CN206219686U - 一种碱性蚀刻液电解提铜系统 - Google Patents

一种碱性蚀刻液电解提铜系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种碱性蚀刻液电解提铜系统,包括再生液槽、电解池和冷却池,所述再生液槽连接冷却池并且连接管道处设有第一抽料泵和流量计,所述电解池与冷却池连接有进液管和出液管,所述进液管靠近电解池的一端连接有若干喷液管,电解液经喷液管朝电解槽两侧的电极板倾斜喷出,所述冷却池内设置有一整捆由若干细小塑料管道组成的冷却盘管,所述冷却盘管通过冷媒输送管路与冷媒储存池构成循环回路,所述冷媒输送管路上和电解池内设置有温度测试仪。本实用新型由于增加了循环冷却系统,并且循环冷却系统中的冷媒可循环使用,满足了铜电解工艺中的温度控制要求,具有铜回收率高、对环境污染小的优点。

Description

一种碱性蚀刻液电解提铜系统
技术领域
本实用新型属于电路板碱性蚀刻液技术领域,具体涉及一种印刷电路板的碱性蚀刻液铜回收循环电解系统。
背景技术
PCB板应用非常普遍,是电器、电子产品的重要组件,其中蚀刻工序是PCB生产流程中比重最大的一部分,当蚀刻液由于溶解的物质太多而使蚀刻指标(包括速度、侧蚀系数、表面洁净性等)低于工艺要求时,即成为蚀刻废液,该废液中含有铜离子“100-170 g/L”、氨、盐酸及氯化铵等物质。
现阶段常用的碱性废蚀刻液再生回收处理方法主要有萃取-电解法和直接电解法,均是采用电解的方式来回收铜。传统电解机存在的缺点是电解时受时间和和电解液温度的影响较大,当电解一段时间后,电解液温度升高,原电解时间就需要缩短,这样,在电解过程中,随着电解液温度升高,而不断地调整电解时间,这样不利于控制产品质量和生产效率。
在中国实用新型专利申请公布号为“CN204589307U”,申请公布日为2015年08月26日,名为《一种改进型碱性蚀刻液再生循环及铜回收装置》的文件中,公开一种改进型碱性蚀刻液再生循环及铜回收装置,包括:电路板蚀刻机,碱性蚀刻废液,电源,母液储存桶,电动泵,自动控制单元,自动控制器,分离电解单元,分离器,电解单元,循环冷却单元和自动加药单元,所述的自动控制器在自动控制单元的内部,所述的自动控制单元与电解单元、废液循环单元和自动加药单元均电连接,所述的碱性蚀刻废液流经母液储存桶并通过电动泵与分离电解单元管道连通。本实用新型采用直接无损分离电解对废蚀刻液进行电解,自动化程度高,但是铜电解的过程中,电解液温度大于70℃时,电解液中的添加剂将会失效,铜产品的质量将显著变差,这种改进型碱性蚀刻液再生循环及铜回收装置操作复杂、工序多,电解液的热支出远大于热收入,其循环冷却单元难以使电解液维持在稳定的温度范围内,实时检测出电解液的温度并立即进行相应调整,这将影响电解液在电解过程中的质量与析出速度。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处,本实用新型的目的在于提供一种碱性蚀刻液电解提铜系统,通过电解槽和冷却循环系统配合使用,使铜电解过程中电流密度较高,电解槽电压较低,保证电解液维持在稳定的温度范围内,从而使铜的产率较高且耗能较低,对环境无污染,可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了如下的技术方案:
一种碱性蚀刻液电解提铜系统,包括再生液槽、电解池和设置在电解池旁边的冷却池,所述再生液槽连接冷却池并且连接管道处设有第一抽料泵和流量计,所述电解池与冷却池连接有进液管和出液管,所述进液管处设有第二抽料泵和排液管,所述第二抽料泵使电解液通过进液管和出液管在电解池与冷却池之间循环,并使最终的废弃电解液从排液管排出;所述电解池内设有若干个相同的电解槽,所述电解槽内设有石墨阳极板和经钝化处理的不锈钢阴极板,所述进液管靠近电解池的一端连接有若干喷液管,所述喷液管位于电解槽的阳极板与阴极板的底部的中间位置,喷液管的数量与电解槽的数量相同,所述电解液经喷液管朝电解槽两侧的电极板倾斜喷出;所述冷却池内设置有一整捆由若干细小塑料管道组成的冷却盘管,所述冷却盘管通过冷媒输送管路与冷媒储存池构成循环回路,所述冷媒储存池中的冷媒为水,所述冷媒输送管路上和电解池内设置有温度测试仪。
