DE60223934T2 - PRECIOUS METAL RECOVERY - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überziehen von Werkstücken unter Verwendung einer Palladium enthaltenden Flüssigkeit. Die Erfindung ist insbesondere bei Verfahren zur Herstellung von elektrischen Schaltungsträgern anwendbar.The The invention relates to a coating method and apparatus of workpieces using a palladium-containing liquid. The invention is especially applicable in processes for the production of electrical circuit carriers.
Zum Galvanisieren von Werkstücken müssen deren Oberflächen zunächst derart behandelt werden, dass sie elektrisch leitend werden, wenn die Werkstücke nichtleitende Oberflächen aufweisen. Hierzu werden die Werkstücke in eine Lösung eingetaucht, die Palladium in ionischer, ionogener oder kolloidaler Form enthält. Palladium kann in ionischer Form insbesondere als Salz vorliegen, beispielsweise als Palladiumchlorid, das im Allgemeinen in einer salzsauren Lösung gelöst ist. In ionogener Form liegt Palladium als Komplex vor, beispielsweise als Aminopyridinkomplex. Kolloidales Palladium kann unterschiedliche Schutzkolloide enthalten, beispielsweise ein aus Zinn(II)chlorid gebildetes oder ein aus einem organischen Polymer bestehendes Schutzkolloid. Die auf den Oberflächen der Werkstücke daraufhin adsorbierten Palladiumkeime dienen beispielsweise als Aktivatoren zum Starten einer außenstromlosen Metallabscheidung, durch die sich auf den Oberflächen eine elektrisch leitfähige Schicht bildet, so dass die Oberflächen anschließend mit beliebigen Metallen metallisiert werden können. Dieses Verfahren wird beispielsweise zur Herstellung von Leiterplatten und anderen Schaltungsträgern sowie von metallisierten Teilen für die Sanitär-, Automobil- und Möbelindustrie eingesetzt, insbesondere zur Verchromung von Kunststoffteilen.To the Electroplating of workpieces have to their surfaces first be treated so that they become electrically conductive, if the workpieces non-conductive surfaces exhibit. For this purpose, the workpieces are immersed in a solution, which contains palladium in ionic, ionogenic or colloidal form. palladium may be present in ionic form, in particular as a salt, for example as palladium chloride, which is generally dissolved in a hydrochloric acid solution. In ionic form, palladium is present as a complex, for example as Aminopyridinkomplex. Colloidal palladium can be different Containing protective colloids, for example, a tin (II) chloride formed or consisting of an organic polymer protective colloid. The on the surfaces the workpieces then adsorbed palladium nuclei serve, for example, as Activators for starting an electroless metal deposit, through which are on the surfaces an electrically conductive Layer forms so that the surfaces subsequently with can be metallized any metals. This procedure will For example, for the production of printed circuit boards and other circuit boards as well of metallized parts for the plumbing, Automotive and furniture industry used, in particular for the chrome plating of plastic parts.
Die Palladium enthaltende Lösung kann auch zum Bilden einer elektrisch leitfähigen Schicht verwendet werden. Bei diesem Direktgalvanisierungsverfahren wird weiteres Metall nach der Palladiumbehandlung elektrolytisch aufgebracht, ohne dass zuvor eine Metallschicht mit einem stromlosen Metallisierungsverfahren gebildet wird.The Palladium-containing solution may also be used to form an electrically conductive layer. In this Direktgalvanisierungsverfahren further metal is after the palladium treatment applied electrolytically, without previously a metal layer formed with an electroless metallization process becomes.
Bei der Behandlung der Werkstücke mit elektrisch nichtleitenden Oberflächen bleibt ein Teil der Palladium enthaltenden Lösung an den Werkstücken haften, wenn die zunächst einge tauchten Werkstücke aus dieser Lösung ausgehoben werden. Die anhaftende Lösung wird üblicherweise mit Wasser abgespült.at the treatment of the workpieces with electrically non-conductive surfaces remains part of the palladium containing solution on the workpieces stick when the first dipped workpieces from this solution be dug. The adherent solution is usually rinsed with water.
Beispielsweise wird bei bekannten Aktivierungsverfahren mit kolloidalem Palladium eine Lösung verwendet, die üblicherweise etwa 50 bis 400 mg/l Palladium enthält. Bei der Behandlung von Kunststoffteilen mit einer geometrischen Oberfläche von einem Quadratmeter werden typischerweise etwa 5 bis 10 mg Palladium adsorbiert. Diese Menge wird für die Aktivierung der Kunststoffoberfläche benötigt. Verlassen die zu behandelnden Werkstücke die entsprechende Behandlungsstation, bleiben noch etwa 0,2 l Aktivierungslösung pro Quadratmeter an den Oberflächen zurück und werden aus dem Bad ausgeschleppt. Daher gehen etwa 10 bis 50 mg Palladium aus dem Bad dadurch verloren, dass die anhaftende Lösung aus dem Behandlungsbad ausgeschleppt, dann abgespült und zur Abwasserbehandlung überführt wird.For example in known activation processes with colloidal palladium a solution usually used contains about 50 to 400 mg / l of palladium. In the treatment of Plastic parts with a geometric surface of one square meter typically about 5 to 10 mg of palladium are adsorbed. These Quantity is going for the activation of the plastic surface needed. Leaving the ones to be treated workpieces the corresponding treatment station, remain about 0.2 l activation solution per square meter on the surfaces back and are taken out of the bath. Therefore, go about 10 to 50 mg of palladium from the bath is lost by removing the adhering solution The treatment bath towed out, then rinsed and transferred to wastewater treatment.
Auch bei der direkten Galvanisierung von elektrisch nichtleitenden Oberflächen ohne außenstromlose Metallisierung werden Palladium enthaltende Lösungen eingesetzt. In diesem Falle ist eine höhere Konzentration von Palladium von beispielsweise 400 mg/l in der Lösung erforderlich.Also in the direct galvanization of electrically non-conductive surfaces without electroless metallization become palladium-containing solutions used. In this case, there is a higher concentration of palladium of, for example, 400 mg / L in the solution.
Die Verschleppung von Palladium aus der Behandlungslösung bei Durchführung der bekannten Direktmetallisierungsverfahren beträgt etwa 50 mg/m2. Durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch vorherige Adsorption von Polyelektrolytverbindungen auf den Nichtleiteroberflächen, kann die Adsorption der Palladiumteilchen von einem relativ niedrigen Wert auf etwa 50 mg/m2 Werkstückoberfläche gesteigert werden. Trotzdem gehen noch etwa 60 bis 70% des eingesetzten Palladiums in der Lösung durch Verschleppung verloren. Lediglich 40 bis 30% stehen tatsächlich für die Metallisierung der Werkstückoberflächen zur Verfügung.The carryover of palladium from the treatment solution when carrying out the known direct metallization process is about 50 mg / m 2 . By suitable measures, for example by prior adsorption of polyelectrolyte compounds on the non-conductor surfaces, the adsorption of the palladium particles can be increased from a relatively low value to about 50 mg / m 2 workpiece surface. Nevertheless, about 60 to 70% of the palladium used is lost in the solution due to carryover. Only 40 to 30% are actually available for the metallization of the workpiece surfaces.
Es
ist beispielsweise bekannt, Palladium aus Prozesslösungen zurückzugewinnen.
Beispielsweise in
Ferner ist in „Reclamation of palladium from colloidal seeder solutions" in Chemical Abstracts, 1990: 462908 HCAPLUS ein Verfahren zur Rückgewinnung von Palladium aus Lösungen von kolloidalem Pd/SnCl2 als Vorbehandlung vor dem außenstromlosen Metallisieren beschrieben, bei dem die Lösung 24 Stunden lang mit Luft begast wird, so dass Palladium ausgeflockt wird. Der Niederschlag wird abgetrennt, getrocknet und weiterverarbeitet.Further, "Reclamation of palladium from colloidal seed solutions" in Chemical Abstracts, 1990: 462908 HCAPLUS describes a process for recovering palladium from solutions of colloidal Pd / SnCl 2 as a pretreatment prior to electroless plating, where the solution is for 24 hours fumigated with air so that palladium is flocculated. The precipitate is separated, dried and processed.
In „Recovery of palladium and tin dichloride from waste solutions of colloidal palladium in tin dichloride" in Chemical Abstracts, 1985: 580341 HCAPLUS ist ein Verfahren zum Ausfällen von Palladium durch Zugabe von metallischem Zinn bei 90°C beschrieben.In "Recovery of palladium and tin dichloride from waste solutions of colloidal palladium in tin dichloride "in Chemical Abstracts, 1985: 580341 HCAPLUS is a method of precipitation of Palladium described by addition of metallic tin at 90 ° C.
In
In „Recovery of the colloidal palladium content of exhausted activating solutions used for the current-free metal coating of resin surfaces" in Chemical Abstracts, 1976: 481575 HCAPLUS ist schließlich ein Verfahren zur Gewinnung von Palladium aus Pd/SnCl2-Lösungen beschrieben, bei dem Palladium durch Zugabe von konzentrierter Salpetersäure ausgefällt und abfiltriert wird.Finally, a process for the recovery of palladium from Pd / SnCl 2 solutions is described in "Recovery of the colloidal palladium content of exhausted activating solutions used for the current-free metal coating of resin surfaces" in Chemical Abstracts, 1976: 481575 HCAPLUS the palladium is precipitated by the addition of concentrated nitric acid and filtered off.
