PL238041B1 - Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi - Google Patents
Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi Download PDFInfo
- Publication number
- PL238041B1 PL238041B1 PL422856A PL42285617A PL238041B1 PL 238041 B1 PL238041 B1 PL 238041B1 PL 422856 A PL422856 A PL 422856A PL 42285617 A PL42285617 A PL 42285617A PL 238041 B1 PL238041 B1 PL 238041B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- copper
- solution
- etching
- solutions
- copper chloride
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 58
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 24
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims description 17
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title description 12
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 66
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 17
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 66
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical class [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- -1 (I) ions Chemical class 0.000 description 3
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N chloric acid Chemical compound OCl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical compound CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004128 Copper(II) sulphate Substances 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229940005991 chloric acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007033 dehydrochlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000003204 tranquilizing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002936 tranquilizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi, stosowanych w technologii wytrawiania miedzi, w tym głównie w obwodów drukowanych.
Kwaśny roztwór chlorku miedzi jest jednym z podstawowych środków trawiących stosowanych do chemicznej obróbki powierzchni metalicznych. Zalety decydujące o powszechnym zastosowaniu roztworów chlorku miedzi w stosunku do innych, znanych substancji trawiących takich jak chlorek żelaza(lII), roztwory alkaliczne zawierające amoniakalne kompleksy miedzi(ll), to:
- niski koszt wytrawiania wynikający z dostępności składników roztworu, możliwość regeneracji i przerobu roztworów,
- łatwość kontroli i utrzymania i stabilizacji warunków trawienia poprzez możliwość analizy chemicznej i pomiarów parametrów,
- wysoka pojemność metalu w roztworze,
- brak wydzielania toksycznych gazów, a więc zapewnienie warunków ochrony środowiska, -łatwość przerobu roztworów odpadowych i wód płuczących z uwagi na występowanie miedzi w postaci nieskompleksowanej.
Roztwarzanie miedzi metalicznej np. w procesie produkcji obwodów drukowanych następuje według reakcji:
CuCh + CUmet —> 2CuCI
Dostępne powierzchnia miedzi metalicznej reaguje z jonami Cu(ll), następuje równoczesna redukcja jonu Cu(ll) i utlenienie atomu miedzi metalicznej, w wyniku czego powstają dwa jony Cu(l), zgodnie z reakcją:
Cu2+ + Cu°met 2 Cu+
Zgodnie z przedstawionymi reakcjami w procesie wytrawiania miedzi następuje wzrost zawartości jonów Cu(l), przy równoczesnym spadku stężenia Cu(ll), a także ogólny wzrost ilości miedzi w roztworze trawiącym. Powoduje to zmniejszenie potencjału oksydacyjno-redukcyjnego roztworu, a zatem spadek kinetyki wytrawiania miedzi.
Utrzymanie wysokiej i stabilnej kinetyki wytrawiania obwodów drukowanych wymaga więc prowadzenia regeneracji roztworu. Regeneracja roztworu trawiącego polega na utlenieniu miedzi(l) do miedzi(ll), wyprowadzeniu nadmiaru miedzi z roztworu i utrzymaniu zadanego pH kąpieli. Wyprowadzanie miedzi w ilości, odpowiadającej masie tego metalu roztworzonej w procesie technologii wytrawiania, może odbywać się w tym samym obiegu roztworu trawiącego lub poprzez usuwanie części roztworu i jego odrębny przerób.
Znany jest sposób z US 20060196761, który dotyczy odrębnego przerobu roztworu i polega na odzyskiwaniu kwasu chlorowodorowego i wytwarzaniu siarczanu(VI) miedzi(ll) z roztworów potrawiennych, przy wykorzystaniu kwasu siarkowego(VI). W patencie CN 101003394 wycofywany z obiegu roztwór po trawieniu płytek obwodów drukowanych poddawany jest destylacji, w temperaturze 90-110°C, w celu odzyskania czystego kwasu chlorowodorowego, a z pozostałości wydzielana jest elektrolitycznie miedz na katodach stalowych, bezpośrednio z roztworu chlorkowego. Z kolei patent US 5560838 opisuje neutralizację odpadowego roztworu trawiącego wodorotlenkiem sodu z wytworzeniem stałego tlenku miedzi(ll) i roztworu chlorku sodu. Patenty JP 1158661 i CN 103233128 dotyczą odzysku miedzi, z zastosowaniem ekstrakcyjnych roztworów kwaśnych i/lub zasadowych z elektrochemicznym wydzieleniem miedzi z roztworów siarczanowych. Metody te jednak nie obejmują zagadnienia procesu utlenienia miedzi Cu(l) do Cu(ll) będącego przedmiotem tego wynalazku.
