DE3317040C2

DE3317040C2 -

Info

Publication number: DE3317040C2
Application number: DE19833317040
Authority: DE
Inventors: Rainer 7033 Herrenberg De Haas; Eberhard 8981 Obermaiselstein De Lendle
Original assignee: Hans Hoellmueller Maschinenbau & Co 71083 Herrenberg De GmbH
Current assignee: Hans Hoellmueller Maschinenbau & Co 71083 Herrenberg De GmbH
Priority date: 1983-05-10
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1993-09-09
Also published as: DE3317040A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ätzen kupferhaltiger Werkstücke mit einem flüssigen, einwertige Kupfer- und Chlorid ionen enthaltenden Ätzmittel mit

a) mindestens einer Ätzmaschine, in welcher die Werkstücke dem Ätzmittel aussetzbar sind, wobei sich das Ätzmittel mit Kupfer anreichert;
b) mindestens einem der Ätzmaschine nachgeschalteten Spülelement, in welchem die Werkstücke Spülwasser aussetzbar sind, wobei das den Werkstücken noch anhaftende Ätzmittel abgewaschen wird.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 24 34 305 bekannt. Bei ihr wird das Spülwasser zur Entsorgung in den Sumpf der Ätzmaschine eingeleitet. Dies ist dort deshalb möglich, weil das Ätzmittel chemisch regeneriert wird, wobei eine Verdünnung mit Wasser ohnehin erforderlich ist. Eine gesonderte Entsorgung des Spülwassers ist dann nicht mehr nötig. Gleichzeitig werden die im Spülwasser noch enthaltenen Chemikalien einer Wiederver wendung zugeführt. Die chemische Regeneration des Ätzmittels leidet aber an dem Nachteil, daß sich die Ätzmittelmenge laufend vergrößert und daher kontinuierlich oder in bestimmten Abständen Ätzmittel dem System entnommen und der Wiedergewinnung der Chemikalien an anderer Stelle zugeführt werden muß. Aus diesem Grunde wird in jüngster Zeit die elektrolytische Regeneration des Ätzmittels bevorzugt, bei welcher im Grundsatz ein vollständig geschlossener Kreislauf aufrecht erhalten werden kann. Hier ist also insbesondere auch keine Verdünnung des Ätzmittels bei der Regeneration durch Frischwasser erforderlich. Dies bedeutet andererseits, daß dem Ätzmittel zur Entsorgung auch kein Spülwasser mehr zugesetzt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß das anfallende, mit Ätzmittel versetzte Spülwasser in einer Weise aufbereitet wird, welche eine Rückführung in das öffentliche Kanalisations system ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

c) zur elektrolytischen Regeneration des Spülwassers eine Metall rückgewinnungszelle vorgesehen ist, welche eine Anode und eine Kathode enthält;
d) die Metallrückgewinnungszelle innerhalb eines Sammelbeckens angeordnet ist, dem das aus dem Spülelement abfließende Spülwasser über eine Leitung zuführbar ist;
e) eine Förderpumpe vorgesehen ist, welche das in dem Sammel becken befindliche Spülwasser in die Metallrückgewinnungs zelle pumpt, aus der über einen Überlauf überschüssiges Spülwasser wieder in das Sammelbecken zurückfließt.

Erfindungsgemäß wird also zur Wiedergewinnung des im Spülwasser enthaltenen Ätzmittels ein gesonderter, zusätzlicher Elektrolyse vorgang eingesetzt. Dies geschieht durch eine Elektrolysezelle, die einen ganz besonderen Aufbau aufweist: Innerhalb eines Sammelbehälters sitzt z. B. an einer Seitenwand in einer gewissen Höhe eine verhältnismäßig kleinvolumige Metallrückgewinnungszelle. In dieser findet der eigentliche Elektrolysevorgang statt. Hierzu wird dem Sammelbehälter durch eine Pumpe kontinuierlich Spülwasser entnommen, welches über einen Überlauf der Metallrückgewinnungs zelle wieder in den Sammelbehälter zurückströmt. Die Metallrück gewinnungszelle wird auf diese Weise kontinuierlich von immer demselben Spülwasserstrom durchflossen, unabhängig davon, wieviel Spülwasser tatsächlich momentan anfällt. Hierdurch kann die Elektrolyse mit optimalem Wirkungsgrad durchgeführt werden, zumal auch die Stillstandszeiten der Ätzmaschine und der Spülelemente ausgenutzt werden können. Die Kapazität der Metallrückgewin nungszelle braucht somit nicht an die maximale augenblicklich anfallende Spülwassermenge angepaßt zu werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ätzmaschine mit nachgeschalteten Spülelementen;

Fig. 2: schematisch die Vorrichtung, mit welcher das in den Spülelementen von Fig. 1 anfallende Spülwasser rege neriert wird.

