CN110468417B - 一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法及装置 - Google Patents

一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法，包括如下步骤：步骤一、将五金蚀刻生产线产生的蚀刻废液通过电镀过滤机过滤后，送至废液处理再生槽进行电解催化；步骤二、将废液处理再生槽中的再生蚀刻液送至水射器中强制吸收Cl2，吸收后的再生蚀刻液流回所述废液处理再生槽中，不断重复；步骤三、将处理后的再生蚀刻液通过溢流再返回到五金蚀刻生产线中使用，控制五金蚀刻液的ORP值和电流密度，控制五金蚀刻液的酸度和比重。本发明可以达到减少废液排放量，减少外运，在保护环境的同时，减少氧化剂等药剂的补加，降低生产成本的目的。

Description

一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法及装置
技术领域
本发明涉及五金蚀刻领域，特别是涉及一种五金蚀刻废液在线再生处理的工艺方法及其专用装置。
背景技术
在国民经济建设中，五金蚀刻业也得到了快速的发展，但在生产过程中会副产出大量的五金蚀刻废液，与PCB生产过程中副产出的铜蚀刻废液一样，都是比较难处理和处置的废液。
目前，在PCB生产过程中，对铜蚀刻废液已经有了可进行再生处理回用的成熟方法。但是，对于五金蚀刻废液，目前国内还没有再生处理的工艺方法，仍是个空白。以前，各厂家对五金蚀刻废液添加水进行稀释，加碱提高pH值后，排放到废水处理站，可作为净水剂使用，当时是没有太大问题的；但如今，因五金蚀刻废液被列为危险废物，这种方法已经不允许了，必须采用外运，交专业危废公司处理的方法。这种处理方法虽然避开了一定的安全、环保问题；但是，这样处理废液不仅浪费了资源，而且生产成本陡增，给企业增加了负担，同时，在运输转运过程中仍存在跑冒滴漏的风险。所以，非常需要也研发一个能够电解再生、处理的工艺方法，但是，由于五金蚀刻废液酸性很强，对极板材质要求很高，铁又很难得到回收利用，再加上五金蚀刻废液中含有大量的金属杂质，给电解、再生处理的工艺带来许多难题，相比较，感觉对五金蚀刻废液进行再生的价值不是很大，综合以上因素，从而导致生产企业对研发再生技术的方法无人问津。但是，在当前安全、环保严管的形势下，生产企业就很迫切希望能研发一个适宜、合理、高效的处理工艺方法，来填补该领域再生技术的空白，将五金蚀刻废液更好的进行再生回用，达到减少废液排放量，减少外运，在保护环境的同时，减少氧化剂等药剂的补加，降低生产成本的目的，为企业创造一定的经济效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适宜、合理、高效的五金蚀刻废液在线再生处理的方法。本发明的方法因在线进行，不需进行大的改变，只需要配套个别设备，工艺短，设备少，不仅操作方便，运行平稳，而且处理效果明显，为五金蚀刻液的循环使用，减少氧化剂的投加，降低成本，提供了有利保障。
本发明还提供了一套适用于本发明方法的专用装置。
本发明的方法是根据五金蚀刻生产的特点，利用专用电解设备，采用膜电解技术，并通过电解电流智能控制，提供一种在蚀刻生产线上在线进行循环吸收的处理方法。该技术将电解产生的少量Cl2，采用蚀刻废液实施强制吸收，与Cl2进行充分混合、反应的方法；将电解设备中的五金蚀刻废液，通过水射器的作用下产生负压，抽吸来自电解产生的少量Cl2，与蚀刻废液迅速混合，并与蚀刻废液中的Fe2+进行氧化反应，生成Fe3+，达到蚀刻废液提高氧化能力的目的。
其反应原理如下：
Cl2+H2O→HClO+HCl
HClO+HCl+FeCl2→2FeCl3+H2O