In
Die bekannten Verfahren zum elektrolytischen Metallisieren von Werkstücken mit einer Palladiumkolloidlösung sind aufwändig und teuer.The known methods for the electrolytic metallization of workpieces with a palladium colloid solution are expensive and expensive.
Das Hauptproblem der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren zum galvanotechnischen Behandeln von Werkstücken mit einer Palladium enthaltenden Flüssigkeit zu finden, das kostengünstig durchführbar ist. Bei der Durchführung des Verfahrens sollen nur geringe Mengen zusätzlicher Chemikalien erforderlich sein. Außerdem soll das Verfahren mit geringem Energie- und Zeitaufwand durchführbar und insbesondere wartungsarm sein.The The main problem of the present invention is the disadvantages to avoid the known method and a method for galvanotechnischen Treatment of workpieces to find with a palladium-containing liquid that is inexpensive to carry out. During execution The process should require only small amounts of additional chemicals be. Furthermore should the process with little energy and time feasible and especially low maintenance.
Gelöst wird dieses Problem durch das Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Is solved this problem by the method of claim 1. Preferred embodiments of Invention are in the subclaims specified.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Metallisierung von Werkstücken mit einer Palladium enthaltenden Flüssigkeit, wobei die Werkstücke mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht werden. Zur Rückgewinnung des Edelmetalls aus der Flüssigkeit wird diese mit chemischen Substanzen, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend pH-Einstellmittel, Reduktionsmittel, Schwefelverbindungen, Selenverbindungen und Tellurverbindungen, gemischt, so dass das Palladium derart verändert wird, dass es während der Filtration im Wesentlichen vollständig zurückgehalten wird, und es wird danach durch mindestens einen Keramikmembranfilter filtriert, um das Palladium von der Flüssigkeit abzutrennen, wobei der Keramikmembranfilter eine Ausschlussporengröße von mehr als 10.000 Dalton hat. Durch die Filtration wird das Palladium aus der Flüssigkeit abgetrennt.The inventive method used for metallization of workpieces with a palladium-containing Liquid, the workpieces with the liquid be brought into contact. For the recovery of the precious metal from the liquid is this with chemical substances selected from the group comprising pH adjusting agents, reducing agents, sulfur compounds, selenium compounds and tellurium compounds mixed so that the palladium is changed so that during it The filtration is essentially completely retained and it becomes then filtered through at least one ceramic membrane filter to the palladium from the liquid to separate, wherein the ceramic membrane filter an exclusion pore size of more than 10,000 daltons. The filtration causes the palladium to precipitate out the liquid separated.
Als galvanotechnische Behandlung wird jede auf eine Oberflächenveränderung der Werkstücke gerichtete Behandlung mit Flüssigkeiten verstanden, soweit in der Flüssigkeit Palladium enthalten ist. Ausgenommen sind allerdings Verfahren zum Überziehen der Werkstücke mit Polymerbeschichtungen, insbesondere Verfahren zum Lackieren.When Electroplating treatment is every on a surface modification the workpieces directed treatment with liquids understood, as far as in the liquid Palladium is included. Exceptions are, however, methods for coating the workpieces with polymer coatings, in particular methods of painting.
Die zu behandelnden Werkstücke schließen metallische Werkstücke, nichtmetallische Werkstücke sowie aus sowohl metallischen als auch aus nichtmetallischen Materialien bestehende Werkstücke ein. Die Werkstücke können in allen denkbaren Formen vorkommen und für alle denkbaren Verwendungen vorgesehen sein. Bevorzugte Teile sind Halbzeuge zur Herstellung von Schaltungsträgern, insbesondere zur Herstellung von Leiterplatten und von Hybridschaltungsträgern, beispielsweise von Multichipmodulen.The to be treated workpieces shut down metallic workpieces, non-metallic workpieces and both metallic and non-metallic materials existing workpieces one. The workpieces can occur in all conceivable forms and for all conceivable uses be provided. Preferred parts are semi-finished products for production of circuit boards, in particular for the production of printed circuit boards and of hybrid circuit carriers, for example of multichip modules.
Die Flüssigkeit kann insbesondere eine Lösung sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Palladium in ionischer oder ionogener Form vorliegt. Als ionische Form des Palladiums werden insbesondere gelöste Salze des Palladiums in Wasser oder in einem anderen die Dissoziation der Salze begünstigenden Lösungsmittel verstanden. Unter der ionogenen Form des Palladiums werden Palladiumkomplexe verstanden, insbesondere Komplexe der Ionen des Palladiums mit organischen Komplexliganden. Die Komplexe können ungeladen sein oder als Ionen vorliegen. Die Flüssigkeit kann auch als Kolloid vorliegen, insbesondere als Kolloid des elementaren Palladiums.The liquid especially a solution be. This is especially the case when the palladium in ionic or ionogenic form. As an ionic form of palladium are dissolved in particular Salts of palladium in water or in another the dissociation favoring the salts solvent Understood. Among the ionic form of palladium are palladium complexes understood, in particular complexes of the ions of palladium with organic Complex ligands. The complexes can be uncharged be present or as ions. The liquid can also act as a colloid present, in particular as a colloid of elemental palladium.
Die Palladium enthaltende Flüssigkeit kann sowohl eine Behandlungsflüssigkeit für die Werkstücke sein als auch eine Spülflüssigkeit. Unter einer Behandlungsflüssigkeit wird eine Flüssigkeit verstanden, die zur Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Werkstücke dient, beispielsweise eine Beschichtungsflüssigkeit, einschließlich einer Aktivierungsflüssigkeit, eine Reinigungsflüssigkeit, eine Ätzflüssigkeit o. ä. Im Gegensatz hierzu dient eine Spülflüssigkeit ausschließlich dazu, nach der Behandlung eines Werkstückes mit der Behandlungsflüssigkeit noch an der Werkstückoberfläche anhaftende Behandlungsflüssigkeit abzuspülen.The Palladium-containing liquid can both a treatment liquid for the Be workpieces as well as a rinsing liquid. Under a treatment liquid becomes a liquid understood that to change the surface properties the workpieces serves, for example, a coating liquid, including a Activation liquid, a cleaning liquid, an etching liquid o. Ä. Im In contrast, a rinsing liquid is used exclusively in addition, after the treatment of a workpiece with the treatment liquid still adhering to the workpiece surface treatment liquid rinse.
Das Palladium wird nach dem Gebrauch der Flüssigkeit zur galvanotechnischen Behandlung der Werkstücke über den mindestens einen Keramikmembranfilter filtriert. Das bedeutet, dass die Flüssigkeit zunächst zur galvanotechnischen Behandlung eingesetzt und erst danach zur Rückgewinnung des darin enthaltenen Palladiums über den Membranfilter filtriert wird. Beispielsweise kann die Flüssigkeit durch Spritzen, Sprühen, Schwallen oder Anstrahlen mit einem Werkstück in Kontakt gebracht, die von dem Werkstück abfließende Flüssigkeit aufgefangen und die aufgefangene Flüssigkeit unmittelbar danach zum Membranfilter geführt werden. Die aufgefangene Flüssigkeit kann auch erst in einem Sammelbehälter zurückgehalten und von dort wieder zum Werkstück gefördert werden. Die Flüssigkeit kann in diesem Falle entweder nach einer vorgegebenen Einsatzdauer gesammelt zum Membranfilter geführt werden (diskontinuierliches Verfahren), oder ein Teil der Flüssigkeit kann kontinuierlich aus dem Sammelbehälter abgezweigt und zum Membranfilter geführt werden (kontinuierliches Verfahren). Um in diesem Falle einen stationären Befüllungszustand im Sammelbehälter zu erreichen, wird fortwährend neue Behandlungsflüssigkeit in einer Menge pro Zeiteinheit in den Sammelbehälter nachgeführt, die genauso groß ist wie die Menge der pro Zeiteinheit den Membranfilter passierenden Flüssigkeit. Die Werkstücke können auch durch Eintauchen mit sich in einem Behandlungsbehälter befindender Behandlungsflüssigkeit in Kontakt gebracht werden. In diesem Falle wird die Behandlungsflüssigkeit nach dem Gebrauch entweder nach einer vorgegebenen Einsatzdauer gesammelt zum Membranfilter geführt (diskontinuierliches Verfahren), oder ein Teil der Flüssigkeit im Behandlungsbehälter kann kontinuierlich aus dem Behandlungsbehälter abgezweigt und zum Membranfilter geführt werden (kontinuierliches Verfahren).The Palladium becomes electroplating after use of the liquid Treatment of workpieces over the filtered at least one ceramic membrane filter. It means that the liquid first used for galvanic treatment and only then for reclamation the palladium contained therein is filtered through the membrane filter becomes. For example, the liquid by spraying, spraying, Bulging or blasting brought into contact with a workpiece, the from the workpiece outflowing liquid collected and the collected liquid immediately thereafter guided to the membrane filter become. The collected liquid can also be held back in a collection container and from there again to the workpiece promoted become. The liquid can in this case either after a predetermined period of use collected led to the membrane filter be (discontinuous process), or a part of the liquid can be continuously diverted from the sump and the membrane filter guided be (continuous process). In this case, a stationary filling state in the collection container Achieving becomes ongoing new treatment fluid tracked in an amount per unit of time in the sump, the is just as big as the amount of per unit time passing the membrane filter Liquid. The workpieces can also by immersion with itself in a treatment container befindender treatment liquid be brought into contact. In this case, the treatment liquid after use either after a predetermined period of use collected led to the membrane filter (discontinuous process), or a part of the liquid in the treatment tank can be continuously diverted from the treatment tank and the membrane filter guided be (continuous process).
