CN207391167U - 一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统，由蚀刻段、水洗段、三维电解槽、电解暂存槽、电渗析、烘干槽以及振动筛分离器构成；水洗段的内部呈梯级逆流结构，分成前段、中段和末段；三维电解槽的内部由阴阳极板以及活性粒子构成三维电解体系；电渗析的内部分为浓室和淡化室。蚀刻段与水洗段连接，水洗段分别与三维电解槽、电解暂存槽和电渗析连接，电解暂存槽与三维电解槽连接，三维电解槽与烘干槽连接，烘干槽与振动筛分离器连接。本实用新型的系统稳定性好，自动化层度高，废水处理效率高，能耗低，适合规模化生产，本实用新型可在有效节约水资源的同时可高效回收有价值铜粉，而且工艺环保，不使用化学药剂，仅消耗电能。

Description

一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统

技术领域

本实用新型属于资源再生利用和有色金属回收领域，具体涉及一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统。

背景技术

PCB电路板在生产过程中会产生大量污染，包括高浓度含铜废液，低浓度含铜水洗液以及废气。其中高浓度含铜废液由于回收价值高，常常被药水商回收利用，废气被洗气塔处理，而低浓度含铜废液由于铜提取价值低于处理价值而被废弃处置，因而造成大量的污染与资源浪费。为此印制电路板制造业国家标准要求单面板每平米产废水最多0.3m³，废水重复利用率最少30%。同时国家又限制企业排污量，并开启排污权交易新模式，这又对企业的产能扩张产生了极大的制约。

针对低浓度含铜废液，目前常用的手段是化学沉淀法，通过化学反应使废水中铜离子转变为不溶于水的铜化合物，再用过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法等。由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。如今也有报道采用电解法，电解法具有操作简单、直接回收金属铜、无二次污染等优点。但对于低浓度含铜废水而言，有处理效率低，能耗高的缺点。还有采用离子交换树脂处理法，但离子交换树脂仅仅适用于PPm级别低浓度水的处理，水洗液废水含铜量通常在5g/L左右，会使得交换树脂很快失去交换能力。电渗析法也是一种不错的选择，但在实际应用过程中我们发现淡水室随着离子浓度的降低PH也会变化，随之容易产生铜沉淀堵塞电渗析器。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型提出了一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统，采用三维电解装置高效提取废水中的低浓度铜，再结合电渗析技术回收废液中的氨氮。整套系统既减少了污染节约了水资源又可以产生高价值的副产物铜粉。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统，由蚀刻段、水洗段、三维电解槽、电解暂存槽、电渗析、烘干槽以及振动筛分离器构成；所述水洗段的内部呈梯级逆流结构，分成前段、中段和末段；所述三维电解槽的内部由阴阳极板以及活性粒子构成三维电解体系；所述电渗析的内部分为浓室和淡化室；

所述蚀刻段与所述水洗段的前段连接，所述水洗段的前段与所述电解暂存槽连接，所述电解暂存槽与所述三维电解槽连接，所述三维电解槽与所述水洗段的中段连接，所述电渗析的浓室与所述水洗段的中段连接，所述电渗析的淡化室与所述水洗段的末段连接，所述三维电解槽与所述烘干槽连接，所述烘干槽与所述振动筛分离器连接。

优选的，所述阴阳极板为不锈钢板或者钛板。

本实用新型碱性蚀刻线水洗段废水再生系统的工作流程，包括以下步骤：

步骤1）PCB覆铜板携带蚀刻液残液由蚀刻段进入由前段、中段和末段构成的水洗段；

步骤2）含铜废液由水洗段前段进入电解暂存槽；

步骤3）所述电解暂存槽然后将含铜废液送入由阴阳极板以及活性粒子构成三维电解体系的三维电解槽，并在所述三维电解槽的阴阳极板表面发生如下电解反应：

阴极：Cu²⁺ + 2e^- = Cu；2H⁺ + 2e^- = H₂；

阳极：H₂O - 2e- = 2H⁺ + 1/2O₂；

步骤4）电解后溶液由所述三维电解槽进入所述水洗段的中段并逐渐溢流回所述水洗段的前段，与此同时，所述水洗段中段中的溶液进入电渗析的浓室，所述水洗段后段中的溶液进入电渗析的淡化室；所述电渗析的浓室对流入的溶液进行浓缩处理，所述电渗析的淡化室对流入的溶液进行淡化处理；

步骤5）经浓缩处理后的浓缩液回流到所述水洗段的中段，经淡化处理后的淡化液进入所述水洗段的末段，并通过溢流回到所述水洗段的中段；

步骤6）反复循环步骤1）至步骤5）的工艺，保证所述水洗段的末段水质最为清洁，铜氨含量最低，达到清洗要求；

步骤7）经过上述步骤处理后，所述水洗段中的铜离子浓度和氨根离子浓度呈梯度分布，所述水洗段的前段中的铜离子浓度和氨根离子浓度最高，所述水洗段的末段中的铜离子浓度和氨根离子浓度最低，所述水洗段的前段中的浓液可用于补充所述蚀刻段药水挥发损失；