反应产生的FeCl3混合于五金蚀刻废液中，以增加蚀刻废液中Fe3+的含量，提高其氧化性，然后，再返回蚀刻生产线中应用。
一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法，包括如下步骤：
步骤一、废液处理：将五金蚀刻生产线产生的蚀刻废液通过电镀过滤机过滤后，送至废液处理再生槽进行电解催化，并通过控制电流密度来控制产生的Cl2量，电解产生的少量Cl2直接被水射器抽吸；
步骤二、再生液循环：将废液处理再生槽中的再生蚀刻液送至水射器中强制吸收Cl2，吸收后的再生蚀刻液流回所述废液处理再生槽中，不断重复进行此步骤；
步骤三、将处理后的再生蚀刻液通过溢流再返回到五金蚀刻生产线中使用，控制五金蚀刻液的ORP值和电流密度，确保电解出的少量氯气可吸收完全，实现处理系统无尾气排放；同时，控制五金蚀刻液的酸度和比重，将多余的蚀刻废液，溢流排放至污水处理站进行处理。
本发明所述的五金蚀刻废液在线再生处理的方法，其中，所述废液处理再生槽通过电解电流智能控制电流密度为2～10ASD，控制蚀刻液的ORP值为500～700mV。
本发明所述的五金蚀刻废液在线再生处理的方法，其中，所述五金蚀刻液的酸度控制为0.1～2mol/L，比重控制为1.05～1.5。
本发明所述的五金蚀刻废液在线再生处理的方法采用的装置，包括五金蚀刻生产线和废液处理再生槽，所述五金蚀刻生产线的下部出口依次通过再生液输送泵和电镀过滤机与所述废液处理再生槽的上部入口相连，所述废液处理再生槽的下部出口依次通过废液循环泵和水射器与所述废液处理再生槽的上部入口相连，所述废液处理再生槽的上部溢流口与所述五金蚀刻生产线的上部入口相连。
本发明所述的装置，其中，所述废液处理再生槽包括槽体，在所述槽体内间隔设置有多个钛合金阴极板和钛合金阳极板，所述钛合金阳极板设置在阳极盒内，在所述阳极盒内壁上由外至里依次设置有阳离子交换膜和微孔过滤膜。
本发明所述的装置，其中，所述废液处理再生槽的上部气体出口与所述水射器的入口相连。
本发明所述的装置，其中，所述五金蚀刻生产线的上部设置有废液排放口。
本发明所述的一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法的主要技术创新为：采用通过吸收电解产生少量的Cl2进行蚀刻废液再生的原理，并依据五金蚀刻废液再生过程中的特殊性，必须采用昂贵的离子膜技术，既可解决氧化性气体对膜的腐蚀，又可解决阳极电解出来的氧化性气体与阴极还原出来的金属离子的隔离，有效的防止了氧化性气体扩散至阴极，而发生氧化还原反应，消除了干扰，使五金蚀刻废液的再生处理，能够得到稳定顺利的进行，这是传统的普通膜技术所不能及的。该系统中五金蚀刻废液的酸性是很强的，蚀刻废液在进行电解时，传统的普通电极板是很容易被腐蚀掉了，使电解无法正常进行，研究中通过多次试验选择，最终采用复合的特殊材料(钛合金)作为电极板，有效的解决了腐蚀问题，确保了电解催化的顺利进行。以上都是不同于其他普通电解技术的关键所在，完全是为了满足五金蚀刻废液再生处理的特殊要求，否则，将无法实施，是一个全新的尝试。该处理工艺方法因在线进行，不需进行大的改变，只需要配套个别设备，工艺短，设备少，不仅操作方便，运行平稳，而且处理效果明显，为五金蚀刻液的循环使用，减少氧化剂的投加，降低成本，提供了有利保障。该处理工艺方法是国内所没有的，是一次首创，为五金蚀刻领域提供了一个新的技术方法。
本发明所述的一种采用五金蚀刻废液进行在线循环吸收的处理方法，其独特的创新方法就是很好的解决了五金蚀刻废液长期外运，交给专业危废公司处理的传统落后的方法，采用新研发的在线再生处理工艺，在膜电解技术上，采用电解电流智能控制方法，依据五金蚀刻液的ORP值，控制电流密度，来控制电解产生少量的Cl2，以达到氯的平衡，既可确保整个生产系统处于安全、环保的状态下进行，又可有效的减少了氧化剂的添加，同时也减少了Fe2Cl3等其他药剂的添加，节约了原料，降低了蚀刻成本，而且还没有尾气的排放，完全避免了蚀刻废液外运时，可能带来的安全及环境污染的因素，减少了废液的排放量，解决了一直困扰在企业的一个头疼问题，该方法将蚀刻废液化害为利，变废为宝，为行业创出了一条新路，是一个独特的创新，为企业找到了一个再生处理的方法，变化明显，效果突出。