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, in einfacher Weise mit geringem Chemikalien-, Energie- und Zeiteinsatz sowie Wartungsaufwand im kontinuierlichen Betrieb eine weitgehende Abtrennung von Palladium aus den verbrauchten Prozesslösungen zu erreichen. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die verbrauchten Prozesslösungen nach Abtrennung der das Palladium enthaltenden Fraktion wieder aufzuarbeiten, so dass das Palladium wieder vollständig in den Prozess zurück überführt werden kann.With the method according to the invention Is it possible, in a simple way with low use of chemicals, energy and time as well as maintenance in continuous operation a substantial Separation of palladium from the spent process solutions too to reach. In particular, there is the possibility of the consumed process solutions work up again after separation of the fraction containing the palladium, so that the palladium can be completely recycled back into the process can.
Gegenüber der in Chemical Abstracts, 1990: 462908 HCAPLUS beschriebenen Methode zur Rückgewinnung von Palladium aus kolloidalem Pd/SnCl2 hat das vorliegende Verfahren den Vorteil, dass die Trennung der Fraktionen vollständig ist, während bei der in Chemical Abstracts beschriebenen Fällungsmethode ein nicht vernachlässigbarer Teil des Palladiums zu dessen zweiwertiger, löslicher Stufe oxidiert wird, so dass es durch Filtration nicht vollständig aus der Lösung abgetrennt werden kann. Daher kann dieser Teil des Palladiums nicht zurück gewonnen werden, so dass er verloren geht.Compared to the method for recovering palladium from colloidal Pd / SnCl 2 described in Chemical Abstracts, 1990: 462908 HCAPLUS, the present method has the advantage that the separation of the fractions is complete, while in the precipitation method described in Chemical Abstracts a non-negligible part of the Palladium is oxidized to its divalent, soluble stage, so that it can not be completely separated by filtration from the solution. Therefore, this part of the palladium can not be recovered, so it is lost.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem in Chemical Abstracts, 1985: 580341 HCAPLUS beschriebenen Verfahren ist, dass es nicht erforderlich ist, einen erheblichen Aufwand zum Einsatz zusätzlicher Chemikalien, wie von metallischem Zinn, sowie von für dieses bekannte Verfahren erforderlicher Energie und Zeit zum Aufheizen der Kolloidlösung zu betreiben.One Another advantage of the method according to the invention over the in Chemical Abstracts, 1985: 580341 HCAPLUS is that it does not require a considerable effort to use additional Chemicals, such as metallic tin, as well as for this known methods of required energy and time for heating the colloid solution to operate.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
weist auch gegenüber
dem in
Im Gegensatz zu der in Chemical Abstracts, 1976: 481575 HCAPLUS beschriebenen Methode sind das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere auch für einen kontinuierlichen Betrieb geeignet. Die in dieser Druckschrift dargestellte Methode kommt außerdem nicht ohne zusätzliche Chemikalien aus.in the In contrast to that described in Chemical Abstracts, 1976: 481575 HCAPLUS The method is the method and the device according to the present invention Invention especially for suitable for continuous operation. The in this document illustrated method comes as well not without additional Chemicals off.
Überraschenderweise
hat sich entgegen den in
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weisen folgende Vorteile gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen auf:
- a. Die Rückgewinnung von Palladium aus ionischen, ionogenen und kolloidalen Lösungen ist mit einer einzigen Vorrichtung möglich. Mehrere angepasste Vorrichtungen sind nicht erforderlich. Daher können die Lösungen vermischt und gesammelt aufgearbeitet werden. Dies gilt in gleicher Weise auch für die Behandlungs- und Spülflüssigkeiten: Behandlungsflüssigkeiten mit Palladium in hoher Konzentration können mit Spülflüssigkeiten mit Palladium in sehr niedriger Konzentration gemischt und dann gemeinsam verarbeitet werden.
- b. Gegen Chemikalien und Temperatureinflüsse weitgehend unempfindliche Keramikmembranfilter können eingesetzt werden, da eine Abtrennung von Palladium auch mit den bei Keramikmembranfiltern größeren Poren gelingt. Daher besteht ein geringer Wartungsaufwand, da die Filter keine häufige Reinigung erfordern. Keramikmembranfilter haben auch eine hohe Lebensdauer. Palladium adsorbiert nicht auf dem Membranmaterial.
- c. Die zu behandelnde Flüssigkeit kann in einem sehr einfachen Verfahren aufgearbeitet werden. Beispielsweise ist es zur Vermeidung der Auflösung von kolloidalen Teilchen in der Flüssigkeit nicht erforderlich, unter Schutzgasatmosphäre zu arbeiten.
- a. The recovery of palladium from ionic, ionic and colloidal solutions is possible with a single device. Multiple custom devices are not required. Therefore, the solutions can be mixed and worked up in a batch. This applies equally to the treatment and rinsing liquids: treatment liquids with palladium in high concentration can be mixed with rinsing liquids with palladium in very low concentration and then processed together.
- b. Ceramic membrane filters which are largely insensitive to chemicals and temperature influences can be used, since separation of palladium is also possible with larger pores in ceramic membrane filters. Therefore, there is little maintenance because the filters do not require frequent cleaning. Ceramic membrane filters also have a long service life. Palladium does not adsorb on the membrane material.
- c. The liquid to be treated can be worked up in a very simple process. For example, to avoid the dissolution of colloidal particles in the liquid, it is not necessary to operate under a protective gas atmosphere.
Kolloidale Aktivatoren auf der Basis von Palladium enthalten Palladiumteilchen, die von einer schützenden Hülle umgeben sind (Schutzkolloid). Untersuchungen mit hochauflösender Elektronenmikroskopie (HTEM) und mit Rasterkraftmikroskopie (AFM) haben gezeigt, dass die Palladiumteilchen einen Durchmesser von mindestens 2,5 nm haben. Der mittlere Teilchendurchmesser beträgt etwa 4 nm, wobei die Teilchengrößenverteilung der Gauß-Kurve folgt. Bei Untersuchungen zu einer Spülflüssigkeit, die nach der Behandlung von Werkstücken mit dem kolloidalen Aktivator erhalten wurde, wurde eine breite Teilchengrößenverteilung ermittelt, die Teilchen mit einer maximalen Größe von etwa 18 nm sowie kleinere Teilchen (2 bis 18 nm) aufwies.colloidal Palladium-based activators contain palladium particles, that of a protective Shell surrounded are (protective colloid). Investigations with high-resolution electron microscopy (HTEM) and atomic force microscopy (AFM) have shown that the palladium particles have a diameter of at least 2.5 nm. The mean particle diameter is about 4 nm, the particle size distribution the Gaussian curve follows. In studies on a rinsing liquid, which after treatment of workpieces was obtained with the colloidal activator, was a broad particle size distribution determined, the particles with a maximum size of about 18 nm and smaller Particles (2 to 18 nm) had.
Praktisch eingesetzte Kolloidlösungen sind sauer, oft stark salzsauer, und enthalten Chloridionen sowie gegebenenfalls Zinn in den Oxidationsstufen (II) und (IV) oder organische, polymere Stabilisatoren, wie Gelatine oder Polyvinylpyrrolidon, und Reduktionsmittel. Mit Ausnahme der Polymere, die in geringen Mengen eingesetzt werden, sind alle anderen darin enthaltenen Stoffe ionisch. Es wird vermutet, dass diese ionischen Bestandteile wesentlich kleiner sind als die Palladiumteilchen.Practically used colloid solutions are acidic, often strongly salted, and contain chloride ions as well optionally tin in the oxidation states (II) and (IV) or organic, polymeric stabilizers, such as gelatin or polyvinylpyrrolidone, and reducing agents. With the exception of the polymers, which in minor Quantities are used, are all other substances contained therein Ionic. It is believed that these ionic constituents are essential smaller than the palladium particles.
Es ist überraschend, dass mit geeigneten Membranfiltern mit unterschiedlicher Porosität Palladiumteilchen aus diesen Kolloidlösungen sehr selektiv und vollständig entfernt werden können, obwohl im Falle der Zinn enthaltenden kolloidalen Lösungen gleichzeitig vorhandenes Zinn in hoher Konzentration vorliegt (üblicherweise in mehr als dem 70-fachen der Palladiumkonzentration) und obwohl die Zinnverbindungen dafür bekannt sind, dass sie kolloidale und schwer filtrierbare Lösungen bilden.It is surprising that with suitable membrane filters with different porosity palladium particles from these colloid solutions very selective and complete can be removed although in the case of tin-containing colloidal solutions simultaneously existing tin in high concentration (usually in more than 70 times the palladium concentration) and though the tin compounds for it are known to form colloidal and difficult to filter solutions.