步骤8）所述三维电解槽电解结束后产生的铜粉与活性粒子混合物倒入烘干槽以除去水份，最后倒入振动筛分离器，分离铜粉与活性粒子，活性粒子回收利用。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的系统稳定性好，自动化层度高，适合规模化生产。

2、本实用新型的设备废水处理效率高，能耗低。

3、本实用新型在有效节约水资源的同时可高效回收有价值铜粉。

4、本实用新型的工艺环保，不使用化学药剂，仅消耗电能。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型碱性蚀刻线水洗段废水再生系统的结构图。

图中附图标号：1、蚀刻段；2、水洗段；3、三维电解槽；4、电解暂存槽；5、电渗析；6、烘干槽；7、电解暂存槽。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参见图1所示，一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统，由蚀刻段1、水洗段2、三维电解槽3、电解暂存槽4、电渗析5、烘干槽6以及振动筛分离器7构成；所述水洗段2的内部呈梯级逆流结构，分成前段、中段和末段；所述三维电解槽3的内部由阴阳极板以及活性粒子构成三维电解体系；所述电渗析5的内部分为浓室和淡化室；

所述蚀刻段1与所述水洗段2的前段连接，所述水洗段2的前段与所述电解暂存槽4连接，所述电解暂存槽4与所述三维电解槽3连接，所述三维电解槽3与所述水洗段2的中段连接，所述电渗析5的浓室与所述水洗段2的中段连接，所述电渗析5的淡化室与所述水洗段2的末段连接，所述三维电解槽3与所述烘干槽6连接，所述烘干槽6与所述振动筛分离器7连接。

优选的，所述阴阳极板为不锈钢板或者钛板。

本实用新型碱性蚀刻线水洗段废水再生系统的工作流程，包括以下步骤：

步骤1）PCB覆铜板携带蚀刻液残液由蚀刻段1进入由前段、中段和末段构成的水洗段2；

步骤2）含铜废液由水洗段前段进入电解暂存槽4；

步骤3）所述电解暂存槽4然后将含铜废液送入由阴阳极板以及活性粒子构成三维电解体系的三维电解槽3，并在所述三维电解槽3的阴阳极板表面发生如下电解反应：

阴极：Cu²⁺ + 2e^- = Cu；2H⁺ + 2e^- = H₂；

阳极：H₂O - 2e- = 2H⁺ + 1/2O₂；

步骤4）电解后溶液由所述三维电解槽3进入所述水洗段2的中段并逐渐溢流回所述水洗段2的前段，与此同时，所述水洗段2中段中的溶液进入电渗析5的浓室，所述水洗段2末段中的溶液进入电渗析5的淡化室；所述电渗析5的浓室对流入的溶液进行浓缩处理，所述电渗析5的淡化室对流入的溶液进行淡化处理；

步骤5）经浓缩处理后的浓缩液回流到所述水洗段2的中段，经淡化处理后的淡化液进入所述水洗段2的末段，并通过溢流回到所述水洗段2的中段；

步骤6）反复循环步骤1）至步骤5）的工艺，保证所述水洗段2的末段水质最为清洁，铜氨含量最低，达到清洗要求；

步骤7）经过上述步骤处理后，所述水洗段2中的铜离子浓度和氨根离子浓度呈梯度分布，所述水洗段2的前段中的铜离子浓度和氨根离子浓度最高，所述水洗段2的末段中的铜离子浓度和氨根离子浓度最低，所述水洗段2的前段中的浓液可用于补充所述蚀刻段1药水挥发损失；

步骤8）所述三维电解槽3电解结束后产生的铜粉与活性粒子混合物倒入烘干槽6以除去水份，最后倒入振动筛分离器7，分离铜粉与活性粒子。

以本某公司蚀刻水洗液为例，其所含铜离子浓度5 g/L、pH8.3，经过本实用新型三维电解处理后，铜离子浓度降低至0.1g/L，电流效率达68%。电解液经本实用新型电渗析处理后水洗段末段铜离子浓度10ppm，氨根离子浓度0.01mol/L。本实用新型的系统及其工艺可保证水洗效果，且节约70%的耗水量，单条蚀刻线每天可从水洗液回收精细铜粉3~5kg。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种碱性蚀刻线水洗段废水再生系统，其特征在于：由蚀刻段（1）、水洗段（2）、三维电解槽（3）、电解暂存槽（4）、电渗析（5）、烘干槽（6）以及振动筛分离器（7）构成；所述水洗段（2）的内部呈梯级逆流结构，分成前段、中段和末段；所述三维电解槽（3）的内部由阴阳极板以及活性粒子构成三维电解体系；所述电渗析（5）的内部分为浓室和淡化室；

所述蚀刻段（1）与所述水洗段（2）的前段连接，所述水洗段（2）的前段与所述电解暂存槽（4）连接，所述电解暂存槽（4）与所述三维电解槽（3）连接，所述三维电解槽（3）与所述水洗段（2）的中段连接，所述电渗析（5）的浓室与所述水洗段（2）的中段连接，所述电渗析（5）的淡化室与所述水洗段（2）的末段连接，所述三维电解槽（3）与所述烘干槽（6）连接，所述烘干槽（6）与所述振动筛分离器（7）连接。

2.根据权利要求1所述的碱性蚀刻线水洗段废水再生系统，其特征在于：所述阴阳极板为不锈钢板或者钛板。