CN205347579U - 一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其包括中转循环装置、连接中转循环装置的离心电解装置及连接离心电解装置的真空氯气吸收装置；其中离心电解装置包括外管体、设置于外管体内并分隔外管体为阴极区及阳极区的筒形离子交换膜及设置于阳极区的阳极棒，外管体具有进液口、出液口及氯气交换口，中转循环装置连接进液口及出液口，真空氯气吸收装置连接氯气交换口，相连接的离心电解装置、中转循环装置及真空氯气吸收装置的内部空间为密闭空间。本申请的设备有效杜绝各种废液及废气泄漏，改善设备现场环境及维护员工身体健康，也可避免设备外的零组件直接或间接接触到废液及废气而发生腐蚀损坏。

Description

一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备

技术领域

本实用新型涉及一种蚀刻废液再生回收技术领域，尤其涉及一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备。

背景技术

酸性蚀刻废液由于其高含铜及高氯含量高污染的特点，在资源回收领域一直处于摸索进行的阶段。现整个酸性氯化铜蚀刻废液电解法处理行业均采用槽式电解槽结构，内部通过渗透膜将电解槽分为阴极区及阳极区，再采用多电解槽串联，槽内阴阳极并联的电流连接方式进行电解提铜，得到的电解铜呈渣或块状。在电解过程中产生的氯气通过抽风系统经过铁(铁块或铁粉)溶液吸收后再经过废液处理塔碱吸收处理，形成整个循环。

现有工艺的不足及缺陷：

1、电解槽采用开放式槽体设计极易造成氯气及阴极酸雾泄漏，生产安全隐患大，严重损害设备操作人员身体健康。

2、主导电铜条由于暴露在氯酸环境中极易造成腐蚀，影响电流效率增高运行成本。

3、设备电流效率低下，经过长期实测，电流效率只能达到50％-75％。

4、采用铁为主要氯气吸收原料，铁不能100％吸收氯气，且生成的三氯化铁废液需要转运处理还是造成了二次污染。不能资源化利用。

5、电解铜产品，铜渣或铜块铜含量低，经济效益低下。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备。

为了解决上述技术问题，本申请揭示了一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，包括：中转循环装置；离心电解装置，连接中转循环装置；以及真空氯气吸收装置，连接电解装置；其中电解装置包括外管体、筒形离子交换膜及阳极棒，筒形离子交换膜设置于外管体内，并分隔外管体为阴极区及阳极区，阳极棒设置于阳极区，外管体具有进液口、出液口及氯气交换口，进液口及出液口连通阴极区，氯气交换口连通阳极区，中转循环装置连接进液口及出液口，真空氯气吸收装置连接所述氯气交换口,相连接的离心电解装置、中转循环装置及真空氯气吸收装置的内部空间为密闭空间。

根据本申请的一实施方式，上述离心电解装置还包括底座及盖体，所述底座设置于外管体的底部，并具有锥状导流结构，锥状导流结构的顶部抵接于筒形离子交换膜的底部；盖体设置于外管体的顶端，并具有气体收集结构，气体收集结构的底部连接筒形离子交换膜的顶部，气体收集结构的顶部连接氯气交换口。

根据本申请的一实施方式，上述中转循环装置包括废液储存腔及再生液储存腔，废液储存腔连接所述进液口，再生液储存腔连接所述出液口。

根据本申请的一实施方式，上述废液储存腔与进液口间更设有泵浦。

根据本申请的一实施方式，上述真空氯气吸收装置还包括真空泵及反应槽，所述真空泵连接所述氯气交换口及所述反应腔。

根据本申请的一实施方式，上述外管体及阳极棒的材料为钛金属。

根据本申请的一实施方式，还包括流量分配件,流量分配件设置于外管体内,并位于阴极区的底部,且位于进液口的上方。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备于密闭空间内进行离子交换及电解，有效杜绝各种废液及废气泄漏，改善设备现场环境及维护员工身体健康，也可避免设备外的零组件直接或间接接触到废液及废气而发生腐蚀损坏。

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备的外管体及阳极棒使用钛金属，可增加设备的使用寿命及抗损性。

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备的蚀刻废液以离心旋转流动，如此阳极棒的外表面积小于外管体的内表面积，阳极棒的电流密度高达2000A/平方米，即具有高电流密度，避免阳极棒发生钝化的问题。

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备可回收高纯度的铜管及氯气，氯气再与碱性溶液混合为漂白水，达到废液提铜及氯气资源化的目的；同时，本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备也可产生蚀刻再生液，并提供蚀刻再生液至蚀刻生产线使用，达到废液再生利用的目的。