Zur Ultrafiltration sind verschiedene Arten von Membranen aus unterschiedlichen Materialien untersucht worden. Dabei zeigte es sich, dass es bei der Auswahl der Membranfilter insbesondere auf eine ausreichende Stabilität des Membranfilters gegenüber der das Palladium enthaltenden Flüssigkeit ankommt, die beispielsweise 15 Gew.-% Salzsäure enthalten kann.to Ultrafiltration are different types of membranes made of different ones Materials have been studied. It turned out that it was at the selection of the membrane filter in particular to a sufficient stability the membrane filter opposite the palladium-containing liquid arrives, for example 15% by weight of hydrochloric acid may contain.
Zur Abtrennung der Palladiumkolloidteilchen werden Keramikmembranfilter eingesetzt, die eine Ausschlussporengröße von etwa 15.000 Dalton bis etwa 25.000 Dalton, insbesondere eine Ausschlussporengröße von etwa 17.500 Dalton bis etwa 22.500 Dalton und am meisten bevorzugt von etwa 20.000 Dalton, aufweisen.to Separation of the palladium colloid particles becomes ceramic membrane filters used that has an exclusion pore size of about 15,000 daltons about 25,000 daltons, in particular an exclusion pore size of about 17,500 daltons to about 22,500 daltons, and most preferably from about 20,000 daltons.
Ein bevorzugt eingesetzter Keramikmembranfilter ist aus einem Aluminiumoxid, insbesondere α-Al2O3, Titandioxid und gegebenenfalls Zirkondioxid enthaltenden Keramikmaterial hergestellt. Grundsätzlich können auch andere Filtermaterialien eingesetzt werden. In der Regel ist das Filtermaterial auf einen hochporösen Stützkörper aufgebracht, der dem Filter die erforderliche mechanische Stabilität verleiht. Dieser Stützkörper kann beispielsweise aus α-Al2O3 oder aus SiC (Siliziumcarbid) bestehen.A preferably used ceramic membrane filter is made of an alumina, in particular α-Al 2 O 3, titania and optionally zirconia-containing ceramic material. Basically you can Other filter materials are used. In general, the filter material is applied to a highly porous support body, which gives the filter the required mechanical stability. This support body may for example consist of α-Al 2 O 3 or of SiC (silicon carbide).
Der Filter kann in Form einer Scheibe oder als Rohr ausgebildet sein. Im ersteren Falle wird die Scheibe etwa senkrecht zu deren Oberfläche angeströmt, wobei die Strömung in radialer Richtung abgelenkt wird. Zwischen den zwei Scheibenoberflächen wird eine Druckdifferenz aufgebaut, so dass Permeat durch die Scheibe hindurchtreten kann. Falls der Filter in Form eines Rohres ausgebildet ist, wird die Flüssigkeit in axialer Richtung durch das Rohr hindurchgefördert, wobei eine Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem Außenraum des Rohres aufgebaut wird. Dadurch kann Permeat durch die Rohrwandung hindurchtreten, beispielsweise vom Innenraum des Rohres zum Raum außerhalb des Rohres. Das zweite Verfahren wird als dynamische Filtration bezeichnet. In diesem Falle wird das Palladium im Innenraum des Rohres zurückgehalten, während die weitgehend von Palladium befreite Flüssigkeit durch die Rohrwandung vom Innenraum des Rohres zum Raum außerhalb des Rohres hindurchtritt.Of the Filter may be in the form of a disk or as a tube. In the former case, the disk is about perpendicular to its surface flows, wherein the flow is deflected in the radial direction. Between the two disc surfaces becomes built up a pressure difference, allowing permeate through the disc can pass through. If the filter is in the form of a tube is, the liquid becomes conveyed in the axial direction through the tube, wherein a pressure difference built between the interior and the exterior of the tube becomes. This allows permeate to pass through the pipe wall, for example, from the interior of the pipe to the room outside of the pipe. The second method is called dynamic filtration designated. In this case, the palladium in the interior of the Pipe held back while the largely freed of palladium liquid through the pipe wall from the interior of the tube to the space outside the tube passes.
Einige Flüssigkeiten können ohne weitere Vorbehandlung direkt filtriert werden. In diesem Falle werden sehr gute Ergebnisse mit den Keramikmembranfiltern erhalten.Some liquids can be filtered directly without further pretreatment. In this case Very good results are obtained with the ceramic membrane filters.
Die aufzuarbeitenden Flüssigkeiten werden zunächst chemisch vorbehandelt. Hierzu wird die Flüssigkeit nach deren Gebrauch zur galvanotechnischen Behandlung und vor dem Filtrieren durch den Membranfilter mit chemischen Substanzen vermischt, die geeignet sind, das Palladium derart zu verändern, dass es beim Filtrieren praktisch vollständig zurückgehalten wird. Es wird vermutet, dass die Teilchengröße des Palladiums durch Zugabe dieser chemischen Substanzen so verändert wird, dass die Palladium enthaltenden Teilchen die Poren des Membranfilters nicht passieren können. Hierzu sollte es ausreichen, die mittlere Teilchengröße auf einen Wert oberhalb von etwa 10 nm einzustellen, wenn die Teilchengröße der Gauß-Verteilung folgt. In diesem Falle würde bereits ein Membranfilter mit einer Ausschlussporengröße von mehr als 10.000 Dalton praktisch die gesamte Menge an Palladium im Konzentrat zurückhalten. In entsprechender Weise können größere Teilchen durch Zugabe dieser chemischen Substanzen eingestellt werden, wenn Membranfilter mit einer größeren Ausschlussporengröße verwendet werden.The to be processed liquids be first chemically pretreated. For this, the liquid is after their use for galvanic treatment and before filtration through the Membrane filter mixed with chemical substances suitable are to change the palladium so that it is filtered practically complete retained becomes. It is believed that the particle size of palladium by adding of these chemicals is changed so that the palladium containing particles do not pass through the pores of the membrane filter can. It should be sufficient, the average particle size to one Adjust value above about 10 nm when the particle size follows the Gaussian distribution. In that case, would already a membrane filter with an exclusion pore size of more as 10,000 daltons practically the entire amount of palladium in the concentrate hold back. In a similar way can larger particles be adjusted by adding these chemicals, though Membrane filter used with a larger exclusion pore size become.
Falls Palladium in der Lösung in ionischer und/oder ionogener Form vorliegt, kann die Flüssigkeit mit chemischen Substanzen gemischt werden, die ausgewählt sind aus der Gruppe, umfassend Reduktionsmittel, Schwefel-, Selen- und Tellurverbindungen. Als chemische Substanzen zur Vorbehandlung werden besonders bevorzugt Stoffe aus der Gruppe ausgewählt, umfassend Borhydride, Aminborane, Hypophosphite, anorganische Sulfide und organische Thioverbindungen, insbesondere die Alkali- und Ammoniumsalze von Dimethyldithiocarbamat, von Sulfiden, von Borhydriden, beispielsweise Tetrahydroboranat, und von Hypophosphiten. Als organische Thioverbindungen werden insbesondere organische Verbindungen angesehen, in denen Schwefel einfach oder doppelt an ein oder zwei Kohlenstoffatome gebunden ist, wobei eine Einfach- oder Doppelbindung gebildet wird, also beispielsweise Thiole, Sulfide, Disulfide und Polysulfide, Thioamide und Thioaldehyde.If Palladium in the solution is present in ionic and / or ionic form, the liquid mixed with chemical substances that are selected from the group comprising reducing agents, sulfur, selenium and Tellurium compounds. As chemical substances for pretreatment particularly preferred substances selected from the group comprising borohydrides, Amine boranes, hypophosphites, inorganic sulfides and organic thio compounds, in particular the alkali metal and ammonium salts of dimethyldithiocarbamate, sulphides, borohydrides, for example tetrahydroboranate, and hypophosphites. In particular, as organic thio compounds Considered organic compounds in which sulfur is simple or is doubly bound to one or two carbon atoms, with one Single or double bond is formed, so for example thiols, Sulfides, disulfides and polysulfides, thioamides and thioaldehydes.
Falls Palladium in der Flüssigkeit in kolloidaler Form vorliegt, werden pH-Einstellmittel als chemische Substanzen verwendet. Die Flüssigkeit wird mit den pH-Einstellmitteln derart gemischt, dass der pH-Wert der Lösung im Bereich von 3 bis 12 liegt.If Palladium in the liquid in colloidal form, pH adjusting agents are used as chemical substances used. The liquid is mixed with the pH adjusting agents such that the pH the solution ranging from 3 to 12.
In beiden Fallen wird eine Lösung erhalten, die hervorragend zur Abtrennung des Palladiums geeignet ist.In both traps will be a solution obtained, which is ideal for the separation of palladium.
Mit dieser Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:
- a. Die Vorbehandlung ist äußerst einfach. Es genügt, die das Palladium enthaltenden Flüssigkeiten mit den erforderlichen Substanzen bzw. mit dem pH-Einstellmittel zu vermischen.
