CN117210925A - 一种电镀锡电解液可循环系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光伏电池领域，尤其涉及光伏电池电镀技术，具体的涉及一种电镀锡电解液可循环系统及其控制方法，一种电镀锡电解液可循环系统，包括溶锡槽以及沉降反应罐，沉降反应罐通过连接管与溶锡槽连接，沉降反应罐用于分离沉淀物和清液，沉降反应罐将清液排至溶锡槽；电镀锡槽内设置有不溶性阳极和电解液，电镀锡槽与沉降反应罐连接，电镀锡槽与溶锡槽之间连接有循环管；压滤机用于排出沉降反应罐底部的沉淀；试剂添加罐用于向溶锡槽内添加氧化亚锡；沉降剂添加罐用于向沉降反应罐投入沉降剂，沉降剂添加罐与压滤机电连接。本申请实现电解作业在不停线的状态下，对四价锡沉降进行过滤处理，在保证电镀效率的同时，维持镀液质量。
Description
技术领域
本申请涉及光伏电池领域，尤其涉及光伏电池电镀技术，具体的涉及一种电镀锡电解液可循环系统及其控制方法。
背景技术
线路板行业使用的电镀锡阳极均为可溶性阳极纯锡球或者纯锡条，可溶性阳极自身可氧化析出亚锡离子，电解产生极少量氧气，电镀锡镀液四价锡上升缓慢，对镀件的电镀质量影响较小。
在光伏行业中若使用可溶性阳极进行电镀，则会导致电镀装置体积庞大，不利于电镀过程的自动化控制，从而在光伏行业电池片采用电镀锡工艺中，常采用不溶性阳极作为电镀锡阳极，但采用不溶性阳极，作为电镀锡阳极，亚锡离子采用纯锡球高温灌氧气制取，制取过程中生成的四价锡较多，电镀过程中四价锡会持续上升影响镀锡质量。
为了保证镀锡质量，对于电解液中沉淀出来的四价锡需要进行清理，但是如果停止电镀，将电解液中的沉淀打捞出来然后添加新的电解液，对电镀液经进行保养，这样的话降低了电镀作业的效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的控制电镀锡电解液中四价锡沉淀量的方式影响电镀作业效率。
为此，本发明提供一种电镀锡电解液可循环系统及其控制方法，在保证电镀效率的同时，维持镀液质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电镀锡电解液可循环系统，包括
溶锡槽，以及
沉降反应罐，所述沉降反应罐通过连接管与溶锡槽连接，所述沉降反应罐用于分离沉淀物和清液，所述沉降反应罐通过连接管将清液排至溶锡槽；
电镀锡槽，所述电镀锡槽内设置有不溶性阳极和电解液，所述电镀锡槽通过排液管、排液泵与沉降反应罐连接，所述电镀锡槽通过排液管、排液泵将其底部的沉淀排至沉降反应罐中，所述电镀锡槽与溶锡槽之间连接有用于将溶锡槽内的电解液输入电镀锡槽的循环管；
压滤机，所述压滤机与沉降反应罐底部连接，并用于排出沉降反应罐底部的沉淀；
试剂添加罐，所述试剂添加罐用于向溶锡槽内添加氧化亚锡；
沉降剂添加罐，所述沉降剂添加罐与沉降反应罐连接，并用于向沉降反应罐投入沉降剂，所述沉降剂添加罐与压滤机电连接。
通过上述技术方案，通过设置沉降反应罐、溶锡槽和压滤机与电镀锡槽连接，排液管将电镀锡槽底部的沉淀排至沉降反应罐过滤，清液在溶锡槽内添加氧化亚锡向电镀锡槽输入电解液，从而实现电解作业在不停线的状态下，一边保持电解作业在四价锡浓度较低状态下正常生产，一边对四价锡沉降进行过滤处理，无需额外消耗能量可以降低产线停线保养镀液频率，同时保证镀液的质量。
进一步的，所述排液管上连接有排液泵，所述循环管上设置有循环泵，所述排液泵与循环泵始终保持相同的泵液速度，所述排液管、循环管内的液体流量一致。
通过采用上述技术方案，便于保持电镀锡槽内电解液的稳定。