In Fig. 1 ist schematisch eine Ätzmaschine 1 mit zugehörigem Einlaufteil 2 dargestellt. Sowohl der Einlaufteil 2 als auch die Ätzmaschine 1 weisen eine durchgehende Transportbahn 3 auf, mittels der das plattenförmige Ätzgut 4 durch die Ätz maschine 1 hindurchgeführt wird. Oberhalb und unterhalb der Transportbahn 3 befindet sich jeweils ein mit 5 bezeichneter Düsenstock, dem das in dem Sumpf 6 der Ätzmaschine 1 befind liche Ätzmittel 7 über jeweils eine Förderpumpe 8 enthaltende Leitungen 9 zugeführt wird.

Hinter der Ätzmaschine 1 ist eine Spüleinrichtung 10 mit drei mit 11 bis 13 bezeichneten Spülelementen angeordnet, deren Walzenbahnen 14 mit den Transportbahnen 3 der Ätzmaschine 1 und des Einlaufteiles 2 eine durchgehende Förderstrecke für das Ätzgut 4 bilden. Auch diese Spülelemente 11 bis 13 sind jeweils mit beiderseits der Walzenbahnen 14 angeordneten Düsen stücken 15 ausgerüstet, denen das jeweils in dem Sumpf 16 befind liche Spülwasser 17 über eine ebenfalls eine Förderpumpe 18 enthaltende Leitung 19 zugeführt wird. Der Sumpf 16 des ersten Spülelementes 11 ist dabei an eine Frischwasser zuführende Leitung 20 angeschlossen, in der ein mit 21 bezeichnetes Elektro magnetventil liegt. Ferner sind die drei einander benachbarten Spülelemente 11, 12 und 13 jeweils durch Leitungen 22 derart miteinander verbunden, daß das in dem Sumpf 16 des Spülelementes 11 befindliche überschüssige Spülwasser 17 in den Sumpf 16 des benachbarten Spülelementes 12 übertritt und von diesem Sumpf 16 sodann dem Sumpf 16 des letzten Spülelementes 13 zu strömt. Von hier aus wird es über eine Leitung 23 der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung zugeführt.

Das Spülwasser gelangt über die Leitung 23 zunächst in ein mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnetes Sammelbecken, an dessen Seiten wand in einer gewissen Höhe eine Metallrückgewinnungszelle 63 vorgesehen ist. Die Metallrückgewinnungszelle 63 steht über eine Leitung 67 mit dem Sammelbecken 64 in Verbindung, wobei eine in dieser Leitung 67 liegende Förderpumpe 68 das in dem Sammelbecken 64 befindliche Spülwasser 65 in Richtung des Pfeiles 69 in die Metallrückgewinnungszelle 63 hochpumpt, von der aus das überschüssige Spülwasser 65 wieder in Richtung der Pfeile 70 über die Oberkante 71 der Metallrückgewinnungszelle 63 in das Sammelbecken 64 zurückfließt.

In die Metallrückgewinnungszelle 63 ragt sowohl eine mit 72 bezeichnete Anodenplatte als auch eine mit 73 bezeichnete Katho denplatte hinein, wobei diese beiden Platten 72 und 73 jeweils über Kabel 74 und 75 mit einer nicht dargestellten Gleichstrom quelle verbunden sind. Schließlich ist an das Sammelbecken 64 noch eine mit 76 bezeichnete Abflußleitung angeschlossen, in der eine Förderpumpe 77 liegt. Mittels dieser kann das in dem Sammelbecken 64 befindliche Spülwasser 65 abgeführt werden.