- b. Der Aufwand an zusätzlichen Chemikalien ist äußerst gering. Für die Behandlung von 200 l Spülwasser aus der Behandlung mit einer wässrigen Lösung eines organischen Palla diumkomplexes (7 mg/l Pd) werden lediglich 7,5 ml einer 467 g/l Natriumdimethyldithiocarbamat enthaltenden Lösung benötigt. Falls Spülwasser aus der Behandlung mit einem Palladiumkolloid (organisches Schutzkolloid, 25 mg/l Pd) zu verarbeiten sind, sind bereits 0,5 l einer wässrigen Lösung von 432 g/l NaOH ausreichend.
- a. The pretreatment is extremely simple. It is sufficient to mix the palladium-containing liquids with the required substances or with the pH adjusting agent.
- b. The cost of additional chemicals is extremely low. For the treatment of 200 l of rinse water from the treatment with an aqueous solution of an organic Palla diumkomplexes (7 mg / l Pd) only 7.5 ml of a solution containing 467 g / l Natriumdimethyldithiocarbamat required. If rinse water from the treatment with a palladium colloid (organic protective colloid, 25 mg / l Pd) are to be processed, already 0.5 l of an aqueous solution of 432 g / l NaOH are sufficient.
Aus den Beobachtungen und Untersuchungen, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, konnte abgeleitet werden, dass es möglich ist, Palladium mit Membranfiltern aus Spülflüssigkeiten und/oder Behandlungsflüssigkeiten zurückzugewinnen. Hierzu
- a. werden die Werkstücke mit einer Palladium enthaltenden Behandlungsflüssigkeit in Kontakt gebracht,
- b. wird die an den Oberflächen der Werkstücke anhaftende Behandlungsflüssigkeit danach mit Spülflüssigkeit entfernt, und
- c. werden die Behandlungsflüssigkeit und/oder die Spülflüssigkeit zu deren Filtration (vorzugsweise unter Druck) durch den mindestens einen Keramikmembranfilter geleitet, wobei die durch den mindestens einen Membranfilter hindurchgeleitete Flüssigkeit eine Permeatflüssigkeit und die nicht durch den mindestens einen Membranfilter hindurchgeleitete Flüssigkeit eine Konzentratflüssigkeit ist.
- a. the workpieces are brought into contact with a treatment liquid containing palladium,
- b. the adhering to the surfaces of the workpieces treatment liquid is then removed with rinsing liquid, and
- c. the treatment liquid and / or the rinsing liquid are passed through the at least one ceramic membrane filter for filtration thereof (preferably under pressure), wherein the liquid passed through the at least one membrane filter is a permeate liquid and the liquid not passed through the at least one membrane filter is a concentrate liquid.
Die Werkstücke, die vorzugsweise aus elektrisch nichtleitendem Material hergestellt sind, werden nach der Behandlung mit einer Palladium enthaltenden Flüssigkeit in einer geeigneten Vorrichtung mit einer Spülflüssigkeit gespült, indem sie darin eingetaucht werden, durch Schwallen oder vorzugsweise Sprühen der Spülflüssigkeit auf die Werkstücke, um das Volumen der Spüllösung so gering wie möglich zu halten. Anschließend wird die Spülflüssigkeit mit einer Druckpumpe durch einen Keramikmembranfilter geleitet, der die Palladiumteilchen zurückhält und dafür sorgt, dass das Spülwasser durchgelassen wird. Dieses Permeat kann dann zur Abwasserbehandlung überführt werden.The Workpieces, preferably made of electrically non-conductive material are, after treatment with a palladium-containing liquid rinsed in a suitable device with a rinsing liquid by they are immersed in it, by swelling or preferably spray the rinsing liquid on the workpieces, around the volume of the rinse solution so low as possible to keep. Subsequently becomes the rinsing fluid passed through a ceramic membrane filter with a pressure pump, which restrains the palladium particles and ensures that that the rinse water is allowed through. This permeate can then be transferred to wastewater treatment.
Vor dem Leiten der Behandlungsflüssigkeit und/oder der Spülflüssigkeit über den Membranfilter kann/können diese mit den chemischen Substanzen gemischt werden, beispielsweise mit den Reduktionsmitteln, Schwefel-, Selen-, Tellurverbindungen oder pH-Einstellmitteln.In front passing the treatment liquid and / or the rinsing liquid over the Membrane filter can / can these are mixed with the chemical substances, for example with the reducing agents, sulfur, selenium, tellurium compounds or pH adjusting agents.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ausschließlich die Spülflüssigkeit oder eine vorzugsweise bis zu 5 Vol.-% Behandlungsflüssigkeit enthaltende Spül flüssigkeit (vorzugsweise unter Druck) durch den Membranfilter geleitet. Die Werkstücke werden mit frischer Spüllösung in Kontakt gebracht, wobei ständig eine vorgegebene Menge frischer Spüllösung pro Zeiteinheit zur Verfügung steht. Die Menge der pro Zeiteinheit gebildeten Permeatflüssigkeit kann insbesondere etwa genauso groß eingestellt werden wie die Menge der pro Zeiteinheit mit den Werkstücken in Kontakt gebrachten Spülflüssigkeit. Dadurch wird ein stationärer Zustand in der Behandlungsanlage erreicht: Indem ebenso viel frische Spülflüssigkeit zu den Werkstücken gefördert wie Permeatflüssigkeit aus der Anlage abgeführt wird, ergibt sich in der Bilanz ein konstanter Stoffstrom. Dies gilt natürlich nur dann, wenn die Menge der zugegebenen chemischen Substanzen vernachlässigbar ist und wenn sich weitere Einflussgrößen nicht auswirken. In der Praxis könnte nämlich die Verdampfung/Verdunstung von Spülflüssigkeit eine wesentliche Rolle spielen.In a particularly preferred embodiment the invention is exclusive the rinsing liquid or a preferably up to 5 vol .-% treatment liquid containing rinse liquid (preferably under pressure) passed through the membrane filter. The workpieces be with fresh rinse solution in Brought in contact, being constantly a predetermined amount of fresh rinse solution per unit time is available. The amount of permeate liquid formed per unit time In particular, it can be set to about the same size as the Amount of per unit time with the workpieces brought into contact Rinsing liquid. This will be a stationary Condition achieved in the treatment plant: By just as much fresh rinse to the workpieces promoted like permeate liquid discharged from the plant is, results in the balance a constant material flow. This of course applies only if the amount of added chemical substances negligible and if other influencing factors do not In the Practice could namely the evaporation / evaporation of rinsing liquid an essential role play.
Zurückgehaltenes Palladium, das in Form einer homogenen Dispersion von Metall oder einer Metallverbindung, beispielsweise in Form einer PdS-Dispersion, als Konzentrat vorliegt, kann wiederaufgearbeitet werden. Das zurückgehaltene Palladium kann beispielsweise aufgelöst, zu Palladiumchlorid umgewandelt und zur erneuten Synthese einer Palladium enthaltenden Behandlungsflüssigkeit eingesetzt oder anderweitig verwendet werden. Die Palladium enthaltende Konzentratlösung kann in einer Filterpresse auch weitgehend zur Trockne eingeengt werden. Hierzu wird die vom Membranfilter stammende Konzentratflüssigkeit in einen Behälter geleitet, in dem sich bei der Aufkonzentrierung gebildeter, Palladium enthaltender Schlamm absetzt, und die Schlammsuspension zur Filterpresse geleitet wird. Der mit der Filterpresse erhaltene, Palladium enthaltende Filterkuchen kann als Ausgangsstoff für die Herstellung von reinem Palladium und von Palladiumverbindungen eingesetzt werden.restrained Palladium, in the form of a homogeneous dispersion of metal or a metal compound, for example in the form of a PdS dispersion, is present as a concentrate, can be reprocessed. The restrained For example, palladium may be dissolved, converted to palladium chloride and for the re-synthesis of a treatment liquid containing palladium used or otherwise used. The palladium-containing concentrate solution can also be largely concentrated to dryness in a filter press become. For this, the concentrate liquid originating from the membrane filter is used in a container in which, in the concentration formed, palladium containing sludge settles, and the sludge suspension to the filter press is directed. The obtained with the filter press, containing palladium Filter cake can be used as starting material for the production of pure Palladium and palladium compounds are used.
Die Vorrichtung zum galvanotechnischen Behandeln von Werkstücken mit einer Palladium enthaltenden Flüssigkeit weist typischerweise Mittel zum In-Kontakt-Bringen der Flüssigkeit mit den Werkstücken sowie Haltemittel für die Werkstücke auf.The Device for galvanic treatment of workpieces with a palladium-containing liquid typically has means for contacting the liquid with the workpieces as well as holding means for the workpieces on.