Znane i stosowane w przemysłowych instalacjach do wytwarzania obwodów drukowanych są następujące utleniacze i sposoby utleniania miedzi Cu(l).
W patentach DE 1621437 i US 3083129 opisano metodę i urządzenie do utleniania Cu(l) do Cu(ll) gazowym chlorem, wprowadzanym bezpośrednio do roztworu w obiegu trawienia miedzi, za pomocą wtryskiwacza pracującego na zasadzie pompy wodnej. Gazowy chlor może być wytwarzany bezpośrednio w procesach elektrochemicznych, w reakcjach zachodzących na anodzie, przy udziale regenerowanego roztworu trawiącego. Proces utleniania gazowym chlorem przebiega szybko, a w reakcji nie są wytwarzane produkty balastowe. Jednak dużym problemem jest praca z wysokotoksycznym chlorem
PL 238 041 B1 gazowym i tym samym trudność obsługi procesu i konieczność stosowania odpowiednich zabezpieczeń i konstrukcji pracujących urządzeń.
Patent DE 1225465 opisuje metodę regeneracji kwaśnego roztworu chlorku miedzi po trawieniu miedzi z płytek obwodów drukowanych przez kontrolowane, za pomocą sondy pomiarowej pH i fotokomórki z zaworem regulacyjnym, dozowanie do roztworu w obiegu trawiącym rozcieńczonego kwasu chlorowodorowego i chloranu(V) sodu. Kolejny patent US 20110000884 dotyczy zarówno regeneracji roztworu trawiącego, przy użyciu chloranu(V) sodu, jak i jednoczesnego odzysku miedzi w procesie ekstrakcji jonów Cu2+ organicznym roztworem ekstrakcyjnym i elektrowydzielania z miedzi z roztworów siarczanowych. Sposób utleniania Cu(l) z zastosowaniem chloranu(V) sodu jest droższy aniżeli w przypadku gazowego chloru, pozwala jednak na eliminację stosowania toksycznego gazu. Problem jednak stanowi tworzenie się NaCl w roztworze i możliwość krystalizacji tej soli w układzie trawiącym, co komplikuje prowadzenie procesu trawienia miedzi, przy produkcji obwodów drukowanych i nadzór nad jego prawidłowym przebiegiem.
Patent US 4696717 dotyczy sposobu automatycznego regenerowania roztworów chlorku miedzi prowadzonego przy pomocy nadtlenku wodoru i kwasu chlorowodorowego, które są dozowane do maszyny trawiącej w sposób kontrolowany pomiarem potencjału redoks lub sondą pomiarową pH. Tworzący się w reaktorze kwas chlorowy(l), natychmiast się rozkłada z wydzieleniem gazowego, aktywnego tlenu utleniającego Cu(l) do Cu(II). Dodatek chlorku sodu uzupełnia ubytek jonów chlorkowych i umożliwia utrzymanie stałego stężenia tych jonów w roztworze.
Metoda przy użyciu nadtlenku wodoru w procesie regeneracji kwaśnych roztworów chlorkowych jest bezpieczniejsza aniżeli stosowanie gazowego chloru, jednak najdroższa spośród dotychczasowych przedstawionych sposobów regeneracji. Stężony nadtlenek wodoru (30%) stosowany w tej metodzie, stanowi zagrożenie dla ludzi z dwóch głównych powodów: nadtlenek wodoru jest nie tylko silnie żrący na skórę, ale zanieczyszczenie nadtlenku wodoru może prowadzić do jego szybkiego rozkładu i gwałtownego wybuchu.
