DE3040240A1 - Vorrichtung zur rueckgewinnung von metallischem kupfer aus kupferhaltigen loesungen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Rückgewinnung von metallischem Kupfer aus
• kupferhaltigen Lösungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei der Verkupferung von Kunststoffbauteilen, insbesondere von gedruckten Schaltungsplatten, werden kupferhaltige Lösungen verwendet, aus denen sich das Kupfer auf den zu Verkupfernden Teilen abscheidet. Die Lösungen verarmen dabei an gelöstem Kupfer, so daß in das Kupferbad ständig frische kupferhaltige Lösung nachgefüllt werden muß. Gleichzeitig muß aber auch aus dem die Lösung enthaltenden Behälter ein Teil der Lösung entfernt werden, damit er nicht überläuft. Da diese Lösungen stark kupferhaltig sind, besieht ein großes Interesse daran, das in ihnen enthaltene Klopfer wieder zurückzugewinnen.
• Die zu entkupfernde Lösung wird von oben in einen Tank eingefüllt, der ein das Kupfer abscheidendes Mittel enthält.
• Ein Rührwerk sorgt dafür, daß dieses Mittel gut mit der Lösung in Kontakt gebracht wird. Vom Uberlauf dieses Behälters wird die bereits zum Teil entkupferte Lösung dann in einen zweiten Behälter von oben her eingefüllt, der ebenfalls das das Kupfer abscheidende Mittel und ein Rührwerk enthält. In einem dritten ebensolchen Behälter wird schließlich die vollständige Abscheidung des Kupfers bewirkt. Da die vom Über lauf des dritten Behälters abgenommene Lösung aufgrund der Wirkung der Rührwerke Teilchen des die Kupferabscheidung bewirkenden Mittels enthält, wird die Lösung dann noch in einen vierten Behälter eingefüllt, der kein Rührwerk besitzt, so daß sich die Teilchen am Boden dieses Behälters absetzen können. Am Uberlauf dieses vierten Behälters kann dann die entkupferte Lösung entnommen werden.
• Diese Anordnung ist aufwendig aufgebaut und aus diesem Grund nicht vielseitig einsetzbar.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß sie bei einfachem Aufbau für einen vielseitigen Einsatz geeignet ist.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bei der erfindunsg9en Vorrichtung werden die einzelnen Reaktionssäulen jeweils hintereinander von unten nach oben von der zu entupfernden Lösung durchströmt. Das in den Reaktionssäulen enthaltene Granulat wird dabei intensiv von der Lösung durchströmt, so daß sich die Verwendung eines eigenen Rührwerks in den Reaktionssäulen erübrigt.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenneichnet. Insbesondere sind die Reaktionssäulen vorzugsweise als in sich abgeschlossene, auswechselbare Patronen ausgebildet, was den Vorteil hat, daß der Betrieb der Vorrichtung nur kurzzeitig unterbrochen werdenmuß, wenn die Aufnahmekapazität des zur Kupferabscheid1ng verwendeten Granulats in einer der Patronen erschöpft st.
• Das Auswechseln von Patronen kann sehr schnell durchgetührt werden.
• Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber.
• erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Schnittansicht einer der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Reaktionssäulen, wobei zur Verdeutlichung Einzelteile der Säule voneinander getrennt dargestellt sind, Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemaßen Vorrichtung und Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 3.
• Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Rückgewinnung von metallischem Kupfer aus kupferhaltigen Lösungen enthält mehrere senkrecht stehende, hohlzylindrische Reaktionssulen 1, 2 und 3, einen Eingang 4 zur Zufuhr der kupferhaltigen Lösung.
• sowie einen Ausgang 5, an dem die entkupferte Lösung aDflieBv.
• Die Reaktionssäulen 1, 2, 3 sind jeweils mit Einlaßanschlüssen 6, 7, 8 und mit Auslaßanschlüssen 9, 10, 11 versehen Die Einlaß- und Auslaßanschlüsse sind als Kupplungsbuc',sen 13E bzw. 13A ausgebildet, in denen sich jeweils ein Rü(kschlagventil befindet. Die Reaktionssäulen 1, 2 und 3 sind mit Hilfe von Verbindungsleitungen 14 und 15 in Serie geschaltet, wobei die Verbindungsleitung 14 den Auslaßanschluß der Reaktionssäule 1 mit dem Einlaßanschluß der Reaktionssäule 2 verbindet, während die Verbindungsleitung 15 den Auslaßanschluß 10 der Reaktionssäule 2 mit dem Einlaßanschluß 8 der Rcaktionssäule 3 verbindet. An den Enden der Verbindungsleitungen 14 sind Kupplungsstecker angebracht, die beim xupplungsvorgang die Rückschlagventile in den Xupplungsbuchsen öffnen. Das Anbringen von Kupplungsbuchsen 13 mit eingebauten Rückschlagventilen hat den Vorteil, daß die Reaktionssäulen nach dem Abziehen der Kupplungsstecker 16 dicht sind, so daß keine Lösung aus den Reaktionssäulen ausströmen kann. Die Reaktionssäulen bilden somit in sich abgeschlossene, einzeln austauschbare Patronen.
