CN216687786U - 一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，具体涉及废水处理技术领域，分解装置包括废液桶、加热搅拌器、冷热交换机、冷却器及电解槽，所述废液桶与加热搅拌器相连接，所述加热搅拌器和冷却器相连接，所述冷却器与电解槽相连接，所述冷热交换机分别与加热搅拌器和冷却器相连接。本实用新型的分解装置结构简单，设备加工制作成本低，设备操作容易，不需额外增加人工成本、耗能及运行成本低，且分解方法工艺简单，废液处理效率快，运行成本低，其不仅产生回收高价值的金属电解铜，同时产生硫酸废水，可完全再利用，符合国家提倡节能减排，再生利用的政策。

Description

一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体涉及一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置。

背景技术

PCB企业在生产线路板制程如微蚀刻、减薄铜、剥挂工序产生的废液成分中铜浓度为 25-40g/L，硫酸含量80-150g/L，双氧水15-70g/L。而PCB 企业对此废液大多采用排到厂内的环保处理池内做中和处理，既浪费了原材料，又对废液中有用的铜极其廉价的处理了，同时对环保也造成一定的危害。针对此现象，很多铜回收企业采用电解工艺回收有价值的电解铜，同时产生的硫酸废水可再利用；但是在回收铜的过程中，由于废液中含双氧水浓度过高（达到70g/L）并且含有环己胺、乙二醇等双氧水稳定剂，其很不容易自行分解，在电解回收铜过程中不仅对极板影响比较大，缩短了极板的使用寿命，同时对阴极铜具有很大的反蚀作用，影响处理效率；对此有些企业在电解之前对废液进行电解破氧处理，使双氧水分解至浓度变低时再进行电解提铜处理，此种方法效率低且设备成本投资高，为此提出一种硫酸双氧水蚀刻废液双氧水分解装置，装置结构简单、操作方便、双氧水分解速率快，设备耗能低处理效率高，为企业提供节约成本、资源再利用的环保装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，分解装置结构简单，设备加工制作成本低，设备操作容易，不需额外增加人工成本、耗能及运行成本低，分解方法工艺简单，废液处理效率快，运行成本低，其不仅产生回收高价值的金属电解铜，同时产生硫酸废水，可完全再利用，符合国家提倡节能减排，再生利用的政策。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，包括依次设置的废液桶、加热搅拌器、冷热交换机、冷却器及电解槽。

优选的，所述废液桶与加热搅拌器相连接，所述加热搅拌器和冷却器相连接，所述冷却器与电解槽相连接，所述冷热交换机分别与加热搅拌器和冷却器相连接。

优选的，所述加热搅拌器内部正中间自上而下设有搅拌叶轮，所述加热搅拌器正上方设置有电机，且电机的输出端与搅拌叶轮固定，由电机带动搅拌叶轮转动，所述加热搅拌器底部四周设置有加热盘管，且加热盘管上设有进出接口，所述加热搅拌器上方设有投料口和盖子。

优选的，所述加热盘管材质为钛质或者铁氟龙材质，且形状为圆形盘管。

优选的，所述冷却器内部设置有冷却盘管，且冷却盘管上设有进出接口，所述冷却盘管为钛质或者铁氟龙材质，且形状为圆形盘管；

优选的，所述冷热交换机上设有压缩机、冷却管进出接口和加热管进出接口，加热管出口与加热搅拌器进口相连接，加热管进口与加热搅拌器出口相连接，冷却管进口与冷却器出口相连接，冷却管出口与冷却器进口相连接。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

1、本实用新型的分解装置，包括储存废液的废液桶、加热搅拌器、冷热交换机和用于冷却废液的冷却器和电解槽，加热搅拌器设有搅拌杆和电机，加热搅拌器内部设有加热盘管，冷却器内部设有冷却盘管，加热搅拌器和冷却器与冷热交换机冷热管相连，通过冷热交替使加热搅拌器和冷却器达到加热和冷却功能，使废液中双氧水得到分解后使废液温度得以降低后进行电解沉积铜金属，本装置结构简单，设备加工制作成本低，设备操作容易，不需额外增加人工成本、耗能及运行成本低；

