CN209922974U - 一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统，包括废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置，废液收集装置连接电解回收装置，电解回收装置中设有蚀刻废液氧化再生装置，通过石墨烯刻蚀废液节能减排设备中废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置的组合工作，使石墨烯刻蚀废液避免了传统的直接排放造成的环境伤害，在废液的处理中，通过电解氧化得到具有商业价值的铜板，同时利用循环净化装置实现废液的循环利用，达到节能减排的目的，有效降低了生产成本，设备自动化程度高，系统操作维护简单，实现了对石墨烯刻蚀废液节的综合控制和处理，本实用新型结构简单、实用性强、易于使用和推广。

Description

一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统

技术领域

本实用新型涉及节能减排装置领域，具体是一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统。

背景技术

石墨烯生产过程中，刻蚀生产工序会产生一定量的盐酸、掺杂剂(有机络合物)、碳絮、双氧水系统氯化铜刻蚀废液或硫酸、掺杂剂(有机络合物)、碳絮、双氧水系统硫酸铜废液。这种废液处理成本高，若不进行有效治理，将对环境造成严重污染，其中天然水体受到酸、碱、重金属和有机化合物等污染后水体的缓冲作用遭到破坏，使水质恶化、抑制或阻止微生物活动，降低水的自净能力，同时也会对农作物造成危害，重金属离子对身体健康有极大危害，且水中的重金属离子不会被微生物降解，它们可在生物体内吸附，积累和富集，对人类、鱼类、浮游生物的危害极大，严重时可能造成农作物减产或牲畜的死亡，因此必须进行无害化处理，按环保要求进行严格治理，需要一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统来对石墨烯刻蚀废液进行有效控制和处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备，包括废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置，所述废液收集装置连接在刻蚀生产线的刻蚀废液排出端，废液收集装置连接电解回收装置，所述电解回收装置中设有蚀刻废液氧化再生装置，循环净化装置的一端连接电解回收装置，循环净化装置的另一端连接刻蚀生产线。

作为本实用新型进一步的方案：所述废液收集装置包括刻蚀废液收集缸和刻蚀废液储罐，所述刻蚀废液收集缸连接刻蚀生产线排液端，所述刻蚀废液收集缸通过软管了连接刻蚀废液储罐，软管上设有泵浦，刻蚀废液收集缸中设有液位感应器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述电解回收装置包括膜电解槽，所述膜电解槽内设有阳极区和阴极区，阳极区内安装有涂层钛阳极板，所述膜电解槽侧壁开孔安装废气排放管路，废气排放管路连接废气吸收塔。

作为本实用新型再进一步的方案：所述循环净化装置包括循环槽、刻蚀液参数控制装置和再生刻蚀液调节罐，所述循环槽中分为阳极循环槽和阴极循环槽。阳极循环槽上安装刻蚀液参数控制装置，所述刻蚀液参数控制装置上设有刻蚀液参数检测装置，所述再生刻蚀液调节罐上设有盐酸、双氧水、掺杂剂和水添加口，所述循环槽的阴极循环槽内安装有钛冷却管，钛冷却管连接温控感应器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述刻蚀液参数控制装置中的参数检测装置包括刻蚀液的氧化还原电位值测试装置、比重测试装置、酸度测试装置、掺杂剂浓度测试装置和温度测试装置。

作为本实用新型再进一步的方案：所述再生刻蚀液调节罐通过泵浦连接刻蚀生产线。

作为本实用新型再进一步的方案：所述废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置之间均设有控制阀。

作为本实用新型再进一步的方案：所述再生刻蚀液调节罐与刻蚀生产线间设有刻蚀液安全监测装置，刻蚀液安全检测装置连接安全阀。

本申请的另一个目的在于，提出一种石墨烯刻蚀废液节能减排系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过石墨烯刻蚀废液节能减排设备中废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置的组合工作，使石墨烯刻蚀废液避免了传统的直接排放造成的环境伤害，在废液的处理中，通过电解氧化得到具有商业价值的铜板，同时利用循环净化装置实现废液的循环利用，达到节能减排的目的，有效降低了生产成本，设备自动化程度高，系统操作维护简单，实现了对石墨烯刻蚀废液节的综合控制和处理，本实用新型结构简单、实用性强、易于使用和推广。

附图说明

图1为石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统的结构示意图。

其中：刻蚀生产线1、刻蚀废液收集缸2、刻蚀废液储罐3、膜电解槽4、循环槽5、刻蚀液参数控制装置6、再生刻蚀液调节罐7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。