• Am unteren Ende jeder Reaktionssäule 1, 2, 3 befindet sich ein Trichter 17, 18, 19, der jeweils mit einem Absperrorgan 20, 21 bzw. 22 versehen ist. Mit Hilfe dieses Absperro@gans kann die in den Reaktionssäulen enthaltene Lösung abgelassen werden.
• Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält ferner eine Pumpe 23, mit des die zu entkupfernde Lösung in den Eingangsanschluß 6 der ersten Reaktionssäule der Serienschaltung, also der Reaktionssäule 1, gepumpt wird.
• @er genaue Aufbau einer der Reaktionssäulen geht aus der S@hnittansicht von Fig. 2 he@vor tn dar Einzelteile der Säule getrennt dargestellt Sind. Der Mttelteil der Reaktionssäule besteht aus einem durchsichtigen PVC-Rehr 24. Auf das obere Ende dieses Rohrs 24 ist eine Deckplatte 25 geschraubt, wobei zur Erzielung dieser Verschraubung das Rohr mit einem Aufengewinde 26 and ein an der Deckplatte 25 nach unten ragender Flansch 27 mit einem Innengewinde versehen sind.
• Die Deckplatte 25 ist mit einer @urchführung 29 versehen, an der ein Schlauchstück 3C befestigt ist, an dem die Kupplungsbuchse 13A angebracht st, cie dt'n Auslaßanschluß der Reaktionssäule biidet. Zur Erzielung einer dichten Verbindung zwischen der Deckplatte 25 und den PVC-R@hr 2 der Reaktionssäule ist an der Innenseite der Deckplatte 25 ein Dichtungsring 31 angebracht. Am unteren Ende der Reaktionssäule befindet sich der ihren Boden bildende Trichter 17, der mittels eines Innengewindes 32 an einem an ihm nach oben ragenden Flansch 33 und eines Außengewindes 34 am unteren Ende des Rohrc. 24 mit diesem verschraubt werden kann. Zur Erzielung eine dichten Verbindung ist in den Trichter 17 ein Dichtungsring 35 eingelegt. An dem Trichter 17 ist ein Schlauchstück 36 befestigt, an dem die Kupplungsbuchse 13E angebracht ist.
• Am unteren Ende des Trichters 17 befindet sich das Absperrorgan 20, durch das die in der Reaktionssäule befindliche Lösung abgelassen werden kann.
• In der in das Innere der Reaktionssäule mündende Ende der Durchführung 29 ist ein Auslaßsieb 37 angebracht. Ein Einlaßsieb 38 befindet sich im Trichter 17 oberhalb des Niveaus des von der Kupplungsbuchse 13E gebildeten Einlaßanschlusses.
• Das Einlaßsieb 38 stützt sich dabei auf einer mit dem Trichter 17 verbundenen Lochblende 39 ab. Das Abstützen des Einlaßsiebs 38 ist zweckmäßig, da dieses Sieb das der Kupfe-rabscheidung dienende Granulat 40 tragen muß, das bis zu einer Höhe von einem Drittel der Gesamthöhe der Reaktionssäulen eingefüllt ist.
• Eine zweckmäßige Anordnung mehrerer Reaktionssäulen ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. In der Anordnung von ris. 3 sind drei Reaktionssäulen 1, 2, 3 im Dreieck auf einem sockel 41 angeordnet, in dem die Pumpe 23 untergebracht st A@s den Figuren 3 und 4 geht auch hervor, wie die einzelnen Reationssäulen mit hilfe der Verindungsleitungen 14 und 15 in serie geschaltet sind. Dabei drückt die Pumpe 23 die zu entkupfernde Lösung in den unten liegenden Einlaßanschluß der Reaktionssäule 1, die Verbindungsleitung 14 leitet die in der ersten Reaktionssäule 1 bereits teilweise entkupferte Lösung vom oben liegenden Auslaßanschluß weiter zum unten liegenden Einlaßanschluß der Reaktionssäule 2 und die Verbindungsleitung 15 leitet die dem oben liegenden Auslaßanschluß der Reaktionssäule 2 entströmende, bereits weiter entkupferte Lösung zum unten liegenden Einlaßanschluß der Reaktionssäule 3. Die vollständig entkupferte Lösung tritt am oben liegenden Auslaßanschluß der Reaktionssäule 3 aus, wo sie zur weiteren Verarbeitung, insbcsondere zu einer chemischen Neutralisierung, abgenommen werden kann. Für den praktisch Einsatz haben sich Reaktionssäulen mit einer Höhe von etwa 70 cm und einen Durchmesser von etwa 10 cm als zweckmäßig erwiesen. Als das zur Kupferabscheidung verwendete Mittel kann ein Aktivkohlegranulat verwendet werden, das von der Firma Shipley GmbH unter der Bezeichnung WTA 2519 C vertrieben wird.