进一步地,所述电解池的上部设有溢流区,所述溢流区上设有出料口,所述出料口通过溢流管道与冷却池的进料口相连,电解池中过多的电解液通过溢流管道回流到冷却池中;所述冷却池底部开设有排渣阀,再生液进入到冷却池后首先进行重金属沉降,沉降后的重金属物质从冷却池底部的排渣阀排出;所述冷却池上部开设有配液管,需要重新调配电解液成分时,调配药物和液体从配液管中进入冷却池。
进一步地,所述冷却池的外侧上安装有浮标式液位计,所述液位计浮标的高度对应于冷却池内液体的高度,为保证冷却池的冷却效果,当液位计浮标的高度上升到与冷却盘管的高度一致时,冷却池中的再生液刚好没过冷却盘管,此时停止向冷却池中输入再生液。
进一步地,所述阳极板和阴极板位于电解槽两侧且相对平行放置,所述阳极板与阴极板之间形成一个狭长的电解液通道。
进一步地,所述第一抽料泵和第二抽料泵均采用耐酸碱磁力泵浦。
进一步地,所述流量计为防腐蚀型玻璃转子流量计。
本实用新型的有益技术效果是通过设置电解冷却循环系统,提高了电解液循环速度,稳定了电解液的温度,使电解液沿电极板两侧斜置喷射,以保证铜电解过程中电极板附近铜离子浓度,防止阴极附近因铜离子急速析出造成的浓差极化,使铜电解过程在高电流密度下顺利进行;同时循环冷却系统中设置的细小塑料冷却盘管,通过增加冷却盘管和冷却池中再生液的接触面积,有效降低冷却池的温度,即降低了电解液的温度,使铜电解过程电耗较低,另外,循环冷系统中的冷媒可以循环使用,电解过程中无重金属排放,真正达到节能减排的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一种碱性蚀刻液电解提铜系统的示意图;
图2为本实用新型实施例所述冷却池的侧视图;
图3为本实用新型实施例所述冷媒输送管路与冷却盘管的连接示意图;
图4为本实用新型实施例所述电解槽的结构示意图。
上述附图中的附图标记如下:1为再生液槽,2为冷却池,3为电解池,4为冷媒储存池,5为第一抽料泵,6为第二抽料泵,7为流量计,8为液位计,9为进液管,10为出液管,11为排液管,12为喷液管,13为排渣阀,14为冷媒输送管路,15为温度测试仪,16为溢流管道,17为冷却盘管,18为配液管,19为阳极板,20为阴极板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
如图1、2、3、4所示,一种碱性蚀刻液电解提铜系统,包括再生液槽1、电解池3和设置在电解池3旁边的冷却池2,所述再生液槽1连接冷却池2并且连接管道处设有第一抽料泵5和流量计7,所述流量计7为防腐蚀型玻璃转子流量计;所述电解池3与冷却池2连接有进液管9和出液管10,所述进液管9处设有第二抽料泵6和排液管11,所述第二抽料泵6使电解液通过进液管9和出液管10在电解池3与冷却池2之间循环;当需要对电解池3进行清洗时,关闭进液管9的控制阀,开启第二抽料泵6,使最终的废弃电解液和废水从排液管11排出;所述第一抽料泵5和第二抽料泵6均采用耐酸碱磁力泵浦;所述电解池3的上部设有溢流区,所述溢流区设有出料口,所述出料口通过溢流管道16与冷却池2的进料口相连,电解池3中过多的电解液通过溢流管道16回流到冷却池2中;所述冷却池2底部开设有排渣阀13,再生液进入到冷却池后首先进行重金属沉降,沉降后的重金属物质从冷却池2底部的排渣阀13排出;所述冷却池2上部开设有配液管18,需要重新调配电解液成分时,调配药物和液体从配液管18中进入冷却池2,以便循环使用电解液;所述电解池3内设有若干个相同的电解槽,所述电解槽内设有石墨阳极板19和经钝化处理的不锈钢阴极板20,所述阳极板19和阴极板20位于电解槽两侧且相对平行放置,两块电极板间形成一个狭长的电解液通道;所述进液管10靠近电解池3的一端连接有若干喷液管12,所述喷液管12位于电解槽的阳极板19与阴极板20的底部的中间位置,所述电解液经喷液管12朝电解槽两侧的电极板倾斜喷出,所述喷液管12的数量与电解槽的数量相同;所述冷却池2内设置有一整捆由若干细小塑料管道组成的冷却盘管17,所述冷却盘管17通过冷媒输送管路14与冷媒储存池4构成循环回路,所述冷媒储存池4中的冷媒为水,所述冷媒输送管路14上和电解池3内设置有温度测试仪15;所述冷却池2外侧设有浮标式液位计8,所述液位计8浮标的高度对应于冷却池2内液体的高度,为保证冷却池的冷却效果,当液位计8浮标的高度上升到与冷却盘管17的高度一致时,冷却池2中的再生液刚好没过冷却盘管17,此时停止向冷却池中输入再生液。