Patent US 5421966 opisuje elektrolizer i ciągły proces regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi polegający na wykorzystaniu anody grafitowej lub węglowej do utlenienia miedzi(l) do miedzi(II), przy jednoczesnym redukowaniu i wydzieleniu miedzi metalicznej na katodzie. Sposób ten umożliwia utrzymanie na odpowiednim poziomie stężenia: jonów miedzi(II) i (I) oraz kwasu chlorowodorowego, które zapewniają wysoka efektywność roztwarzania miedzi. Podobny sposób opisany został w patentach US 3784455 i US 450599, gdzie wykorzystano różne konstrukcje i materiały anod, katod i elektrolizerów w procesie regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi. Patent JP 04089316 ujawnia sposób odzyskiwania soli miedzi z roztworów zawierających kwas chlorowodorowy, przez dehydrochlorowanie elektrochemiczne lub poprzez dializę dyfuzyjną w celu usunięcia HCI, lub zastosowanie membrany jonowymiennej, jak zostało to opisane w patentach US 4468305 i CN 103422154. Sposób elektrolitycznej regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi opisany w patentach CN 201510117884 i US 20170058408 polega na utlenianiu Cu(l) do Cu(II) gazowym chlorem wydzielanym bezpośrednio na anodzie, przy czym proces zachodzi w obecności jonów żelaza dozowanych do roztworu w postaci FeCl3, FeCl2, Fe, FeO, Fe2O3.
Metody elektrochemiczne regeneracji zużytych roztworów trawiących charakteryzuje się relatywnie skomplikowaną aparaturą i techniką prowadzenia procesu. Często czynnikiem utleniającym jest gazowy chlor wydzielany na anodzie, co wymaga stosowania elektrolizerów specjalnej konstrukcji, zapewniających bezpieczną pracę w środowisku gazowego chloru.
Sposób utleniania Cu(l) do Cu(II) ozonem, z zastosowaniem reaktora ozonującego został opisany w patencie JP 07331461. Pewną modyfikacją tego sposobu regeneracji roztworów trawiących miedzi jest wykorzystanie zarówno promieni UV, jak i ozonu, co zostało przedstawione w patencie WO 1998030734. Patenty WO 2012163238 i CN 101492186 opierają się na podobnym rozwiązaniu do sposobu opisanego w patencie US 20110000884, jednak proces utleniania Cu(l) do Cu(II) zachodzi w odrębnym urządzeniu jonizującym lub urządzenie działa w trzech odrębnych zamkniętych cyklach. Metoda wykorzystująca ozon jest wprawdzie bezpieczna, jednak wymaga skomplikowanej aparatury, co związane jest z dużymi kosztami inwestycyjnymi. Patent US 4388276 opisuje sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi, przy użyciu tlenu z lub bez 10-20% dodatku gazowego chloru. Często również niezbędny jest dodatek KCI, jako źródło jonów chloru tworzących kompleks miedzi(l), zwiększający szybkość reakcji. Zastosowanie takiej mieszaniny gazów utleniających, nie eliminuje jednak problemu pracy z wysokotoksycznym chlorem gazowym.
PL 238 041 B1
Patenty DE 1207183 i US 3306792 opisują system ciągłej regeneracji roztworów trawiących zawierających miedź przy użyciu powietrza i/lub tlenu, często z dodatkiem chlorku amonu, jednak proces ten zachodzi w wysokiej pionowej kolumnie, dla której konieczne jest wysokie pomieszczenie, a sam proces utleniania Cu(l) do Cu(II) zachodzi ze zbyt niską kinetyką reakcji.
Patent EP 0304687 dotyczy sposobu ciągłego regenerowania kwaśnych roztworów chlorku miedzi przy pomocy sprężonego powietrza lub sprężonego tlenu wprowadzanego do zamkniętego naczynia reakcyjnego, przy czym gaz wprowadzany jest współbieżnie ze strumieniem regenerowanego roztworu. Wadą tej metody jest dość skomplikowana, zarówno konstrukcja, jak i obsługa reaktora, a także wymagania związane z brakiem jakichkolwiek dodatkowych soli w regenerowanym roztworze. Problemem może być również konieczność prowadzenia procesu regeneracji w sposób ciągły równoległy z procesem trawienia miedzi, bez możliwości korzystania okresowo z reaktora.
Patent DE 2008766 ujawnia metodę regeneracja roztworów trawiących, zawierających miedź, tlenem z jednoczesnym odzyskiem miedzi w procesie elektrolizy w elektrolizerze membranowym. Wadą tej metody jest skomplikowana konstrukcja elektrolizera.