附图说明

图1为本申请一实施方式的酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备的方块图。

图2为本申请一实施方式的离心电解装置的示意图。

图3为本申请一实施方式的的使用酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备的方法流程图。

图4为本申请另一实施方式的的使用酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备的方法流程图。

图5为本申请另一实施方式的离心电解装置的使用状态图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

请参阅图1，其是本申请一实施方式的酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备1的方块图及离心电解装置10的示意图；如图所示，本申请提供一种酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备1，其包括离心电解装置10、中转循环装置11及真空氯气吸收装置12。本申请的离心电解装置10包括外管体101、筒形离子交换膜102及阳极棒103,本申请的外管体101及阳极棒版103的材料使用钛金属,筒形离子交换膜102设置于外管体101的内部,并将外管体101分隔为阴极区1011及阳极区1012,阳极棒103置放于阳极区1012。阳极区1012的顶端具有氯气交换口1013,真空氯气吸收装置12与氯气交换口1013连接。阴极区1011的底部具有进液口1014，其顶部具有出液口1015,中转循装置11连接进液口1014及出液口1015。当设置完成时,密封阳极管体103与外管体101间,使外管体101的内部与外部隔绝。外管体101的外侧具有电性连接点1016,用于连接外部电源供应器的阴极；位于外管体101外侧的阳极棒103的一端具有电性连接点1031,用于连接外部电源供应器的阳极。

本申请的中转循环装置11包括废液储存腔111及再生液储存腔112,废液储存腔111储存蚀刻产线的氯化铜蚀刻废液,并连接电解装置10的进液口1014。再生液储存腔112储存电解装置10所产生的氯化铜蚀刻再生液,并连接电解装置10的出液口1015,同时连接蚀刻产线2,用以提供氯化铜蚀刻再生液至蚀刻产线2。本申请的真空氯气吸收装置12包括真空泵121及反应腔122,真空泵121连接离心电解装置10的氯气交换口1013,真空泵121连接反应腔122。

下述说明本申请的酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备1的运作方式,请参阅图3，其为本申请一实施方式的使用酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备的方法流程图；如图所示，首先,执行步骤S11，中转循环装置11的废液储存腔111通过离心电解装置10的进液口1014氯化铜蚀刻废液流入外管体101的阴极区1011及阳极区1012。同时,电源供应器的阳极连接阳极棒的电性连接点1031,其阴极22连接外管体101的电性连接点1011,接著执行步骤S12，电源供应器供应电流至离心电解装置10的外管体101及阳极棒103,使外管体101与阳极棒103间产生电场,并对流入阴极区1011及阳极区1012的氯化铜蚀刻废液进行电解反应,然后执行步骤S13，氯化铜蚀刻废液中的铜离子位于阴极区1011内,并产生还原反应,且于外管体101的内侧壁沈积铜金属。接著执行步骤S14，氯化铜蚀刻废液中的氯离子通过筒形离子交换膜102至阳极区1012,并产生氧化反应,且于阳极区1012内产生氯气。

接著,执行步骤S15，位于阴极区1011内未还原成金属铜的铜离子及未氧化成氯气的氯离子形成氯化铜蚀刻再生液,氯化铜蚀刻再生液通过出液口1015流入中转循环装置11的再生液储存腔112。最后执行步骤S16,形成于阳极区1012内的氯气通过真空氯气吸收装置12的真空泵121抽出至反应腔122。上述中转循环装置11的再生液储存腔112直接提供氯化铜蚀刻再生液至蚀刻产线2。蚀刻产线2所产生的氯化铜蚀刻废液再流回中转循环装置11的废液储存腔112,废液储存腔112再提供氯化铜蚀刻废液至离心电解装置10进行上述步骤产生氯化铜蚀刻再生液,达到废液再生利用的目的。此外,真空氯气吸收装置12的反应腔122内盛装碱性溶液,当真空泵121抽取阳极区1012内的氯气至反应腔122时,氯气与碱性溶液反应形成次氯酸钠溶液,待次氯酸钠溶液的有效氯含量达到其重量百分比的10％后,次氯酸钠溶液为合格的工业级漂白水,达到氯气资源化的目的。最后,经不断地电解氯化铜蚀刻废液,于外管体101的内侧壁持续沈积铜金属,进而形成纯度高达99.95％以上的铜管,铜管可从外管体101取出,达到废液提铜的目的。

由上述可知,本申请的离心电解装置10的外管体101的进液口1014及出液口1015分别与中转循环装置11的废液储存腔111及再生液储存腔112连接,离心电解装置10的外管体101的氯气交换口1013与真空氯气吸收装置12的反应腔122连接,外管体101、废液储存腔111、再生液储存腔112及反应腔122的内部空间相连通并为密闭空间,即本申请的离心电解装置10非开放式电解装置,相较于先前所使用的开放式电解装置,本申请的离心电解装置10内的酸性蚀刻废液及其所产生的氯气及酸性蚀刻再生液不会泄漏至外部,避免酸性蚀刻废液及其所产生的氯气及酸性蚀刻再生液腐蚀本申请设备的其他装置，同时也改善工作环境的空气品质，避免危害操作人员的身体健康。本申请的外管体101及阳极棒103的材料均采用钛金属，增加离心电解装置10的使用寿命及抗损性。