在使用过程中,将电解液从冷却池通过进液管路输送到电解池底部,电解液从电解池底部的喷液管末端斜置喷射,使电解液沿靠近于电解槽两侧的电极板方向倾斜喷出,然后,电解液通电,喷出的电解液通过电极板与电解槽槽体侧壁之间的空腔、电极板与槽体底部之间的空腔向槽体两端运动,使电解液中形成带电的阴阳离子电泳运动,将金属铜依附在电解槽的阴极板上,最后低铜电解废液通过管道返回冷却池,进行冷却沉降,沉降后的重金属等物质从冷却池底部的排渣阀排出,由此构成电解提铜循环系统。电解一段时间后,电解液温度升高,将第二抽料泵打开,第二抽料泵使正在工作中的电解液通过循环管路中的出液管和进液管在电解池和冷却池之间不断循环,同时,冷媒储存池与冷却池之间构成冷却循环系统,该冷却循环系统用于降低电解池中温度升高的电解液的温度,从而控制电解液的温度长期保持在一个相对稳定的温度范围内,操作时,只要打开循环装置,就能连续地进行电解工作。
由此可知,本实用新型的有益技术效果是通过设置电解冷却循环系统,提高了电解液循环速度,稳定了电解液的温度,使电解液沿电极板两侧斜置喷射,使药水铜离子均匀地分布在电解液中,以保证铜电解过程中电极板附近铜离子浓度,防止阴极附近因铜离子急速析出造成的浓差极化,另一方面很好地解决电解液在电解过程中的散热问题;同时循环冷却系统中设置的细小塑料冷却盘管,通过增加冷却盘管和冷却池中再生液的接触面积,有效降低冷却池的温度,即降低了电解液的温度,使铜电解过程电耗较低,另外,循环冷系统中的冷媒可以循环使用,电解过程中无重金属排放,真正达到节能减排的目的。其中,通过液位计和流量计检测冷却池的液位及流量,保证循环冷却系统的冷却效果,然后根据温度测试仪来调整加冷媒的流速与流量,使电解液维持在稳定的温度范围内,保证铜在电解过程中的速度与品质。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种碱性蚀刻液电解提铜系统,包括再生液槽、电解池和设置在电解池旁边的冷却池,其特征在于,所述再生液槽连接冷却池并且连接管道处设有第一抽料泵和流量计,所述电解池与冷却池连接有进液管和出液管,所述进液管处设有第二抽料泵和排液管,所述第二抽料泵使电解液通过进液管和出液管在电解池与冷却池之间循环,并使最终的废弃电解液从排液管排出;所述电解池内设有若干个相同的电解槽,所述电解槽内设有石墨阳极板和经钝化处理的不锈钢阴极板,所述进液管靠近电解池的一端连接有若干喷液管,所述喷液管位于电解槽的阳极板与阴极板的底部的中间位置,喷液管的数量与电解槽的数量相同;所述冷却池内设置有一整捆由若干细小塑料管道组成的冷却盘管,所述冷却盘管通过冷媒输送管路与冷媒储存池构成循环回路,所述冷媒储存池中的冷媒为水,所述冷媒输送管路上和电解池内设置有温度测试仪。
2.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻液电解提铜系统,其特征在于,所述电解池的上部设有溢流区,所述溢流区上设有出料口,所述出料口通过溢流管道与冷却池的进料口相连,所述冷却池底部开设有排渣阀、上部开设有配液管。
3.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻液电解提铜系统,其特征在于,所述冷却池的外侧上安装有浮标式液位计,所述液位计浮标的高度对应于冷却池内液体的高度。
4.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻液电解提铜系统,其特征在于,所述阳极板和阴极板位于电解槽两侧且相对平行放置,所述阳极板与阴极板之间形成一个狭长的电解液通道。
5.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻液电解提铜系统,其特征在于,所述第一抽料泵和第二抽料泵均采用耐酸碱磁力泵浦。
6.根据权利要求1所述的一种碱性蚀刻液电解提铜系统,其特征在于,所述流量计为防腐蚀型玻璃转子流量计。
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