体处理组件（22）设置在电解箱（5）的一侧，所述气体处理组件（22）包括风机（23）、空气压缩机（24）、水箱（25）、喷淋塔（26）、雾化喷头（27）、导水管（28）、水泵（29）和排气管（30），所述空气压缩机（24）安装在水箱（25）的一端顶侧，所述风机（23）固定在空气压缩机（24）的顶侧，且通过导气管与空气压缩机（24）连接，所述排气管（30）排布在水箱（25）的内壁底侧，且通过导气管与空气压缩机（24）的输出端连接，所述喷淋塔（26）竖直固定在水箱（25）的顶侧另一端，所述水泵（29）固定在喷淋塔（26）的底部一侧，所述雾化喷头（27）环绕固定在喷淋塔（26）的内壁，所述雾化喷头（27）与水泵（29）的输出端部通过导水管连接。

4.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，其特征在于：所述步骤三中，在进行电解时，可人工搅动电解池（5）的蚀刻废液，同时每隔10min，将阴极棒（14）和阳极棒（6）取出，刮除阴极棒（14）和阳极棒（6）表面的电解铜。

5.根据权利要求3所述的一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，其特征在于：所述阳离子交换膜（1）的两侧对称设置有搅拌杆（7）和第一齿盘（8），所述第一齿盘（8）和第二齿轮（10）为相啮合结构。

6.根据权利要求3所述的一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，其特征在于：所述套筒（15）的侧壁开设有漏孔，所述阳极棒（6）和阴极棒（14）的外部均通过漏孔套接有套筒（15）。

7.根据权利要求3所述的一种碱性蚀刻废液直接电积沉铜工艺，其特征在于：所述进气管（21）的另一端固定在风机（23）的顶端端口处，所述水箱（25）的一侧上下两端分别开设有进水口和排水口。