Die Mittel zum In-Kontakt-Bringen der Flüssigkeit mit den Werkstücken sind beispielsweise Düsen, aus denen Behandlungs- oder Spülflüssigkeit an die Werkstückoberflächen gesprüht, gespritzt, geschwallt oder gestrahlt wird. Diese Anordnung wird beispielsweise dann benutzt, wenn die Flüssigkeit mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zur Oberfläche gelangen soll oder wenn die Menge der benötigten Flüssigkeit minimiert werden soll. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Mitteln zum In-Kontakt-Bringen um Behand lungsbehälter, in denen sich die Behandlungsflüssigkeit befindet und in die die Werkstücke eingetaucht werden.The Means for contacting the liquid with the workpieces are for example, nozzles, from which treatment or rinsing fluid sprayed on the workpiece surfaces, sprayed, is swelled or blasted. This arrangement will be, for example then used when the liquid with high flow velocity to the surface should arrive or if the amount of liquid needed to be minimized. In another embodiment The invention relates to the means for contacting around treatment container, in which the treatment liquid located and in which the workpieces be immersed.
Die Haltemittel für die Werkstücke können ebenfalls in sehr unterschiedlichen Ausführungsformen vorkommen: Beispielsweise können die Werkstücke in herkömmlicher Art und Weise mit Klammern, Klemmen, Zangen oder Schraubbefestigungen gehalten werden. Ferner können die Werkstücke auch einfach in horizontaler Lage auf Rollen, Rädern oder Walzen gehalten, transportiert und geführt oder zwischen diesen eingespannt werden.The Holding means for the workpieces can also occur in very different embodiments: For example can the workpieces in conventional Way with clamps, clamps, pliers or screw fasteners being held. Furthermore, can the workpieces also simply held in a horizontal position on wheels, wheels or rollers, transported and guided or be clamped between them.
Die Vorrichtung umfasst neben den erwähnten Merkmalen weiterhin eine Einrichtung zum Abtrennen des Palladiums aus der Flüssigkeit. Diese Einrichtung ist mit mindestens einer Keramikmembran mit einer Ausschlussporengröße von mehr als 10.000 Dalton ausgerüstet. Außerdem weist die Einrichtung mindestens eine Pumpe zur Förderung der Flüssigkeit zu der mindestens einen Membran sowie Flüssigkeitsführungen zur Förderung der Flüssigkeit von den Mitteln zum In-Kontakt-Bringen der Flüssigkeit mit den Werkstücken zu der mindestens einen Keramikmembran auf. Unter einer Pumpe ist auch jede nicht motorbetriebene Pumpe oder einfach eine durch Schwerkraft getriebene Flüssigkeitsförderung zu verstehen.The Device further comprises in addition to the features mentioned a Device for separating the palladium from the liquid. This device is equipped with at least one ceramic membrane with a Exclusion pore size of more equipped as 10,000 daltons. Furthermore the device has at least one pump for delivery the liquid to the at least one membrane and liquid guides to promote the liquid from the means for contacting the liquid with the workpieces the at least one ceramic membrane. Under a pump is too any non-motorized pump or just one by gravity driven fluid delivery to understand.
Gemäß den zuvor angegebenen Ausführungen weist die Einrichtung zum Abtrennen des Palladiums aus der Flüssigkeit weiterhin eine Mischeinrichtung auf. Mit dieser Mischeinrichtung kann von den Mitteln zum In-Kontakt-Bringen der Flüssigkeit mit den Werkstücken kommende Flüssigkeit mit chemischen Substanzen gemischt werden. Hierzu können alle herkömmlichen Mischeinrichtungen eingesetzt werden, die aus der chemischen Reaktionstechnik bekannt sind, beispielsweise Rühreinrichtungen und Mischzonen in Fließreaktoren.According to the before specified versions has the means for separating the palladium from the liquid furthermore a mixing device. With this mixing device may be from the means for bringing the liquid into contact with the workpieces coming liquid mixed with chemical substances. All can do this usual Mixing devices are used, which consist of chemical reaction technology are known, for example, stirring and mixing zones in flow reactors.
Ferner kann die Einrichtung zum Abtrennen des Palladiums aus der Flüssigkeit auch eine Mehrphasentrenneinheit aufweisen, in der sich Schlamm absetzen kann, der bei der Abtrennung aus der Flüssigkeit entstanden ist und der von der Einrichtung zum Abtrennen des Palladiums aus der Flüssigkeit kommt. Eine derartige Mehrphasentrenneinrichtung wird beispielsweise durch einen Absetzbehälter gebildet, in dem praktisch keine Flüssigkeitskonvektion stattfindet. Die Schlammsuspension kann dann in eine Filterpresse geleitet werden, um den überwiegend Palladium enthaltenden Schlamm weitgehend rein und trocken zu erhalten.Further may be the means for separating the palladium from the liquid also have a multi-phase separation unit in which sludge can settle, which has formed during the separation from the liquid and that of the device for separating the palladium from the liquid comes. Such a multi-phase separator is, for example through a settling tank formed in which virtually no liquid convection takes place. The sludge suspension can then be sent to a filter press, around the predominantly Palladium-containing sludge largely pure and dry.
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung dienen die nachfolgend beschriebenen Figuren. Es zeigen im Einzelnen:to Further illustration of the invention serve the following described figures. They show in detail:
In
Das
Rohr hat einen Innendurchmesser von etwa 6 mm. Die Länge des
Rohres beträgt
etwa 1000 mm. Die Strömung
gelangt dort unter Druck in der mit der Bezugsziffer
Um das durch die innere Rohrwandung hindurchtretende Permeat aufzufangen, ist das Keramikrohr in einem weiteren Rohr konzentrisch angebracht.Around to capture the permeate passing through the inner tube wall, the ceramic tube is concentrically mounted in another tube.
Im
unteren Teil der
Im
oberen Bereich von
Nachdem bereits die Vorbehandlungsschritte durchgeführt worden sind, werden die (hier nicht dargestellten) Leiterplatten in ein Palladium in kolloidaler Form enthaltendes Aktivierungsbad in der Aktivierungsstation A-Pd getaucht. Die Flüssigkeit ist hierzu in einem Tauchbadbehälter enthalten.After this the pretreatment steps have already been carried out, the (not shown here) printed circuit boards in a palladium in colloidal Form-containing activation bath in the activation station A-Pd dipped. The liquid is this in a dip tank contain.
Anschließend werden die Leiterplatten durch drei aufeinanderfolgende Spülstationen S1, S2 und S3 transportiert. Dort wird die an den Oberflächen der Leiterplatten anhaftende Aktivierungsflüssigkeit sukzessive abgespült. Hierzu sind in den einzelnen Spülstationen S1, S2 und S3 Spritzdüsen vorgesehen. Die Spülstationen S1, S2 und S3 sind als nach oben offene Behälter ausgebildet, an deren Längsseitenwänden Düsen angeordnet sind. Beim Einsenken in die und/oder beim Herausheben der Leiterplatten aus den Stationen S1, S2 und S3 wird Spülflüssigkeit an die Leiterplattenoberflächen gesprüht, um die anhaftende Aktivierungsflüssigkeit abzuspülen. Die Spülflüssigkeit wird in den jeweiligen Spülstationen S1, S2 und S3 am Boden eines Behälter aufgefangen. Frische Spülflüssigkeit wird mit einer mittleren Flussrate von 200 l/h in die Spülstation S3 und mit jeweils derselben Flussrate von dort entgegen der Behandlungsrichtung R für die Leiterplatten in die davor angeordnete Spülstation S2 und von dort in die Spülstation S1 geleitet. Jeder einzelnen Spülstation S1, S2, S3 ist auch ein Auffangbehälter zugeordnet (nicht dargestellt), in dem die jeweilige Spülflüssigkeit gesammelt wird. Aus dem Auffangbehälter der Spülstation S1 fließt die gesammelte Spülflüssigkeit mit einer Flussrate von 200 l/h zur weiteren Aufarbeitung ab.Subsequently, the circuit boards by three successive rinsing stations S 1 , S 2 and S 3rd transported. There, the adhering to the surfaces of the circuit boards activation liquid is rinsed successively. For this purpose, spray nozzles are provided in the individual rinsing stations S 1 , S 2 and S 3 . The rinsing stations S 1 , S 2 and S 3 are formed as upwardly open container, are arranged at the longitudinal side walls of nozzles. When sinking into and / or when lifting out the circuit boards from the stations S 1 , S 2 and S 3 , rinsing liquid is sprayed onto the circuit board surfaces in order to rinse off the adhering activating liquid. The rinsing liquid is collected in the respective rinsing stations S 1 , S 2 and S 3 at the bottom of a container. Fresh rinsing liquid is conducted at a mean flow rate of 200 l / h into the rinsing station S 3 and at the same flow rate from there counter to the treatment direction R for the printed circuit boards in the previously arranged rinsing station S 2 and from there into the rinsing station S 1 . Each individual rinsing station S 1 , S 2 , S 3 is also associated with a collecting container (not shown), in which the respective rinsing liquid is collected. From the collecting container of the rinsing station S 1 , the collected rinsing liquid flows at a flow rate of 200 l / h for further processing.
Nachdem die Oberflächen der Leiterplatten durch Abspülen von anhaftender Aktivierungsflüssigkeit befreit worden sind, werden sie nachbehandelt. Derartige Behandlungsflüssigkeiten sind beispielsweise Lösungen von Sulfinsäuren. In der Nachbehandlungsstation B werden die Leiterplatten zur Behandlung in diese in Behandlungsbehältern enthaltenen Lösungen eingetaucht.After this the surfaces the circuit boards by rinsing freed of adhering activating liquid they are post-treated. Such treatment liquids are solutions, for example of sulfinic acids. At post-treatment station B, the printed circuit boards are treated in these in treatment containers contained solutions immersed.