下面结合附图对本发明的五金蚀刻废液在线再生处理的方法和装置作进一步说明。
附图说明
图1为本发明五金蚀刻废液在线再生处理的方法采用的装置的结构示意图；
图2为本发明中废液处理再生槽的剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法，采用膜电解技术，通过水射器抽吸电解催化产生的少量氯气，循环吸收，具体包括如下步骤：
步骤一、废液处理：将五金蚀刻生产线产生的蚀刻废液通过电镀过滤机过滤后，送至废液处理再生槽进行电解催化，五金蚀刻废液主要含有Fe2+及Fe3+、HCl、H2O、金属杂质等组分，废液处理再生槽采用离子膜技术，并采用钛合金的复合材料电极板，根据蚀刻生产线的控制指标，依据蚀刻废液中的Fe2+的量，并通过控制电流密度来控制产生的Cl2量，确保整个生产系统处于安全、环保的状态下进行，电解产生的少量Cl2直接被水射器抽吸；
步骤二、再生液循环：将废液处理再生槽中的再生蚀刻液送至水射器中强制吸收Cl2，吸收后的再生蚀刻液流回废液处理再生槽中，不断重复进行此步骤；
步骤三、在再生液循环的同时，将处理后的再生蚀刻液通过溢流再返回到五金蚀刻生产线中使用，控制五金蚀刻液的ORP值和电流密度，确保电解出的少量氯气可吸收完全，保证蚀刻生产线的安全、高效、稳定进行，实现处理系统无尾气排放；同时，通过投加一定药剂控制五金蚀刻液的酸度和比重，并在正常蚀刻过程中将多余的蚀刻废液，溢流排放至污水处理站进行处理。
废液处理再生槽通过电解电流智能控制电流密度为2～10ASD，控制蚀刻液的ORP值为500～700mV。五金蚀刻液的酸度控制为0.1～2mol/L，比重控制为1.05～1.5。
实施例2
如图1和图2所示，本发明五金蚀刻废液在线再生处理的方法采用的装置，包括五金蚀刻生产线2和废液处理再生槽3，五金蚀刻生产线2的下部出口依次通过再生液输送泵1和电镀过滤机6与废液处理再生槽3的上部入口相连，废液处理再生槽3的下部出口依次通过废液循环泵4和水射器5与废液处理再生槽3的上部入口相连，废液处理再生槽3的上部溢流口与五金蚀刻生产线2的上部入口相连。
废液处理再生槽3包括槽体301，在槽体301内间隔设置有多个钛合金阴极板302和钛合金阳极板303，钛合金阳极板303设置在阳极盒304内，在阳极盒304内壁上由外至里依次设置有阳离子交换膜和微孔过滤膜。废液处理再生槽3的上部气体出口与水射器5的入口相连。五金蚀刻生产线2的上部设置有废液排放口7。微孔过滤膜可以为聚四氟乙烯滤膜。
本发明公开了废液处理再生槽3与传统的处理再生槽不同的部分，如有没公开的部分均属于现有技术。本发明中使用的再生液输送泵1、五金蚀刻生产线2、电镀过滤机6、废液循环泵4和水射器5，以及槽体301、钛合金阴极板302、钛合金阳极板303和阳极盒304均为现有技术。
实施例3
在五金蚀刻生产线作业中，蚀刻液的酸度控制为1.96mol/L；蚀刻液的比重控制为1.5，蚀刻液的ORP值控制为680mV；将五金蚀刻生产线的蚀刻废液，送至废液处理再生槽中进行电解催化，采用电解电流智能控制方法，控制电流密度10ASD，所产生的少量Cl2量经废液循环泵、水射器进行吸收，吸收后的蚀刻液再溢流回五金蚀刻生产线中使用。
处理后结果为：五金蚀刻废液实现减排62.8％，氧化剂的添加减少45％。
实施例4