Patenty EP 0048381 i US 20170022616 ujawniają proces regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi, z zastosowaniem gazowego tlenu. Proces utleniania zachodzi w oddzielnym reaktorze i można prowadzić dwiema metodami tj.: wprowadzając roztwór trawiący w postaci rozdrobnionych kropel do reaktora zawierającego gazowy tlen, lub przez wytwarzanie drobnych pęcherzyków gazowego tlenu bezpośrednio w regenerowanym roztworze z intensywnym mieszaniem, dla ułatwienia rozprowadzania pęcherzyków w całej objętości cieczy. W procesach tych, ze względu na mniejszą rozpuszczalność tlenu, w roztworach chlorku miedzi(II), w porównaniu z rozpuszczalnością w nich gazowego chloru, szybkość reakcji utleniania Cu(l) jest znacznie wolniejsza i nie zawsze wystarczająca do prowadzenia procesu w sposób ciągły bez przestojów.
Proces regeneracji kwaśnych roztworów chlorki miedzi, przy użyciu p owietrza, z uwagi na niską kinetykę reakcji wynikająca ze słabej rozpuszczalności tlenu w roztworze, nie jest w ykorzystywany w technice przemysłowej przy produkcji obwodów drukowanych. Ponadto mechanizm reakcji utleniania powietrza zawiera kilka etapów pośrednich w odróżnieniu od utleniania chloru, który jest bezpośrednią reakcją bi-molekularną. Metoda regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi przy zastosowaniu tlenu, czy powietrza wzbogaconego w tlen, a nawet samego powietrza, jest określana jako najbardziej atrakcyjna i przyszłościowa z uwagi na dostępność czynnika utleniającego, jego przystępną cenę i bezpieczeństwo stosowania oraz brak wydzielania związków balastowych czy gazów.
Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi, charakteryzuje się tym, że do reaktora, zawierającego aerator złożony z wirnika osadzonego na wale, posiadającym w osi otwór doprowadzający gaz do wirnika oraz zespół uspokajaczy, o szybkości obrotów wirnika na poziomie od 300 do 2160 obrotów/min, korzystnie 862 obrotów/min, wprowadza się kwaśny roztwór chlorku miedzi zawierający od 0,1 do 5,0 g/dm3 Cu+, korzystnie poniżej 3,0 g/dm3 Cu+, z natężeniem przepływu wynoszącym 1-45 dm3/min, korzystnie 15 dm3/min, w temperaturze 20-60°C, korzystnie 55°C i czynnik utleniający tj.: powietrze lub powietrze wzbogacone w tlen lub korzystnie tlen gazowy przy utrzymywaniu ciśnienia tlenu w poduszce gazowej wynoszącego 30-50 mbar, korzystnie 40 mbar oraz kwas chlorowodorowy w postaci roztworu o stężeniu 10-36%, korzystnie poniżej 20% w celu utrzymania jego stałego stężenia w roztworze. Proces prowadzi się do uzyskania potencjału redox na poziomie powyżej 500 mV, korzystnie 600 mV, co odpowiada uzyskaniu stężenia jonów Cu(I) w roztworze 1,5-0,01 g/dm3, korzystnie poniżej 0,5 g/dm3 i szybkości utleniania Cu(I) do 3,5g Cu(I)/min dm3.
P r z y k ł a d I
Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi, w przykładzie wykonania polega na tym, że do reaktora wprowadza się kwaśny roztwór chlorku miedzi zawierający 2,0 g/dm3 Cu+, z natężeniem przepływu wynoszącym 15 dm3/min, w temperaturze 55°C i czynnik utleniający jako powietrze oraz kwas chlorowodorowy w roztworze o stężeniu 20%, i proces prowadzi się do uzyskania potencjału redox na poziomie powyżej 600 mV, co odpowiada uzyskaniu stężenia jonów Cu(l) w roztworze 0,5 g/dm3 i szybkości utleniania Cu(l) 2gCu(I)/min dm3. Ciśnienie w reaktorze czynnika utleniającego w poduszce gazowej wynosi 50 mbar.
P r z y k ł a d II
Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi, w przykładzie wykonania polega na tym, że do reaktora wprowadza się kwaśny roztwór chlorku miedzi zawierający 5,0 g/dm3 Cu+, z natężeniem przepływu wynoszącym 40 dm3/min, w temperaturze 40°C i czynnik utleniający w postaci powietrza
PL 238 041 B1 wzbogaconego w tlen oraz kwas chlorowodorowy w roztworze o stężeniu 30%, i proces prowadzi się do uzyskania potencjału redox na poziomie powyżej 800 mV, co odpowiada uzyskaniu stężenia jonów Cu(I) w roztworze 1,5 g/dm3 i szybkości utleniania Cu(l) 3,5gCu(l)/min dm3. Ciśnienie w reaktorze czynnika utleniającego w poduszce gazowej wynosi 30 mbar.