实施例1：

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统，包括废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置，所述废液收集装置连接在刻蚀生产线1的刻蚀废液排出端，废液收集装置连接电解回收装置，将收集储存的刻蚀废液输送至电解回收装置中，所述电解回收装置中设有蚀刻废液氧化再生装置，循环净化装置的一端连接电解回收装置，循环净化装置的另一端连接刻蚀生产线1，工作时，刻蚀生产线1产生的蚀刻废液由废液回收装置自动收集和储存，并输送至电解回收装置中，刻蚀废液在电解回收装置中进行充分的电解和氧化再生，析出具有商业价值的铜板，同时将产生的废气排放至废气吸收塔酸碱中和喷淋处理，使废气的排放达到规定的排放标准，通过循环净化装置使酸性刻蚀废液的化学组成、氧化还原电位及比重等参数达到刻蚀线正常生产要求的控制范围，适量补加双氧水、盐酸(或硫酸)、掺杂剂(有机络合物)就可以回用至刻蚀生产线 1，实现刻蚀废液的循环利用，通过石墨烯刻蚀废液节能减排设备中废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置的组合工作，使石墨烯刻蚀废液避免了传统的直接排放造成的环境伤害，在废液的处理中，通过电解氧化得到具有商业价值的铜板，同时利用循环净化装置实现废液的循环利用，达到节能减排的目的，有效降低了生产成本，设备自动化程度高，系统操作维护简单，实现了对石墨烯刻蚀废液节的综合控制和处理。

所述废液收集装置包括刻蚀废液收集缸2和刻蚀废液储罐3，所述刻蚀废液收集缸2 连接刻蚀生产线1排液端，所述刻蚀废液收集缸2通过软管了连接刻蚀废液储罐3，软管上设有泵浦，刻蚀废液收集缸2中设有液位感应器，液位感应器实时检测由刻蚀生产线1 排出进入刻蚀废液收集缸2中的刻蚀废液液面高度，当刻蚀废液收集缸2内的废液高度达到设定的液面高度时，液位感应器即控制泵浦工作，从刻蚀废液收集缸2中将刻蚀废液抽取至刻蚀废液储罐3中进行存储，实现废液的自动收集和存储。

所述电解回收装置包括膜电解槽4，所述膜电解槽4内设有阳极区和阴极区，阳极区内安装有涂层钛阳极板，涂层钛阳极板连接外接电源，所述膜电解槽4侧壁开孔安装废气排放管路，废气排放管路连接废气吸收塔，废气排放至废气吸收塔酸碱中和喷淋处理，在膜电解槽4中以电催化涂层电极为阳极，以阳极与阳极液的电位差为反应驱动力，使阳极表面的一价亚铜络合离子氧化为二价铜络合离子，实现废刻蚀液的氧化再生。阴极区回收铜板，同时Cu2+浓度降低后的阴极液返回再生刻蚀液中降低铜离子浓度，在电化学势能推动下，在阴极板表面的一价亚铜络合离子还原为零价铜板，Cu2+浓度降低至20g/L左右的阴极液返回再生刻蚀液中，使比重下降至一定的范围，从而使酸性刻蚀废液的化学组成、氧化还原电位及比重等参数达到刻蚀线正常生产要求的控制范围。阴极板上析出具有商业价值的铜板。

所述循环净化装置包括循环槽5、刻蚀液参数控制装置6和再生刻蚀液调节罐7，所述循环槽5中分为阳极循环槽和阴极循环槽。阳极循环槽上安装刻蚀液参数控制装置6，所述刻蚀液参数控制装置6上设有刻蚀液参数检测装置，所述再生刻蚀液调节罐7上设有盐酸、双氧水、掺杂剂和水添加口，所述循环槽5阴极循环槽内安装有钛冷却管，钛冷却管连接温控感应器，在工作时通过加入盐酸、双氧水、掺杂剂和水对再生刻蚀液参数进行调解，调节至正常的参数的的再生刻蚀液用泵抽至刻蚀生产线循环使用，由温控感应器自动控阴极液温度。与电解槽阴极区构成一个循环，起保持温度恒定和使电解液铜离子浓度均匀作用。

所述刻蚀液参数控制装置6中的参数检测装置包括刻蚀液的氧化还原电位值测试装置、比重测试装置、酸度测试装置、掺杂剂浓度测试装置和温度测试装置，通过检测刻蚀液的氧化还原电位值、比重、酸度、掺杂剂浓度和温度来自动控制再生刻蚀液的添加药水参数，通过再生刻蚀液调节罐7上的盐酸、双氧水、掺杂剂和水添加口添加合适比列和浓度的盐酸、双氧水、掺杂剂和水，使刻蚀液回复正常参数值。

