CN205974672U - 一种碱性蚀刻液回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于蚀刻组合物的再生领域，提供了一种碱性蚀刻液回收装置，包括用于储存碱性蚀刻液废液的储存装置、用于萃取所述碱性蚀刻液废液中铜离子、获得含铜萃取剂和萃取废液的萃取装置及用于将所述含铜萃取剂中的铜离子再萃取出来、获得铜盐溶液的反萃装置，所述储存装置、所述萃取装置及所述反萃装置顺次连接，所述碱性蚀刻液回收装置还包括用于对所述萃取废液进行电解处理的电解装置，所述电解装置与所述萃取装置连接。本实用新型提供的碱性蚀刻液回收装置，可将碱性蚀刻废液中的铜离子浓度降至30g/L以下，同时提高了装置的负荷能力，大大增加了装置处理量。

Description

一种碱性蚀刻液回收装置

技术领域

本实用新型属于蚀刻组合物的再生领域，尤其涉及一种碱性蚀刻液回收装置。

背景技术

目前碱性蚀刻液废液的处理方法有两种：

一种是萃取法，使用有机萃取剂，利用铜离子在萃取剂与碱性蚀刻液废液中的分配比不同，通过萃取剂与所述废液混合，使所述废液中的铜转入萃取剂，以达到分离铜的目的；再用硫酸溶液将萃取剂中的铜离子反萃出来，得到的硫酸铜溶液再进行电解提铜。该方法虽能达到碱性蚀刻液再生的效果，但也存在很大缺点，主要有：①被萃取过后的蚀刻废液铜离子浓度较高，一般在70-80g/L，作为再生液回用至蚀刻工序时循环次数多，降低了设备的负荷能力，若要降低再生液的铜离子浓度，则需要多级萃取，从而增加设备成本。②在萃取过程中，有机萃取剂会夹带少量NH₄Cl、NH₃，故再生液需要添加氯化铵及液氨调节，消耗化工原料，增加成本。

另一种是直接电解法，即直接将碱性蚀刻液废液导入电解槽进行电解提铜，电解后的低铜浓度的再生液返回至蚀刻工序。该方法操作简单，设备成本较低，但也存在很大缺点，主要有：①碱性蚀刻液废液铜离子浓度高达150g/L，采用直接电解方式降低铜离子时，耗时长、电耗高，且蚀刻废液仍具有部分蚀刻能力，会反蚀阴极还原的单质铜，从而导致电流效率低，单质铜质量下降。②在电解过程中，会挥发大量的氨气，致使物料消耗。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种碱性蚀刻液回收装置，旨在克服现有的碱性蚀刻液废液处理过程中存在的处理成本高、效率低的问题，同时实现资源的循环利用。

本实用新型是这样实现的，一种碱性蚀刻液回收装置，包括用于储存碱性蚀刻液废液的储存装置、用于萃取所述碱性蚀刻液废液中铜离子、获得含铜萃取剂和萃取废液的萃取装置及用于将所述含铜萃取剂中的铜离子再萃取出来、获得铜盐溶液的反萃装置，所述储存装置、所述萃取装置及所述反萃装置顺次连接，所述碱性蚀刻液回收装置还包括用于对所述萃取废液进行电解处理的电解装置，所述电解装置与所述萃取装置连接。