进一步的，所述沉降反应罐内设置有相互平行竖直设置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板、第二隔板均与沉降反应罐的底部连接，所述第一隔板和第二隔板将沉降反应罐依次分隔为第一沉降室、第二沉降室、第三沉降室，所述第一隔板、第二隔板与沉降反应罐的内顶部均间隔设置，第一隔板与沉降反应罐内顶部之间的距离小于第二隔板与沉降反应罐内顶部之间的距离，所述排液管与第一反应室连通，所述连接管与第三反应室连通。
通过采用上述技术方案，沉降后的清液依次从第一沉降室向第二沉降室、第三沉降室溢流，延长了沉降剂与溶液之间的反应时间，从而反应更加充分，沉降效果更好，提高了四价锡的沉降效果。
进一步的，所述连接管与沉降反应罐之间的连接处位于第二隔板的底部之下，并靠近第二个隔板的顶部设置。
进一步的，所述溶锡槽位于沉降反应罐的下方。
通过采用上述技术方案，第三沉降室内的清液可以通过重力自流进入溶锡槽。
进一步的，所述沉降反应罐的底部通过排渣管与压滤机连接，所述排渣管上可以连接有抽吸泵，所述压滤机与电镀锡槽之间连接有返流管。
进一步的，所述电镀锡槽内连接有检测器，所述检测器用于检测电镀锡槽内电解液中四价锡的浓度。
进一步的，还包括安培小时计，所述安培小时计用于监控电镀锡槽中电解作业，所述安培小时计与试剂添加罐电连接并控制试剂添加罐开闭。
一种电镀锡电解液可循环系统的控制方法，当电镀锡槽内的四价锡离子溶度≥5g/L时，控制沉降剂添加罐开启向第一沉降室内添加沉降剂，沉降剂添加罐单次添加量根据第一沉降室内液体体积设定，沉降添加罐开启后一段时间后压滤机开启。
进一步的，安培小时计控制试剂添加罐开启向溶锡槽内添加氧化亚锡制备合适的电解液。
本发明的有益效果是，本申请通过设置三级沉降反应罐、溶锡槽和压滤机，实现电解作业在不停线的状态下，一边保持电解作业在四价锡浓度较低状态下正常生产，一边对四价锡沉降进行过滤处理，无需额外消耗能量可以降低产线停线保养镀液频率，同时保证镀液的质量。整个沉降处理过程无需任何加热处理，能极大限度的保证电镀锡溶液内添加剂的稳定性，并且能够保持电镀锡槽内电解液的稳定。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中的电镀锡电解液可循环系统的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本发明的描述中，需要理解的是，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种电镀锡电解液可循环系统，包括电镀锡槽、溶锡槽、沉降反应罐、沉降剂添加罐以及压滤机。
沉降反应罐内设置有相互平行竖直设置的第一隔板和第二隔板，第一隔板、第二隔板均与沉降反应罐的底部连接，第一隔板和第二隔板将沉降反应罐依次分隔为第一沉降室、第二沉降室、第三沉降室，第一隔板、第二隔板与沉降反应罐的内顶部均间隔设置，第一隔板与沉降反应罐内顶部之间的距离小于第二隔板与沉降反应罐内顶部之间的距离。沉降反应罐的底部通过排渣管与压滤机连接，排渣管上可以连接有抽吸泵，抽吸泵将第一沉降室、第二沉降室、第三沉降室底部的沉淀抽至压滤机，压滤机与电镀锡槽之间连接有返流管。
电镀锡槽内设置有不溶性阳极和电解液，电镀锡槽内连接有检测器和安培小时计，检测器用于检测电镀锡槽内电解液中四价锡的浓度，安培小时计用于监控电镀锡槽中电解作业。电镀锡槽的底部与沉降反应罐之间连接有排液管，排液管与第一沉降室连通，排液管上连接有排液泵。沉降剂添加罐通过进料管与第一沉降室连接，进料管与沉降反应罐之间的连接处位于第一沉降室的上部，检测器与沉降剂添加罐电连接，沉降剂添加罐与压滤机电连接。