2、本实用新型的分解方法为在硫酸双氧水蚀刻废液中加入双氧水分解催化剂和分解剂，然后在搅拌下对废液进行加热，使废液温度达到55-80℃时，保温搅拌约1个小时后，废液中双氧水浓度从70g/L降至5g/L，分解效率达到92%以上，将废液冷却至废液温度约40℃后，在直电流作用下再进行电解处理，阴极析出金属铜，氧电极析出氧气，本实用新型的分解方法工艺简单，废液处理效率快，运行成本低，其不仅产生回收高价值的金属电解铜，同时产生硫酸废水，可完全再利用，符合国家提倡节能减排，再生利用的政策；

3、本实用新型的分解方法中的催化剂：能够提高废液中双氧水的分解速率，加快双氧水分解反应速度；分解剂：利用硫酸亚铁或者硫酸铁与废液存在双氧水形成芬顿试剂强氧化剂，氧化废液中环己胺、乙二醇等双氧水稳定剂，破坏双氧水稳定剂，使双氧水分解加快。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置结构图；

图2为芬顿试剂反应机理图。

附图标记说明：

1废液桶、2加热搅拌器、3冷热交换机、4冷却器、5电解槽。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

实施例1

如图1，本实用新型提供一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，包括依次设置的废液桶1、加热搅拌器2、冷热交换机3、冷却器4及电解槽5，所述废液桶1与加热搅拌器2相连接，所述加热搅拌器2和冷却器4相连接，所述冷却器4与电解槽5相连接，所述冷热交换机3分别与加热搅拌器2和冷却器4相连接；所述加热搅拌器2内部正中间自上而下设有搅拌叶轮，所述加热搅拌器2正上方设置有电机，且电机的输出端与搅拌叶轮固定，由电机带动搅拌叶轮转动对废液搅拌，所述加热搅拌器2底部四周设置有加热盘管，所述加热盘管材质为钛质或者铁氟龙材质，且形状为圆形盘管，用于对废液加热，且加热盘管上设有进出接口，所述加热搅拌器2上方设有投料口和盖子，用于将废液投入加热搅拌器2；所述冷却器4内部设置有冷却盘管，且冷却盘管上设有进出接口，所述冷却盘管为钛质或者铁氟龙材质，且形状为圆形盘管，用于对废液冷却；所述冷热交换机3上设有压缩机、冷却管进出接口和加热管进出接口，加热管出口与加热搅拌器2进口相连接，加热管进口与加热搅拌器2出口相连接，冷却管进口与冷却器4出口相连接，冷却管出口与冷却器4进口相连接。

本实用新型提供一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，包括储存废液的废液桶1、加热搅拌器2、冷热交换机3和用于冷却废液的冷却器4和电解槽5，加热搅拌器2设有搅拌杆和电机，加热搅拌器2内部设有加热盘管，冷却器4内部设有冷却盘管，加热搅拌器2和冷却器4与冷热交换机3的冷热管相连，通过冷热交替使加热搅拌器2和冷却器4达到加热和冷却功能，使废液中双氧水得到分解后使废液温度得以降低后进行电解沉积铜金属，本装置结构简单，设备加工制作成本低，设备操作容易，不需额外增加人工成本、耗能及运行成本低。

分解方法具体包括以下步骤：

步骤一、将废液桶1中的硫酸双氧水蚀刻废液输送入加热搅拌器2中，然后分别加入催化剂和分解剂进行搅拌得到废液A；

催化剂为二氧化锰、硫酸锰、氯化物中的至少一种，催化剂添加量为硫酸双氧水蚀刻废液的0.1～0.5%，利用二氧化锰、硫酸锰催化提高废液中双氧水的分解速率，加快双氧水分解反应速度；

分解剂为硫酸铁、硫酸亚铁中的至少一种，分解剂添加量为硫酸双氧水蚀刻废液的0.5～1%，利用硫酸亚铁或者硫酸铁与废液存在双氧水形成芬顿试剂强氧化剂，氧化废液中环己胺、乙二醇等双氧水稳定剂，破坏双氧水稳定剂，使双氧水分解加快，芬顿试剂反应机理如图2所示；