Fällt bei dem Betrieb der Ätzmaschine 1 beispielsweise eine Abwassermenge von etwa 200 l/h an, so ist bei der Annahme eines achtstündigen Betriebes das Sammelbecken 64 auf ein Fassungsver mögen von etwa 2000 l auszulegen. Das während dieses laufenden 8-Stunden-Betriebes anfallende Spülwasser 65 gelangt über die Leitung 23 in das Sammelbecken 64, wo es zunächst gespeichert bleibt. Während eines 24stündigen Betriebes wird dieses in dem Sammelbecken 64 befindliche Spülwasser 65 laufend über die Leitung 67 der Metallrückgewinnungszelle 63 zugeführt, in der das Spülwasser 65 elektrolytisch regeneriert und das in ihm ge löste Kupfer elektrolytisch an der Kathodenplatte 73 abgeschieden wird. Das in die Metallrückgewinnungszelle 63 hochgepumpte Spülwasser 65 fließt dabei laufend in Richtung der Pfeile 70 in das Sammelbecken 64 zurück. Während dieser 24 Stunden wäh renden Regeneration des Spülwassers 65 wird soviel gelöstes Kupfer elektrolytisch abgeschieden, daß nach Ablauf dieser 24 Stunden das in dem Sammelbecken 64 befindliche Spülwasser 65 über die Abflußleitung 76 unbedenklich dem öffentlichen Kanalisations system zugeführt werden kann. Ist dies geschehen, so ist der Sammelbehälter 64 wieder leer und somit bereit, das erneut anfallende, von der Spüleinrichtung 10 zugeführte Spülwasser 65 aufzunehmen, das dann in einem weiteren Zyklus von 24 Stunden in der gleichen Weise elektrolytisch regeneriert wird.

Die Metallrückgewinnungszelle 63 weist einen Absaugstutzen 53 mit einer Absaugleitung 56 auf, über die evtl. entstehendes Chlorgas einem Laugenbehälter 57 zugeführt und in diesem ge bunden werden kann. Die Beigabe frischer Lauge sowie auch das Abführen der verbrauchten Lösung wird dabei mittels eines im Sumpf 6 der Ätzmaschine 1 befindlichen Chlorometers 58 gesteuert, das auf ein ein in einer die Lauge zuführenden Leitung 59 befindliches Absperrorgan 60 sowie ein weiteres, in einer die verbrauchte Lauge abführenden Leitung 61 befindliches Absperrorgan 62 einwirkt.

Aus dem obigen ergibt sich, daß durch das Spülwasser das Ätz mittel, welches der Ätzmaschine 1 zugeordnet ist, in seiner Menge nicht verändert wird. Dieses Ätzmittel kann somit ins besondere auch elektrolytisch regeneriert werden. Hierzu wird es mittels einer Pumpe 35 über eine Leitung 33 in eine nicht näher dargestellte elektrolytische Regenerationseinrichtung gebracht, von welcher es nach erfolgter Abreicherung über die Leitung 42 wieder dem Sumpf 6 der Ätzmaschine 1 zugeführt wird.

Claims

Vorrichtung zum Ätzen kupferhaltiger Werkstücke mit einem flüssigen, einwertige Kupfer- und Chloridionen enthaltenden Ätzmittel mit
- a) mindestens einer Ätzmaschine, in welcher die Werkstücke dem Ätzmittel aussetzbar sind, wobei sich das Ätzmittel mit Kupfer anreichert;
- b) mindestens einem der Ätzmaschine nachgeschalteten Spülelement, in welchem die Werkstücke Spülwasser aussetzbar sind, wobei das den Werkstücken noch anhaftende Ätzmittel abgewaschen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- c) zur elektrolytischen Regeneration des Spülwassers eine Metall rückgewinnungszelle (63) vorgesehen ist, welche eine Anode (72) und eine Kathode (73) enthält:
- d) die Metallrückgewinnungszelle (63) innerhalb eines Sammel beckens (64) angeordnet ist, dem das aus dem Spülelement (11, 12, 13) abfließende Spülwasser über eine Leitung (23) zuführbar ist;
- e) eine Förderpumpe (68) vorgesehen ist, welche das in dem Sammelbecken (64) befindliche Spülwasser (65) in die Metall rückgewinnungszelle (63) pumpt, aus der über einen Überlauf (71) überschüssiges Spülwasser wieder in das Sammelbecken (64) zurückfließt.