Anschließend wird anhaftende Nachbehandlungslösung in den weiteren Spülstationen S4, S5 und S6 wieder abgespült. Wiederum wird die Spülflüssigkeit von den in den Stationen S4, S5 und S6 angeordneten Düsen an die Leiterplattenoberflächen gesprüht. Die aufgefangene Spülflüssigkeit wird in Auffangbehälter geleitet (nicht dargestellt) und von dort aus wieder entgegen der Behandlungsrichtung für die Leiterplatten R nacheinander in die davor angeordneten Spülstationen S5 und S4 geleitet. Von der Spülstation S4 fließt die Spülflüssigkeit zur weiteren Abwasserbehandlung ab.Subsequently, adhering after-treatment solution is rinsed off again in the further rinsing stations S 4 , S 5 and S 6 . Again, the rinsing liquid is sprayed from the arranged in the stations S 4 , S 5 and S 6 nozzles to the circuit board surfaces. The collected rinsing liquid is passed into collection container (not shown) and from there again against the direction of treatment for the printed circuit boards R successively in the previously arranged flushing stations S 5 and S 4 passed . From the rinsing station S 4 , the rinsing liquid drains off for further wastewater treatment.
Danach werden die Leiterplatten in eine Ätzlösung getaucht, die in einem Behälter in der Ätzstation C-Pd enthalten ist. Dort wird an Kupferoberflächen adsorbiertes Palladium von der Aktivierung entfernt, indem die Kupferoberflächen leicht angeätzt werden. Auch in diesem Falle werden die Leiterplatten in die Ätzlösung eingetaucht.After that The printed circuit boards are immersed in an etching solution, which in a container in the etching station C-Pd is included. There is adsorbed on copper surfaces palladium removed from the activation by the copper surfaces easily etched become. Also in this case, the circuit boards are immersed in the etching solution.
Danach wird anhaftende Behandlungsflüssigkeit von den Leiterplattenoberflächen wieder abgespült. Hierzu werden die Leiterplatten in die Spülstationen S7, S8 und S9 transportiert. An den Leiterplattenoberflächen anhaftende Ätzlösung wird mittels aus Düsen gegen die Oberflächen gesprühte Spülflüssigkeit entfernt. Hierzu wird frische Spülflüssigkeit mit einer Flussrate von 200 l/h in die Spülstation S9 geleitet und die in dieser Spülstation anfallende Spülflüssigkeit in Auffangbehältern aufgefangen (nicht dargestellt). Die aufgefangene Spülflüssigkeit wird wiederum entgegen der Behandlungsrichtung für die Leiterplatten R von der Spülstation S9 in die Spülstation S8 und von dort in die Spülstation S7 geleitet. Von der Spülstation S7 gelangt die mit Palladium angereicherte Spülflüssigkeit mit einer Flussrate von 200 l/h in eine Aufarbeitungsanordnung.Thereafter, adhering treatment liquid is rinsed off the circuit board surfaces again. For this purpose, the circuit boards are transported into the rinsing stations S 7 , S 8 and S 9 . Etching solution adhering to the circuit board surfaces is removed by means of nozzles sprayed against the surfaces from nozzles. For this purpose, fresh rinsing liquid is passed into the rinsing station S 9 at a flow rate of 200 l / h and the rinsing liquid obtained in this rinsing station is collected in collecting containers (not shown). The collected rinsing liquid is again directed counter to the treatment direction for the circuit boards R of the rinsing station S 9 in the rinsing station S 8 and from there into the rinsing station S 7 . From the rinsing station S 7 , the rinsing liquid enriched with palladium reaches a reprocessing arrangement at a flow rate of 200 l / h.
Die vorstehend angegebene Behandlungsweise für die Leiterplatten stellt nur eine mögliche Alternative dar. Die Leiterplatten können auch in einer sogenannten Horizontalanlage behandelt werden. Hierbei werden die Platten in horizontaler Transportrichtung und in horizontaler oder vertikaler Ausrichtung durch die einzelnen Stationen geführt. In den einzelnen Stationen können die Flüssigkeiten über Düsen an die Oberflächen gefördert werden.The provides the above-mentioned treatment method for the printed circuit boards only one possible Alternative dar. The circuit boards can also be in a so-called Horizontal plant to be treated. Here are the plates in horizontal transport direction and in horizontal or vertical Alignment guided by the individual stations. In the individual stations can the liquids via nozzles to the Be promoted surfaces.
Die
aus der Spülstation
S4 stammende Spülflüssigkeit enthält praktisch
kein Edelmetall und kann der herkömmlichen Abwasseraufarbeitung
zugeführt
werden. Aus den Spülstationen
S1 und S7 stammende
Spülflüssigkeit
enthält
dagegen Palladium und wird daher in erfindungsgemäßer Weise
aufgearbeitet:
Zunächst
werden die einzelnen Spülwässer in
Puffertanks
First, the individual rinse waters are in buffer tanks
Falls anstelle einer Palladiumkolloidflüssigkeit eine ionische oder ionogene Palladiumlösung eingesetzt wird, werden anstelle eines pH-Einstellmittels Lösungen anderer geeigneter chemischer Substanzen zum Flüssigkeitsstrom zudosiert, um sicherzustellen, dass die Palladium enthaltende Lösung filtrierbar ist.If an ionic or ionic palladium solution is used instead of a palladium colloid liquid, solutions of other suitable chemical substances are used instead of a pH adjuster Liquid flow metered to ensure that the palladium-containing solution is filterable.
Die
Spülflüssigkeit,
deren pH-Wert nun auf einen Wert von etwa 7 eingestellt ist, wird
dann mittels einer weiteren Pumpe
In
dem Auffangbehälter
Mittels
der Pumpe
In
dem Auffangbehälter
Aus
der Aktivierungsstation A-Pd direkt stammende Flüssigkeit kann zur Aufbereitung
ebenfalls direkt entnommen und der Ultrafiltration zugeführt werden.
Hierzu kann diese Flüssigkeit
entweder manuell über
den mit Bezugszeichen M bezeichneten Weg in einen Auffangbehälter
Die
in der Mehrphasentrenneinheit innerhalb des Behälters
Nachfolgend werden zur Veranschaulichung der Erfindung Beispiele wiedergegeben:following Examples are given to illustrate the invention:
Beispiel 1:Example 1:
Zur Durchführung eines Versuches wurden Leiterplatten mit einer kolloidalen, sauren Aktivierungsflüssigkeit behandelt, die 400 mg/l Palladium als Kolloid, ein Polymer als Schutzkolloid und Natriumhypophosphit als Reduktionsmittel enthielt. Der mittlere Partikeldurchmesser der Palladiumkolloidteilchen betrug etwa 4 nm.to execution of an experiment were printed circuit boards with a colloidal, acidic activator liquid treated, the 400 mg / l palladium as a colloid, a polymer as a protective colloid and sodium hypophosphite as a reducing agent. The middle one Particle diameter of the palladium colloid particles was about 4 nm.
Die Leiterplatten wurden nach dem Spülen mit einer Nachbehandlungslösung, enthaltend eine organische Sulfinsäure, behandelt, danach wiederum gespült und schließlich in einer 300 g/l Natriumpersulfat enthaltenden Ätzlösung behandelt. Die dabei von den Kupferoberflächen entfernten Palladiummengen gelangten in die Ätzlösung und über die an den Leiterplattenoberflächen anhaftende Ätzlösung in die nachfolgende Spülflüssigkeit.The Circuit boards were after rinsing with a post-treatment solution, containing an organic sulfinic acid, treated, then again rinsed and finally treated in a 300 g / l sodium persulfate containing etching solution. The case of the copper surfaces removed amounts of palladium arrived in the etching solution and on the adhering to the circuit board surfaces etching solution in the following rinsing liquid.
Die
unter den vorgenannten Bedingungen erhaltenen Spülflüssigkeiten aus den Spülstationen
S1 bis S3 und S7 bis S9 (siehe
Die pH-Werte der aus den Spülstationen S1 bis S3 und S7 bis S9 stammenden Flüssigkeiten wurden nicht mit pH-Einstellmitteln eingestellt.The pH values of the fluids originating from the rinsing stations S 1 to S 3 and S 7 to S 9 were not adjusted with pH adjusting agents.
Bei der Ultrafiltration wurde die Konzentratflüssigkeit mit einer Durchflussrate von 2.800 l/h über die Keramikmembranfilter geleitet. Es ergab sich eine Permeatflussrate von 40 bis 45 l/h.at Ultrafiltration became the concentrate fluid at a flow rate of 2,800 l / h passed the ceramic membrane filter. There was a permeate flow rate from 40 to 45 l / h.
Nach der Ultrafiltration wurden eine Permeatflüssigkeit und eine Konzentratflüssigkeit erhalten. Die Palladiumkonzentrationen gemäß den Versuchen Nr. 1 und 2 im Permeat und im Konzentrat sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.To The ultrafiltration was a permeate and a concentrate liquid receive. The palladium concentrations according to experiments Nos. 1 and 2 in the permeate and in the concentrate are also given in Table 1.