进一步地，所述电解装置包括冷却装置。

进一步地，所述回收装置还包括用于制备碱性蚀刻液再生液的再生液储存装置，所述再生液储存装置与所述电解装置连接。

进一步地，所述回收装置还包括用于将所述电解装置产生的氨气排入至所述再生液储存装置的射流装置，所述射流装置连接于所述电解装置与所述再生液储存装置之间。

进一步地，所述反萃装置包括用于将所述反萃装置产生的萃取剂排出的出液口，所述出液口与所述萃取装置连接。

进一步地，所述回收装置还包括用于将所述电解装置产生的铜单质进行回收的单质铜回收装置，所述单质铜回收装置与所述电解装置连接。

进一步地，所述回收装置还包括用于对所述铜盐溶液进行电解处理的铜盐电解装置，所述铜盐电解装置与所述反萃装置连接。

进一步地，所述铜盐电解装置包括阳极板和阴极板，所述阳极板材料为石墨、铅合金、钛镀氧化铱、氧化钽或氧化钌中的一种，所述阴极板材料为紫铜或钛合金。

进一步地，所述回收装置还包括用于将所述铜盐电解装置产生的单质铜进行回收的铜回收装置，所述铜回收装置与所述铜盐电解装置连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型提供的碱性蚀刻液回收装置，通过萃取装置、反萃装置和电解装置配合使用，使得碱性蚀刻液废液的萃取处理与电解处理优势互补，且两种处理之间互相弥补单独使用时所存在的问题。从而可将碱性蚀刻废液中的铜离子浓度降至30g/L以下，同时提高了装置的负荷能力，大大增加了装置处理量。此外，在将萃取废液回收利用时，也延长了其使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的碱性蚀刻液回收装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

碱性蚀刻液废液萃取原理是利用铜离子在有机萃取剂与蚀刻废液中的分配比不同，通过萃取剂与碱性蚀刻废液混合，使所述碱性蚀刻液废液中的铜转入到萃取剂中，获得含铜萃取剂，所述含铜萃取剂再与反萃装置中的硫酸溶液进行反萃得到硫酸铜溶液，以达到分离铜的目的。

萃取主要反应：2RH+Cu²⁺→CuR₂+2H⁺(RH表示萃取剂)

反萃主要反应：CuR₂+H₂SO₄→CuSO₄+2RH。

碱性蚀刻液直接电解的原理是利用电解还原的作用，将蚀刻废液中的铜离子通过外加电场的作用在阴极上还原成单质铜，同时阳极产生氯化铵，在电解过程中产生及挥发大量的游离氨，其化学反应式如下所示：

阴极：Cu(NH₃)₄ ²⁺+2e^-→Cu+4NH₃↑

阳极：

参见图1，本实用新型实施例提供了的一种碱性蚀刻液回收装置100，包括用于储存碱性蚀刻液废液的储存装置1、用于萃取所述碱性蚀刻液废液中铜离子、获得含铜萃取剂和萃取废液的萃取装置2及用于将所述含铜萃取剂中的铜离子再萃取出来、获得铜盐溶液的反萃装置3。储存装置1、萃取装置2及反萃装置3顺次连接，碱性蚀刻液回收装置100还包括用于对所述萃取废液进行电解处理的电解装置4，电解装置4与萃取装置2连接。

具体地，所用萃取剂可以是酮肟、醛肟、β-二酮中一种或多种组合；反萃装置3中的硫酸溶液的浓度为160～200g/L，所述铜盐溶液为硫酸铜溶液。所述电解装置由阳离子膜分隔为阳极室和阴极室。

具体地，电解装置4包括冷却装置(图中未示出)，电解装置4在对所述萃取废液进行电解处理时，废液温度会升高，所述冷却装置可对所述废液进行降温，使废液温度保持在20～40℃。

所述碱性蚀刻液废液经萃取装置2萃取后，获得的萃取废液中铜离子浓度为70-80g/L。再用电解装置4对所述萃取废液进行电解处理时，萃取废液因铜离子浓度较低，对电解装置4阴极还原产生的单质铜的反蚀作用减弱，从而减弱由反蚀作用造成的电解装置4的电流效率降低的影响。使用电解装置4对所述萃取废液进行电解处理，可将所述萃取废液中的铜离子浓度降低至30g/L以下，降低了对环境的污染。此外，由于所述萃取废液是碱性蚀刻液经有机溶剂萃取后得到，因此萃取废液中会夹带有一定量的有机溶剂。在电解装置4电解过程中，阳极会产生少量强氧化性的OH·，其附带的氧化效果可将萃取过程中夹带的有机萃取氧化而去除，从而在将萃取废液回收利用时，延长了其使用寿命。