溶锡槽与沉降反应罐之间通过连接管连接，连接管与第三沉降室连通，连接管与沉降反应罐之间的连接处位于第二隔板的底部之下并靠近第二个隔板的顶部设置，溶锡槽位于沉降反应罐的下方，从而第三沉降室内的长层清液可以通过连接管重力自流进入溶锡槽。溶锡槽上连接有试剂添加罐，安培小时计与试剂添加罐电连接并控制试剂添加罐开闭，溶锡槽与电镀锡槽之间连接有循环管，循环管上设置有循环泵。
电解过程中电镀锡槽内的不溶性阳极上不断生成四价锡沉淀，四价锡沉淀在电镀锡槽的底部，排液泵将电镀锡槽底部的沉淀物以及部分电解液抽至沉降反应罐中的第一沉降室，第一沉降室内的混合液中的沉降物沉淀在第一沉降室的底部，随着第一沉降室内的水位上升，第一沉降室中的上层清液越过第一隔板向第二沉降室溢流，溢流至第二沉降室内的混合液中的沉淀物沉淀在第二沉降室的底部，随着第二沉降室内的水位上升，第二沉降室中的上层清液越过第二隔板向第三沉降室溢流，随着第三沉降室内的水位上升，第沉降室中的上层清液通过连接管朝向溶锡槽流动，定期检测电镀锡槽内的四价锡离子浓度，当电镀锡槽内的四价锡离子溶度≥5g/L时，控制沉降剂添加罐，向第一沉降室内添加沉降剂，沉降剂加速四价锡沉淀到槽底，压滤机将槽底的沉淀物压滤沉泥饼取出，同时将压滤后镀液返回电镀锡槽。向流至溶锡槽内的清液加入氧化亚粉末使其溶解在清液中，制备合适的电解液，然后将电解液输入电镀锡槽内，从而实现在电解过程中不停线清理四价锡沉淀，降低电解生产线保养镀液的频率，并保证镀液的质量。
一种电镀锡电解液可循环系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，开启排液泵、循环泵，排液泵将电镀锡槽底部的沉淀物以及部分电解液抽至沉降反应罐中的第一沉降室，第一沉降室内的混合液中的沉降物沉淀在第一沉降室的底部，随着第一沉降室内的水位上升，第一沉降室中的上层清液越过第一隔板向第二沉降室溢流，溢流至第二沉降室内的混合液中的沉淀物沉淀在第二沉降室的底部，随着第二沉降室内的水位上升，第二沉降室中的上层清液越过第二隔板向第三沉降室溢流，随着第三沉降室内的水位上升，第沉降室中的上层清液通过连接管朝向溶锡槽流动，溶锡槽内的电解液不断输入电镀锡槽内，排液泵与循环泵始终保持相同的泵液速度，排液管、循环管内的液体流量一致，从而保持电镀锡槽内的电解液体积稳定。
步骤二，检测器监测电镀锡槽内电解液中四价锡的浓度，当四价锡的浓度达到5g/L时，检测器控制沉降剂添加罐开启，沉降剂添加罐朝向第一沉降室添加沉降剂，沉降剂的数量由第一沉降室内的液体体积决定，若第一沉降室内液体体积为1L，则添加沉降剂20mL。
步骤三，沉降剂添加罐与压滤机电连接，由于沉降剂添加剂与沉降反应罐内的液体反应需要时间，因此，设定压滤机在沉降剂添加罐开启后一段时间后开启，压滤机将第一沉降室、第二沉降室、第三沉降室底部的沉积物抽出，过滤出的液体回到电镀锡槽内。
在电解作业的过程中，安培小时计持续监控电镀锡槽中电解电流，当电解电流达到设定值后，安培小时计控制试剂添加罐开启向溶锡槽内添加合适数量的氧化亚锡，氧化亚锡的数量基于法拉第金属电化当量决定，若电解电流达到1Ah，需要添加2.214g的亚锡元素。
综上，本申请通过设置三级沉降反应罐、溶锡槽和压滤机，实现电解作业在不停线的状态下，一边保持电解作业在四价锡浓度较低状态下正常生产，一边对四价锡沉降进行过滤处理，无需额外消耗能量可以降低产线停线保养镀液频率，同时保证镀液的质量。