Beispiel 2:Example 2:
In einem weiteren Versuch wurde eine Mischung von Spülflüssigkeiten aus der kolloidalen Aktivatorflüssigkeit und der Ätzlösung im Volumenverhältnis 1:1 hergestellt (Versuch Nr. 3). Es wurde derselbe Keramikmembranfilter wie in Beispiel 1 verwendet. Die anfängliche Palladiumkonzentration in den vereinigten Spülflüssigkeiten ebenso wie der pH-Wert der Mischung sind in Tabelle 1 angegeben. Zur Einstellung des pH-Wertes der vereinigten Spülflüssigkeiten auf 7 wurde eine NaOH-Lösung zu der Spülflüssigkeit zudosiert.In Another attempt was a mixture of rinsing liquids from the colloidal activator fluid and the etching solution in volume ratio 1: 1 prepared (experiment no. 3). It became the same ceramic membrane filter as used in Example 1. The initial palladium concentration in the combined rinsing liquids as well as the pH of the mixture are given in Table 1. To adjust the pH of the combined rinsing liquids to 7 was a NaOH solution to the rinsing liquid added.
Die nach Durchführung der Ultrafiltration erhaltene Permeatlösung wies eine Palladiumkonzentration von < 0,5 mg/l auf. Die im Konzentrat vorliegende Palladiumkonzentration betrug > 1 g/l (siehe Tabelle 1).The after execution The permeate solution obtained by ultrafiltration had a palladium concentration of <0.5 mg / l. The The concentration of palladium in the concentrate was> 1 g / l (see table 1).
Beispiel 3:Example 3:
Auch für einen weiteren Versuch Nr. 4 wurde derselbe Keramikmembranfilter wie in Beispiel 1 verwendet. Der gemäß Beispiel 2 erhaltenen Mischung von Spülflüssigkeiten wurde kolloidale Aktivatorflüssigkeit im Volumenverhältnis von 1:100 zugegeben. Die Palladiumkonzentration in dieser Flüssigkeit betrug 15,0 mg/l. Der pH-Wert dieser Flüssigkeit wurde mittels NaOH-Lösung auf 7 eingestellt. Die Palladiumkonzentrationen im Permeat und im Konzentrat nach Durchführung der Ultrafiltration sind in Tabelle 1 wiedergegeben.Also for one Further experiment # 4 was the same ceramic membrane filter as in Example 1 used. The according to example 2 obtained mixture of rinsing liquids became colloidal activator liquid in volume ratio of 1: 100 added. The palladium concentration in this liquid was 15.0 mg / l. The pH of this liquid was raised by NaOH solution 7 set. The palladium concentrations in the permeate and in the concentrate after execution of the ultrafiltration are shown in Table 1.
Beispiel 4:Example 4:
Auch für einen weiteren Versuch Nr. 5 wurde derselbe Keramikmembranfilter wie in Beispiel 1 verwendet. Anstelle einer kolloidalen Aktivatorlösung wurde in diesem Versuch die Lösung eines ionogenen Aktivators eingesetzt. Der Aktivator enthielt einen organischen Palladiumkomplex (Aktivator Neoganth®, Atotech Deutschland GmbH, DE), wobei die Palladiumkonzentration in dieser Lösung 250 mg/l betrug.Also for a further experiment No. 5, the same ceramic membrane filter as in Example 1 was used. Instead of a colloidal activator solution, the solution of an ionic activator was used in this experiment. The activator contained an organic palladium complex (Neoganth Activator ®, Atotech Deutschland GmbH, Germany), the palladium concentration was 250 mg / l in this solution.
Die
mit dieser Lösung
aktivierten Leiterplatten wurden wiederum in einer Spülkaskade
von drei Spülstationen
S1, S2 und S3 behandelt, wobei die Spülwasserflussrichtung derjenigen
in
Beispiel 5:Example 5:
Auch für einen weiteren Versuch Nr. 6 wurde derselbe Keramikmembranfilter wie in Beispiel 1 verwendet. In diesem Versuch wurde das gemäß Beispiel 4 erhaltene Spülwasser in einem Volumenverhältnis von 100:1 mit der Aktivatorbadlösung vermischt. Der Mischung wurde eine wässrige Lösung von 10 g/l Natriumsulfid zugegeben. Die anfängliche Palladiumkonzentration betrug 8,0 mg/l. Die Palladiumkonzentrationen im Filtrat und im Konzentrat nach der Ultrafiltration sind in Tabelle 1 angegeben.Also for one Further experiment No. 6 was the same ceramic membrane filter as in Example 1 used. In this experiment, this was done according to example 4 received rinse water in a volume ratio of 100: 1 with the activator bath solution mixed. The mixture was an aqueous solution of 10 g / l sodium sulfide added. The initial one Palladium concentration was 8.0 mg / l. The palladium concentrations in the filtrate and in the concentrate after ultrafiltration are shown in Table 1 indicated.
Die vorstehend beschriebenen Versuche ergaben Konzentratflüssigkeiten, die einen erheblichen Schlammanteil aufwiesen. Nach Absetzen des Schlammes wurde das Konzentrat einer Filterpresse zugeführt. Die Palladiumkonzentration im angereicherten Konzentrat betrug 2 bis 5 g/l. Bei der Pressung wurde ein Filterkuchen mit einer Palladiumkonzentration von 2 bis 15 Gew.-% erhalten.The The experiments described above gave concentrate liquids, which had a considerable amount of sludge. After discontinuation of Sludge, the concentrate was fed to a filter press. The Palladium concentration in the enriched concentrate was 2 to 5 g / l. During the compression, a filter cake with a palladium concentration from 2 to 15% by weight.
Beispiel 6:Example 6:
Für einen weiteren Versuch Nr. 7 wurde derselbe Keramikmembranfilter wie in Beispiel 1 verwendet. Der gemäß Beispiel 2 erhaltenen Mischung von Spülflüssigkeiten wurde eine Mischung gemäß Beispiel 5 im Volumenverhältnis 2:1 zugegeben.For one Further experiment # 7 was the same ceramic membrane filter as in Example 1 used. The according to example 2 obtained mixture of rinsing liquids became a mixture according to example 5 in volume ratio 2: 1 added.
Die Palladiumkonzentration in dieser Flüssigkeit betrug 4,2 mg/l. Der pH-Wert wurde mittels NaOH-Lösung auf 7 eingestellt. Weiterhin wurde eine wässrige Lösung von 467 g/l Natriumdimethyldithiocarbamat zur Flüssigkeit zugegeben. Die Palladiumkonzentrationen im Permeat und im Konzentrat nach Durchführung der Ultrafiltration wurden wie in Tabelle 1 wiedergegeben durchgeführt.The Palladium concentration in this liquid was 4.2 mg / l. Of the pH was determined by NaOH solution set to 7. Furthermore, an aqueous solution of 467 g / l Natriumdimethyldithiocarbamat to the liquid added. The palladium concentrations in the permeate and in the concentrate after execution of the ultrafiltration were carried out as shown in Table 1.
Es versteht sich, dass die hier dargestellten Beispiele und Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen davon sowie Kombinationen von in dieser Anmeldung beschriebenen Merkmalen für einen Fachmann nahe liegen und innerhalb des Geistes und im Bereich der vorliegenden Erfindung sowie der anhängenden Ansprüche liegen. Alle hier zitierten Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen werden hiermit in den Offenbarungsgehalt aufgenommen.It is understood that the examples and embodiments shown here are merely illustrative and that various modifications and changes and combinations thereof described in this application Characteristics for being near a professional and within the spirit and scope The present invention and the appended claims are. All publications cited here, Patents and patent applications are hereby incorporated by reference added.
- 11
- KeramikmembranfilterCeramic membrane filter
- 22
- KeramikfilterschichtCeramic filter layer
- 33
- hochporöses Keramikträgerrohrhighly porous ceramic carrier tube
- 44
- DurchflussrichtungFlow direction
- 1010
- LeiterplattenbehandlungsanlagePCB treatment plant
- 11.1,11.211.1,11.2
- Puffertanksbuffer tanks
- 12.1–12.512.1-12.5
- Pumpenpump
- 13.1–13.713.1-13.7
- Rohrleitungenpiping
- 1414
- Vorratsbehälterreservoir
- 1515
- pH-SondepH probe
- 1616
- Auffangbehälterreceptacle
- 17.117.1
- unterer Füllstandssensorlower level sensor
- 17.217.2
- oberer Füllstandssensorupper level sensor
- 1818
- Pumpepump
- 1919
- Behältercontainer
- 2020
- Auffangbehälterreceptacle
- 2121
- Filterpressefilter Press
- 2222
- Rohrleitungpipeline
- A-PdA-Pd
- Aktivierungsstationactivation station
- BB
- Nachbehandlungsstationpost-treatment station
- S1–S9 S 1 -S 9
- Spülstationenrinsing stations
- C-PdC-Pd
- Ätzstationetching station
- MM
- Manuelle Entnahmemanual withdrawal
- AA
- Abwasserbehandlungwastewater treatment
- RR
- Behandlungsrichtung für die Leiterplattentreatment direction for the PCBs
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