本实施例提供的碱性蚀刻液回收装置100，通过萃取装置2、反萃装置3和电解装置4配合使用，使得碱性蚀刻液废液的萃取处理与电解处理优势互补，且两种处理之间互相弥补单独使用时所存在的问题。本实施例提供的碱性蚀刻液回收装置100，可将碱性蚀刻废液中的铜离子浓度降至30g/L以下，同时提高了装置的负荷能力，大大增加了装置处理量。此外，在将萃取废液回收利用时，也延长了其使用寿命。

具体地，碱性蚀刻液回收装置100还包括用于制备碱性蚀刻液再生液的再生液储存装置5，再生液储存装置5与电解装置4连接。所述萃取废液经电解装置4电解处理后，产生了含有NH₄Cl的溶液，电解装置4将所述溶液排入至所述再生液储存装置5中，再生液储存装置5将所述含有NH₄Cl的溶液用于碱性蚀刻液再生液的制备。

本实施例提供的碱性蚀刻液回收装置100，进一步包括用于制备碱性蚀刻液再生液的再生液储存装置5，在将碱性蚀刻液废液中的铜离子浓度降低至30g/L以下的情况下，又将得到的低浓度废液用于制备碱性蚀刻液再生液，不仅解决了废物处理问题，而且实现了废物循环利用。

碱性蚀刻液回收装置100还包括用于将电解装置4产生的氨气排入至再生液储存装置5的射流装置6，射流装置6连接于电解装置4与再生液储存装置5之间。电解装置4包括阳极和阴极，从上述碱性蚀刻液直接电解的原理可知，所述萃取废液经电解装置4电解处理后，阴极产生了NH₃，射流装置6将产生的NH₃排入至再生液储存装置5中。碱性蚀刻液中本身就含有一定量的NH₄Cl和NH₃，在碱性蚀刻液经有机溶剂萃取的过程中，有机萃取剂会夹带走少量NH₄Cl、NH₃，故以电解装置4排入再生液储存装置5中的溶液为原料制备碱性蚀刻液再生液时，需要添加一定量的NH₄Cl和NH₃进行补充调节，这需要消耗一定量的化工原料，增加了成本。本实施例提供的碱性蚀刻液回收装置100，通过射流装置6将电解装置4产生的NH₃排入至再生液储存装置5中，从而补充了在萃取过程所损耗的部分NH₄Cl、NH₃，在一定程度上减少了耗材，降低了成本。

具体地，反萃装置3包括用于将反萃装置3产生的萃取剂排出的出液口10，出液口10与萃取装置2连接。所述萃取废液经反萃装置3反萃处理后，获得铜盐溶液和萃取剂，所述萃取剂通过出液口10又返回至萃取装置2中，实现了萃取剂的循环使用，充分利用了资源。

碱性蚀刻液回收装置100还包括用于将电解装置4产生的铜单质进行回收的单质铜回收装置7，单质铜回收装置7与电解装置4连接。电解装置4在电解过程中，阴极产生了单质铜，单质铜回收装置7可将产生的单质铜进行回收，用于生产使用，实现了资源的回收利用。

碱性蚀刻液回收装置100还包括用于对所述铜盐溶液进行电解处理的铜盐电解装置8，铜盐电解装置8与反萃装置3连接。所述萃取废液经反萃装置3反萃处理后，获得了铜盐溶液和萃取剂。所述铜盐溶液为硫酸铜溶液，硫酸铜溶液排入铜盐电解装置8中进行电解处理，可获得单质铜。