整个沉降处理过程无需任何加热处理，能极大限度的保证电镀锡溶液内添加剂的稳定性。并且保持电镀锡槽内电解液的稳定。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，包括
溶锡槽，以及
沉降反应罐，所述沉降反应罐通过连接管与溶锡槽连接，所述沉降反应罐用于分离沉淀物和清液，所述沉降反应罐通过连接管将清液排至溶锡槽；
电镀锡槽，所述电镀锡槽内设置有不溶性阳极和电解液，所述电镀锡槽通过排液管、排液泵与沉降反应罐连接，所述电镀锡槽通过排液管、排液泵将其底部的沉淀排至沉降反应罐中，所述电镀锡槽与溶锡槽之间连接有用于将溶锡槽内的电解液输入电镀锡槽的循环管；
压滤机，所述压滤机与沉降反应罐底部连接，并用于排出沉降反应罐底部的沉淀；
试剂添加罐，所述试剂添加罐用于向溶锡槽内添加氧化亚锡；
沉降剂添加罐，所述沉降剂添加罐与沉降反应罐连接，并用于向沉降反应罐投入沉降剂，所述沉降剂添加罐与压滤机电连接。
2.根据权利要求1所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，所述排液管上连接有排液泵，所述循环管上设置有循环泵，所述排液泵与循环泵始终保持相同的泵液速度，所述排液管、循环管内的液体流量一致。
3.根据权利要求1所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，所述沉降反应罐内设置有相互平行竖直设置的第一隔板和第二隔板，所述第一隔板、第二隔板均与沉降反应罐的底部连接，所述第一隔板和第二隔板将沉降反应罐依次分隔为第一沉降室、第二沉降室、第三沉降室，所述第一隔板、第二隔板与沉降反应罐的内顶部均间隔设置，第一隔板与沉降反应罐内顶部之间的距离小于第二隔板与沉降反应罐内顶部之间的距离，所述排液管与第一反应室连通，所述连接管与第三反应室连通。
4.根据权利要求3所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，所述连接管与沉降反应罐之间的连接处位于第二隔板的底部之下，并靠近第二个隔板的顶部设置。
5.根据权利要求1所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，所述溶锡槽位于沉降反应罐的下方。
6.根据权利要求1所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，所述沉降反应罐的底部通过排渣管与压滤机连接，所述排渣管上可以连接有抽吸泵，所述压滤机与电镀锡槽之间连接有返流管。
7.根据权利要求1所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，所述电镀锡槽内连接有检测器，所述检测器用于检测电镀锡槽内电解液中四价锡的浓度。
8.根据权利要求1所述的电镀锡电解液可循环系统，其特征在于，还包括安培小时计，所述安培小时计用于监控电镀锡槽中电解作业，所述安培小时计与试剂添加罐电连接并控制试剂添加罐开闭。
9.一种如上述1-8中任意一项所述的电镀锡电解液可循环系统的控制方法，其特征在于，当电镀锡槽内的四价锡离子溶度≥5g/L时，控制沉降剂添加罐开启向第一沉降室内添加沉降剂，沉降剂添加罐单次添加量根据第一沉降室内液体体积设定，沉降添加罐开启后一段时间后压滤机开启。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，当安培小时计达到设定值，安培小时计控制试剂添加罐开启向溶锡槽内添加氧化亚锡制备合适的电解液。
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