步骤二、将步骤一得到的废液A在加热搅拌器2的搅拌作用下进行加热，使废液温度升至55-80℃时停止加热并恒温2小时以上得到废液B，加热方式为水浴加热、电加热中的至少一种，水浴加热为使用冷热交换机3通过冷热交替使加热搅拌器2达到加热功能，电加热为使用加热搅拌器2的加热盘管加热；

步骤三、将步骤二得到废液B输送入冷却器4进行冷却降温，使废液B温度降至40℃以下得到废液C，降温方式为水浴冷却、冷却盘管冷却的至少一种，水浴冷却为使用冷热交换机3通过冷热交替使冷却器4达到冷却功能，冷却盘管冷却为使用冷却器4的冷却盘管冷却；

步骤四、将步骤三得到的废液C输送入电解槽5，然后在直流电作用下进行电解，阳极析出氧气、阴极析出金属铜。

实施例2

本实施例随机取某企业硫酸双氧水剥挂废液，经分析，废液铜离子浓度39g/L，硫酸浓度138g/L、双氧水63g/L；没有添加催化剂和分解剂情况下，在不同温度和时间进行测试双氧水浓度来判断分解情况；

废液不加催化剂和分解剂时，在不同温度下和时间双氧水浓度如下：

本实施例在没有加催化剂和分解剂时，对废液加热，温度低于70℃以下双氧水浓度变化不大，双氧水分解速率很慢，当温度提升到70℃以上时，双氧水分解速率逐渐加快，所以没有催化剂和分解剂时需要加温至75℃以上时才能使双氧水开始加速分解。

实施例3

本实施例随机取某企业硫酸双氧水剥挂废液，经分析，废液铜离子浓度39g/L，硫酸浓度138g/L、双氧水63g/L；在添加有催化剂（氧化锰和硫酸锰）、分解剂（硫酸亚铁）的情况下，在不同温度和时间进行测试双氧水浓度来判断分解情况；

废液加催化剂和分解剂时，在不同温度下和时间双氧水浓度如下：

从本实施例测试数据来看，在添加有催化剂和分解剂时，55℃以下时，双氧水分解速率比较慢，当温度达到55℃时分解速率逐渐加快，所以与实施例2对比，在有催化剂和分解剂存在时，蚀刻废液中的双氧水分解温度大幅度降低，从75℃分解温度降低到55℃。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，其特征在于：包括依次设置的废液桶（1）、加热搅拌器（2）、冷热交换机（3）、冷却器（4）及电解槽（5），所述废液桶（1）与加热搅拌器（2）相连接，所述加热搅拌器（2）和冷却器（4）相连接，所述冷却器（4）与电解槽（5）相连接，所述冷热交换机（3）分别与加热搅拌器（2）和冷却器（4）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，其特征在于：所述加热搅拌器（2）内部正中间自上而下设有搅拌叶轮，所述加热搅拌器（2）正上方设置有电机，且电机的输出端与搅拌叶轮固定，由电机带动搅拌叶轮转动，所述加热搅拌器（2）底部四周设置有加热盘管，且加热盘管上设有进出接口，所述加热搅拌器（2）上方设有投料口和盖子。

3.根据权利要求2所述的一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，其特征在于：所述加热盘管材质为钛质或者铁氟龙材质，且形状为圆形盘管。

4.根据权利要求2所述的一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，其特征在于：所述冷却器（4）内部设置有冷却盘管，且冷却盘管上设有进出接口，所述冷却盘管为钛质或者铁氟龙材质，且形状为圆形盘管。

5.根据权利要求4所述的一种硫酸双氧水蚀刻液双氧水分解装置，其特征在于：所述冷热交换机（3）上设有压缩机、冷却管进出接口和加热管进出接口，加热管出口与加热搅拌器（2）进口相连接，加热管进口与加热搅拌器（2）出口相连接，冷却管进口与冷却器（4）出口相连接，冷却管出口与冷却器（4）进口相连接。

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