在五金蚀刻生产线作业中，蚀刻液的酸度控制为1.2mol/L；蚀刻液的比重控制为1.36，蚀刻液的ORP值控制为630mV；将五金蚀刻生产线的蚀刻废液，送至废液处理再生槽中进行电解催化，采用电解电流智能控制方法，控制电流密度8.5ASD，所产生的少量Cl2量经废液循环泵、水射器进行吸收，吸收后的蚀刻液再溢流回五金蚀刻生产线中使用。
处理后结果为：五金蚀刻废液实现减排57.1％，氧化剂的添加减少43％。
实施例5
在五金蚀刻生产线作业中，蚀刻液的酸度控制为0.7mol/L；蚀刻液的比重控制为1.2，蚀刻液的ORP值控制为580mV；将五金蚀刻生产线的蚀刻废液，送至废液处理再生槽中进行电解催化，采用电解电流智能控制方法，控制电流密度5.6ASD，所产生的少量Cl2量经废液循环泵、水射器进行吸收，吸收后的蚀刻液再溢流回五金蚀刻生产线中使用。
处理后结果为：五金蚀刻废液实现减排54.7％，氧化剂的添加减少41.8％。
实施例6
在五金蚀刻生产线作业中，蚀刻液的酸度控制为0.1mol/L；蚀刻液的比重控制为1.05，蚀刻液的ORP值控制为500mV；将五金蚀刻生产线的蚀刻废液，送至废液处理再生槽中进行电解催化，采用电解电流智能控制方法，控制电流密度2ASD，所产生的少量Cl2量经废液循环泵、水射器进行吸收，吸收后的蚀刻液再溢流回五金蚀刻生产线中使用。
处理后结果为：五金蚀刻废液实现减排51.5％，氧化剂的添加减少39.4％。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种五金蚀刻废液在线再生处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、废液处理：将五金蚀刻生产线产生的蚀刻废液通过电镀过滤机过滤后，送至废液处理再生槽进行电解催化，并通过控制电流密度来控制产生的Cl2量，电解产生的少量Cl2直接被水射器抽吸；
步骤二、再生液循环：将废液处理再生槽中的再生蚀刻液送至水射器中强制吸收Cl2，吸收后的再生蚀刻液流回所述废液处理再生槽中，不断重复进行此步骤；
步骤三、将处理后的再生蚀刻液通过溢流再返回到五金蚀刻生产线中使用，控制五金蚀刻液的ORP值和电流密度，确保电解出的少量氯气可吸收完全，实现处理系统无尾气排放；同时，控制五金蚀刻液的酸度和比重，将多余的蚀刻废液，溢流排放至污水处理站进行处理；
所述废液处理再生槽通过电解电流智能控制电流密度为2～10ASD，控制蚀刻液的ORP值为500～700mV；
所述五金蚀刻液的酸度控制为0.1～2mol/L，比重控制为1.05～1.5。
2.权利要求1所述的五金蚀刻废液在线再生处理的方法采用的装置，其特征在于：所述装置包括五金蚀刻生产线(2)和废液处理再生槽(3)，所述五金蚀刻生产线(2)的下部出口依次通过再生液输送泵(1)和电镀过滤机(6)与所述废液处理再生槽(3)的上部入口相连，所述废液处理再生槽(3)的下部出口依次通过废液循环泵(4)和水射器(5)与所述废液处理再生槽(3)的上部入口相连，所述废液处理再生槽(3)的上部溢流口与所述五金蚀刻生产线(2)的上部入口相连；
所述废液处理再生槽(3)包括槽体(301)，在所述槽体(301)内间隔设置有多个钛合金阴极板(302)和钛合金阳极板(303)，所述钛合金阳极板(303)设置在阳极盒(304)内，在所述阳极盒(304)内壁上由外至里依次设置有阳离子交换膜和微孔过滤膜，所述微孔过滤膜为聚四氟乙烯滤膜。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述废液处理再生槽(3)的上部气体出口与所述水射器(5)的入口相连。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述五金蚀刻生产线(2)的上部设置有废液排放口(7)。
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