具体地，铜盐电解装置包括阳极板和阴极板，所述阳极板材料为石墨、铅合金、钛镀氧化铱、氧化钽或氧化钌中的一种，所述阴极板材料为紫铜或钛合金。

碱性蚀刻液回收装置100还包括用于将铜盐电解装置8产生的单质铜进行回收的铜回收装置9，铜回收装置9与铜盐电解装置8连接。铜回收装置9将所述单质铜回收后，用于生产使用，进一步实现了资源的回收利用。

本实施例提供的碱性蚀刻液回收装置100，将碱性蚀刻液的萃取处理与电解处理相结合，不仅可将碱性蚀刻液废液中的铜离子浓度降低至30g/L以下，而且在解决废物处理的同时，实现了资源的循环利用。此外，碱性蚀刻液废液若不在生产线上循环回用时，可通过电解装置4将碱性蚀刻液废液中的铜离子浓度降至0.1g/L以下，然后即可自行排放。

本实施例提供的碱性蚀刻液回收装置100进行碱性蚀刻液废液处理的步骤如下：

储存装置1将其储存的碱性蚀刻液废液萃取装置2中；

所述碱性蚀刻液废液经萃取装置2中的萃取剂萃取处理后，获得含铜废液和含铜萃取剂；

含铜废液排入电解装置4中进行电解处理，产生了NH₃、含有NH₄Cl的溶液及单质铜；所述单质铜经单质铜回收装置7回收后，进入生产使用；含有NH₄Cl的溶液排入再生液储存装置5中，NH₃经射流装置6也进入再生液储存装置5中，并进入再生液储存装置5中的含有NH₄Cl的溶液中，即获得碱性蚀刻液再生液，此碱性蚀刻液经浓度测定后可投入生产使用；

含铜萃取剂被排入反萃装置3中，反萃装置3中的硫酸溶液对所述含铜萃取剂进行反萃处理，获得了萃取剂和铜盐溶液(硫酸铜溶液)，打开反萃装置3的出水口10，所述萃取剂经出液口10被又排回到萃取装置2中继续使用；所述硫酸铜溶液被排入到铜盐电解装置8中，在铜盐电解装置8经电解处理后获得单质铜，所述单质铜经铜回收装置9回收后即可投入生产使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碱性蚀刻液回收装置，包括用于储存碱性蚀刻液废液的储存装置、用于萃取所述碱性蚀刻液废液中铜离子、获得含铜萃取剂和萃取废液的萃取装置及用于将所述含铜萃取剂中的铜离子再萃取出来、获得铜盐溶液的反萃装置，所述储存装置、所述萃取装置及所述反萃装置顺次连接，其特征在于，所述碱性蚀刻液回收装置还包括用于对所述萃取废液进行电解处理的电解装置，所述电解装置与所述萃取装置连接。

2.如权利要求1所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述电解装置包括冷却装置。

3.如权利要求1所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括用于制备碱性蚀刻液再生液的再生液储存装置，所述再生液储存装置与所述电解装置连接。

4.如权利要求3所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括用于将所述电解装置产生的氨气排入至所述再生液储存装置的射流装置，所述射流装置连接于所述电解装置与所述再生液储存装置之间。

5.如权利要求1所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述反萃装置包括用于将所述反萃装置产生的萃取剂排出的出液口，所述出液口与所述萃取装置连接。

6.如权利要求1所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括用于将所述电解装置产生的铜单质进行回收的单质铜回收装置，所述单质铜回收装置与所述电解装置连接。

7.如权利要求1所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括用于对所述铜盐溶液进行电解处理的铜盐电解装置，所述铜盐电解装置与所述反萃装置连接。

8.如权利要求7所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述铜盐电解装置包括阳极板和阴极板，所述阳极板材料为石墨、铅合金、钛镀氧化铱、氧化钽或氧化钌中的一种，所述阴极板材料为紫铜或钛合金。

9.如权利要求7所述的碱性蚀刻液回收装置，其特征在于，所述回收装置还包括用于将所述铜盐电解装置产生的单质铜进行回收的铜回收装置，所述铜回收装置与所述铜盐电解装置连接。