Claims (2)
1. Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi polegający na wprowadzeniu do reaktora kwaśnego roztwór chlorku miedzi zawierającego od 0,1 do 5,0 g/dm3 Cu+ i o temperaturze 20-60°C i czynnika utleniającego jakim jest powietrze lub powietrze wzbogacone w tlen lub tlen gazowy, znamienny tym, że do reaktora wprowadza się dodatkowo kwas chlorowodorowy w postaci roztworu o stężeniu 10-36%, korzystnie poniżej 20% i proces prowadzi się do uzyskania potencjału redox na poziomie powyżej 500 mV, korzystnie 600 mV, co odpowiada uzyskaniu stężenia jonów Cu(l) w roztworze 1,5-0,01 g/dm3, korzystnie poniżej 0,5 g/dm3 i szybkości utleniania Cu(l) do 3,5 gCu(l)/min dm3.
2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie w reaktorze czynnika utleniającego w poduszce gazowej wynosi 30-50 mbar, korzystnie 40 mbar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422856A PL238041B1 (pl) | 2017-09-17 | 2017-09-17 | Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422856A PL238041B1 (pl) | 2017-09-17 | 2017-09-17 | Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422856A1 PL422856A1 (pl) | 2018-06-04 |
| PL238041B1 true PL238041B1 (pl) | 2021-06-28 |
Family
ID=62223431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422856A PL238041B1 (pl) | 2017-09-17 | 2017-09-17 | Sposób regeneracji kwaśnych roztworów chlorku miedzi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238041B1 (pl) |
-
2017
- 2017-09-17 PL PL422856A patent/PL238041B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422856A1 (pl) | 2018-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6223442B2 (ja) | 金属塩溶液から塩酸を生成又は回収するための方法及び装置 | |
| CN101688315B (zh) | 用于蚀刻铜和回收废蚀刻溶液的方法 | |
| US4405465A (en) | Process for the removal of chlorate and hypochlorite from spent alkali metal chloride brines | |
| CN211664878U (zh) | 氨氮废水的处理装置 | |
| KR101269948B1 (ko) | 질소 폐수 처리장치 및 그 방법 | |
| RU2119973C1 (ru) | Способ обработки травильного средства (варианты) | |
| CN102586617B (zh) | 碘-碘化钾浸金液中金的回收方法 | |
| WO2013065797A1 (ja) | 次亜塩素酸塩の製造方法 | |
| JPS60230992A (ja) | 再循環ブライン中の溶解ハロゲンおよびハイポハライトイオン濃度を減少させる方法 | |
| CN105441950A (zh) | 酸性氯化铜蚀刻废液的再生及回收工艺 | |
| RU2413013C1 (ru) | Способ приготовления водного раствора реагентов для выщелачивания металлов из рудного минерального сырья | |
| US20170218478A1 (en) | Gold recovery | |
| CN114293207A (zh) | 离子膜法烧碱生产中氯酸盐的分解系统和方法 | |
| WO2022254878A1 (ja) | 次亜塩素酸ナトリウム溶液の製造方法および製造装置 | |
| JP2004299974A (ja) | 高純度易溶解性酸化銅の製造方法、高純度易溶解性酸化銅、銅メッキ材料及び銅メッキ方法 | |
| RU2386706C1 (ru) | Способ приготовления водного раствора реагентов для выщелачивания золота из руд и концентратов | |
| JP2006063410A (ja) | 臭素低含有塩素の製造方法 | |
| JP2757537B2 (ja) | 塩水中の塩素酸塩の除去方法 | |
| CN117230447A (zh) | 一种含氨碱性铜氨蚀刻液的增氧再生方法及其设备 | |
| RU2765894C1 (ru) | Способ обработки раствора подтравливания печатных плат | |
| JP4068338B2 (ja) | 塩基性炭酸銅の製造方法及び酸化銅の製造方法ならびに塩基性炭酸銅の製造装置 | |
| JP3568294B2 (ja) | 塩水中の塩素酸塩の増加防止方法 | |
| JP2007185579A (ja) | 水処理方法及びシステム | |
| RU2398734C2 (ru) | Способ извлечения брома из природных вод с получением бромидов металлов | |
| CN113667980B (zh) | 一种酸性蚀刻液闭环再生的方法及系统 |