复参阅图1,本申请的离心电解装置10还包括盖体104及底座105,盖体104盖设于外管体101的上端,底座105组设于外管体101的底部。盖体104内设有气体收集结构1041，气体收集结构1041设置于筒形离子交换膜102的上方，其为锥体，其底部与阳极区1012相连通，其顶部与氯气交换口1013相连通。底座105内设有锥状导流结构1051，锥状导流结构1051的顶部抵接于筒形离子交换膜102的底部，进液口1014对应锥状导流结构1051的锥面。请参阅图4，其为本申请另一实施方式的的使用酸性氯化铜蚀刻废液的再生回收设备的方法流程图；如图所示，于上述步骤S11前执行步骤S10，本申请的进液口1014与中转循环装置11的废液储存槽111间设有泵浦13，泵浦13加压废液储存槽111内的氯化铜蚀刻废液，加压的氯化铜蚀刻废液通过进液口1014进入外管体101，并通过锥状导流结构1051形成离心旋转流动(如图5所示的虚线部份表示蚀刻废液的流动方向)，同时加压的氯化铜蚀刻废液沿著筒形离子交换膜102作高速的离心旋转流动，如此氯化铜蚀刻废液内的铜离子可均匀分布于阴极区1011内，并均匀沈积铜金属于外管体101的内侧壁。也因上述，本申请的阳极棒103的外表面积小于外管体101的内表面积，阳极棒103的电流密度高达2000A/平方米，相较于开放式电解装置所使用的单阳极的电流密度高达8～10倍，有效避免发生阳极钝化的问题。

此外，本申请的离心电解装置10更包括流量分配件107，流量分配件107设置于外管体101的底部，并位于阳极区1011的底部，且位于进液口1014的上方。当氯化铜蚀刻废液从进液口1014进入外管体101内时，氯化铜蚀刻废液通过流量分配件107控制进入阳极区1011的流量。

综上所述，本申请的一或多个实施方式中，本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备于密闭空间内进行离子交换及电解，有效杜绝各种废液及废气泄漏，改善设备现场环境及维护员工身体健康，也可避免设备外的零组件直接或间接接触到废液及废气而发生腐蚀损坏。

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备的外管体及阳极棒使用钛金属，可增加设备的使用寿命及抗损性。

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备的蚀刻废液以离心旋转流动，如此阳极棒的外表面积小于外管体的内表面积，阳极棒的电流密度高达2000A/平方米，即具有高电流密度，避免阳极棒发生钝化的问题。

本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备可回收高纯度的铜管及氯气，氯气再与碱性溶液混合为漂白水，达到废液提铜及氯气资源化的目的；同时，本申请的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备也可产生蚀刻再生液，并提供蚀刻再生液至蚀刻生产线使用，达到废液再生利用的目的。

上所述仅为本申请的实施方式而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，包括：

中转循环装置；

离心电解装置，连接所述中转循环装置；以及

真空氯气吸收装置，连接所述离心电解装置；

其中所述离心电解装置包括外管体、筒形离子交换膜及阳极棒，所述筒形离子交换膜设置于所述外管体内，并分隔所述外管体为阴极区及阳极区，所述阳极棒设置于所述阳极区，所述外管体具有进液口、出液口及氯气交换口，所述进液口及出液口连通所述阴极区，所述氯气交换口连通所述阳极区，所述中转循环装置连接所述进液口及出液口，所述真空氯气吸收装置连接所述氯气交换口,相连接的所述离心电解装置、中转循环装置及真空氯气吸收装置的内部空间为密闭空间。

2.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，所述离心电解装置还包括底座及盖体，所述底座设置于所述外管体的底部，并具有锥状导流结构，所述锥状导流结构的顶部抵接于所述筒形离子交换膜的底部；所述盖体设置于所述外管体的顶端，并具有气体收集结构，所述气体收集结构的底部连接所述筒形离子交换膜的顶部，所述气体收集结构的顶部连接所述氯气交换口。

3.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，所述中转循环装置包括废液储存腔及再生液储存腔，所述废液储存腔连接所述进液口，所述再生液储存腔连接所述出液口。

4.根据权利要求3所述的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，所述废液储存腔与所述进液口间更设有泵浦。

5.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，所述真空氯气吸收装置还包括真空泵及反应槽，所述真空泵连接所述氯气交换口及所述反应腔。

6.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，所述外管体及阳极棒的材料为钛金属。

7.根据权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻废液再生回收设备，其特征在于，还包括流量分配件,所述流量分配件设置于所述外管体内,并位于所述阴极区的底部,且位于所述进液口的上方。