所述再生刻蚀液调节罐7通过泵浦连接刻蚀生产线1，在再生刻蚀液调节罐7中通过依照循环槽5检测到的药水参数，加入盐酸、双氧水、掺杂剂和水，循环调节到刻蚀线生产所需要的参数，再用泵浦抽回刻蚀线使用，实现刻蚀液的循环利用。

所述废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置之间均设有控制阀，通过控制阀实现对刻蚀废液利用、循环的调节和控制。

实施例2：

请参阅图1，本实用新型实施例在实施例1的基础上，对一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备及系统进行功能升级，具体为：

所述再生刻蚀液调节罐7与刻蚀生产线1间设有刻蚀液安全监测装置，刻蚀液安全检测装置连接安全阀，对循环进入刻蚀生产线1的刻蚀液参数进行安全监测，确保循环的刻蚀液满足再次进入1进行生产的需求，当刻蚀液安全监测装置检测的刻蚀液参数合格时，安全阀打开，刻蚀液进入刻蚀生产线1中，当刻蚀液安全监测装置检测检测的刻蚀液参数不合格时，安全阀关闭，阻止刻蚀液进入刻蚀生产线1。

本实用新型的工作原理是：刻蚀生产线1产生的蚀刻废液由废液回收装置自动收集和储存，并输送至电解回收装置中，刻蚀废液在电解回收装置中进行充分的电解和氧化再生，析出具有商业价值的铜板，同时将产生的废气排放至废气吸收塔酸碱中和喷淋处理，使废气的排放达到规定的排放标准，通过循环净化装置使酸性刻蚀废液的化学组成、氧化还原电位及比重等参数达到刻蚀线正常生产要求的控制范围，适量补加双氧水、盐酸(或硫酸)、掺杂剂就可以回用至刻蚀生产线1，实现刻蚀废液的循环利用，通过石墨烯刻蚀废液节能减排设备中废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置的组合工作，使石墨烯刻蚀废液避免了传统的直接排放造成的环境伤害，在废液的处理中，通过电解氧化得到具有商业价值的铜板，同时利用循环净化装置实现废液的循环利用，达到节能减排的目的，有效降低了生产成本，设备自动化程度高，系统操作维护简单实现了对石墨烯刻蚀废液节的综合控制和处理。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种石墨烯刻蚀废液节能减排设备，包括废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置，其特征在于，所述废液收集装置连接在刻蚀生产线(1)的刻蚀废液排出端，废液收集装置连接电解回收装置，所述电解回收装置中设有蚀刻废液氧化再生装置，循环净化装置的一端连接电解回收装置，循环净化装置的另一端连接刻蚀生产线(1)；

所述废液收集装置包括刻蚀废液收集缸(2)和刻蚀废液储罐(3)，所述刻蚀废液收集缸(2)连接刻蚀生产线(1)排液端，所述刻蚀废液收集缸(2)通过软管了连接刻蚀废液储罐(3)，软管上设有泵浦，刻蚀废液收集缸(2)中设有液位感应器；

刻蚀液参数控制装置(6)中的参数检测装置包括刻蚀液的氧化还原电位值测试装置、比重测试装置、酸度测试装置、掺杂剂浓度测试装置和温度测试装置；

再生刻蚀液调节罐(7)通过泵浦连接刻蚀生产线(1)；

所述废液收集装置、电解回收装置和循环净化装置之间均设有控制阀；

所述再生刻蚀液调节罐(7)与刻蚀生产线(1)间设有刻蚀液安全监测装置，刻蚀液安全检测装置连接安全阀。

2.根据权利要求1所述的石墨烯刻蚀废液节能减排设备，其特征在于，所述电解回收装置包括膜电解槽(4)，所述膜电解槽(4)内设有阳极区和阴极区，阳极区内安装有涂层钛阳极板，所述膜电解槽(4)侧壁开孔安装废气排放管路，废气排放管路连接废气吸收塔。

3.根据权利要求1所述的石墨烯刻蚀废液节能减排设备，其特征在于，所述循环净化装置包括循环槽(5)、刻蚀液参数控制装置(6)和再生刻蚀液调节罐(7)，所述循环槽(5)中分为阳极循环槽和阴极循环槽，阳极循环槽上安装刻蚀液参数控制装置(6)，所述刻蚀液参数控制装置(6)上设有刻蚀液参数检测装置，所述再生刻蚀液调节罐(7)上设有盐酸、双氧水、掺杂剂和水添加口，所述循环槽(5)的阴极循环槽内安装有钛冷却管，钛冷却管连接温控感应器。

4.一种包含权利要求1～3任一所述石墨烯刻蚀废液节能减排设备的石墨烯刻蚀废液节能减排系统。

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