• In kontinuierlichen Betrieb der beschriebenen Vorrichtung läßt die Abscheidungswirkung des in den Reaktionssäulen bef-ndlichen Granulats nach, bis seine Aufnahmekapazität schließlich erschöpft ist. Spätestens an diesem Zeitpunkt rnuß die das Granulat mit erschöpfter Aufnahmekapazität enthaltende Reaktionssäule gegen eine ein frisches Granulat enthaltende Säule ausgetauscht werden. Aufgrund des geschilderten Aufbaus der Reaktionssäulen als in sich abgeschlossene Patronen kann dies einfach dadurch ausgeführt werden, daß die Kupplungsstecker aus den Kupplungsbuchsen der Eingangs-und Ausgangsanschlüsse gezogen werden und daß die Kupplungsstecker der Verbindungsleitungen dann in Kupplungsbuchsen einer Reaktionssäule mit frischem Granulat gesteckt werden.
• Der kontinuierliche Betrieb muß dabei nur kurzzeitig unterbrochen werden.
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Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von metallischem Kupfer aus kupferhaltigen Lösungen mit Behältern zur Aufnahme eines Kupfer abscheidenden Granulats, einem Eingang zur Zufuhr der Lösung und einem Ausgang zum Ablassen der von Kupfer befreiten Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als senkrecht stehende, hohlzylindrische Reaktionssäulen (1, 2, 3) mit jeweils einem Einlaßanschluß (6, 7, 8) im Bereich des unteren Endes und einem Auslaßanschluß (9, 10, 11) im Bereich des oberen Endes ausgebildet sind, daß die Reaktionssäulen (1, 2, 3) durch Verbindungsleitungen (14, 15) zwischen den Auslaßanschlüssen (9, 10) und den Einlaßanschlüssen (7, 8) jeweils verschiedener Reaktionsäulen in Serie geschaltet sind, und daß zwischen den Eingang (4) zur Zuführung der kupferhaltigen Lösung und den Einlaßanschluß (6) der ersten Reaktionssäule (1) der Serienschaltung eine Pumpe (23) eingefügt ist 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden jeder Reaktionssäule (1, 2, 3) von einem mit einem den Mittelteil der Reaktionssäule (1, 2, 3) bildenden Rohr (24) verschraubten Trichter (17, 18, 19) gebildet ist, der mit einem Absperrorgan zum Ablassen der in der Reaktionssäule (1, 2, 3) enthaltenen Lösung versehen ist, daß der Einlaßanschluß (6, 7, 8) jeder Reaktionssäule (1, 2, 3) seitlich an dem Trichter (17, 18, 19) angebracht ist, und daß der Auslaßanschluß (9, 10, 11) jeder Reaktionssäule (1, 2, 3) an einer mit dem Rohr (24) verschraubten Deckplatte (25) angebracht ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trichter (17, 18, 19) über dem Niveau ces Einlaßanschlusses (6, 7, 8) ein für die kupferhaltige Lösung durchlässiges Einlaßsieb (38) angebracht ist, und daß in der Deckplatte (25) vor dem Auslaßanschluß (9, 10, 11) ein Auslaßsieb (37) angebracht ist.

   4. Ancrdnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßanschlüsse !6, 7, 8) und die Auslaßanschlüsse (9, 10, 11) als Kupplungsbuchsen (13E, 1 3P.) mit eingebautem Rückschlagventil ausgebildet sind und daß an den Enden der Verbindungsleitungen (14, 15) Kupplungsstecker (16J angebracht sind, die die Rückschlagventile beim Einstecken in die Rupplungsbuchsen (13r, 13A) öffnen.

   5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Reaktionssäulen (1, 2, 3) in Serie geschaltet sind, die auf einem kreisförmigen Sockel (41) in Dreiecksanordnung angebracht sind, und daß die Pumpe (23) in dem Sockel (41) untergebracht ist.

   6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionssäulen (1, 2, 3) als in sich abgeschlossene, austauschbare Patronen ausgebildet sind.