RU2765894C1 - Способ обработки раствора подтравливания печатных плат - Google Patents
Способ обработки раствора подтравливания печатных плат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765894C1 RU2765894C1 RU2021110586A RU2021110586A RU2765894C1 RU 2765894 C1 RU2765894 C1 RU 2765894C1 RU 2021110586 A RU2021110586 A RU 2021110586A RU 2021110586 A RU2021110586 A RU 2021110586A RU 2765894 C1 RU2765894 C1 RU 2765894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- chamber
- copper
- cathode
- middle chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/46—Regeneration of etching compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/36—Regeneration of waste pickling liquors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству печатных плат. Предложен способ обработки раствора подтравливания печатных плат, содержащего 200-250 г/л персульфата аммония, 10-20 г/л серной кислоты и ионы меди, включающий электрохимическую обработку раствора подтравливания в трехкамерном электролизере с двумя катионообменными мембранами с использованием катода из нержавеющей стали и анода из платинированного титана, при которой раствор подтравливания находится в средней камере электролизера. Электрохимическую обработку раствора подтравливания проводят одновременно с процессом подтравливания печатных плат в средней камере трехкамерного электролизера. После выделения металлической меди на катоде раствор из катодной камеры электролизера перемещают в анодную камеру для переноса ионов меди и аммония через катионообменнную мембрану в среднюю камеру, раствор в которой корректируют добавлением персульфата аммония. Процесс продолжают до достижения концентрации сульфата аммония в растворе средней камеры 200-250 г/л, после чего подтравливание приостанавливают, электроды переносят в среднюю камеру и продолжают электрохимическую обработку до полного извлечения меди из раствора. Обеспечивается увеличение срока эксплуатации раствора подтравливания печатных плат и предотвращение образования токсичных отходов за счет полного извлечения ионов меди и получения конечных продуктов в виде чистой металлической меди и раствора сульфата аммония, который можно использовать как удобрение. 3 пр.
Description
Изобретение относится к производству печатных плат и может быть использовано на участке подтравливания предприятиями, производящими печатные платы.
Подтравливание печатных плат производится в растворе, содержащем 200-250 г/л персульфата аммония и 10-20 г/л серной кислоты. Процесс подтравливания - это реакция взаимодействия ионов персульфата с металлической медью:
Cu + (NH4)2S2O8 = CuSO4 + 2(NH4)2SO4
Из уравнения реакции видно, что в процессе эксплуатации раствора в нем снижается концентрация персульфат-ионов и растет концентрация ионов меди. Отработанный раствор содержит сульфат меди, сульфат аммония и персульфат аммония в концентрации, недостаточной для дальнейшей эксплуатации как раствора подтравливания.
Одной из актуальных задач производства печатных плат является устранение образования токсичных жидких и твердых отходов, в частности отработанных растворов подтравливания, содержащих сульфат меди, путем продления срока службы раствора и его безотходной утилизации по окончании срока службы.
Известен способ извлечения ионов меди из медно-аммиачного раствора травления, используемый в производстве печатных плат [патент РФ 2620228.23.05.2017]. Согласно этому способу отработанный травильный раствор сначала подвергают электрохимической обработке в катодной камере, где ионы стравленной меди восстанавливаются на катоде до металла, а затем раствор поступает в анодную камеру, где присутствующие в растворе ионы одновалентной меди окисляются на аноде до двухвалентного состояния. В ходе процесса не расходуются химикаты и не образуются жидкие или твердые отходы. Однако, этот эффективный безотходный способ непригоден для обработки раствора подтравливания на основе персульфата аммония.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации медно-хлоридного раствора[патент РФ 2677583.19.01.2019]. Согласно этому способу отработанный травильный раствор, содержащий ионы одно- и двухвалентной меди и соляную кислоту, подвергают электрохимической обработке про температуре 25-50°С на титановом катоде в катодной камере, отделенной катионообменной мембраной от анодной камеры с платинированным титановым анодом, подключенным к источнику тока, и раствором серной кислоты, при этом, после обработки в катодной камере медно-хлоридный травильный раствор поступает в дополнительную анодную камеру с платинированным титановым анодом, отделенную от катодной камеры катионообменной мембраной и подключенную к дополнительному источнику тока, причем травильный раствор с начальной концентрацией ионов меди 70-200 г/л и хлористого водорода 75-90 г/л обрабатывают в катодной камере при катодной плотности тока 2-10 А/дм2 и при плотности тока в дополнительной анодной камере 0,1-0,5 А/дм2. Этот процесс характеризуется низкими энергозатратами и отсутствием медь-содержащих отходов. Однако при проведении электролиза выделяется газообразный хлор, поэтому вся установка должна быть надежно герметизирована и снабжена системой утилизации хлора.
Задачей изобретения является увеличение срока службы раствора и предотвращения образования токсичных отходов.
Поставленная задача решается способом обработки раствора подтравливания печатных плат, содержащего 200-250 г/л персульфата аммония, 10-20 г/л серной кислоты и ионы меди, включающий электрохимическую обработку раствора подтравливания в трехкамерном электролизере с двумя катионообменными мембранами с использованием катода из нержавеющей стали и анода из платинированного титана, при которой раствор подтравливания находится в средней камере электролизера, при этом электрохимическую обработку раствора подтравливания проводят одновременно с процессом подтравливания печатных плат в средней камере трехкамерного электролизера и после выделения металлической меди на катоде раствор из катодной камеры электролизера перемещают в анодную камеру для переноса ионов меди и аммония через катионообменнную мембрану в среднюю камеру, раствор в которой корректируют добавлением персульфата аммония, при этом упомянутый процесс продолжают до достижения концентрации сульфата аммония в растворе средней камеры 200-250 г/л, после чего процесс подтравливания печатных плат приостанавливают, электроды переносят в среднюю камеру и продолжают электрохимическую обработку до полного извлечения меди из раствора.
Основные преимущества предлагаемого способа
1. Предотвращение образования жидких или твердых отходов, содержащих токсичные соединения меди. Единственный образующийся жидкий отход - раствор сульфата аммония, который можно использовать в качестве удобрения.
2. Увеличение срока эксплуатации раствора подтравливания благодаря извлечению из него ионов меди и сульфата аммония в процессе эксплуатации.
3. Получение вместо токсичного отхода, содержащего соединения меди, раствора сульфата аммония, который может быть использован в качестве удобрения.
Приведенные ниже примеры иллюстрируют реализацию предлагаемого способа.
ПРИМЕР 1
В растворе подтравливания, находящемся в средней камере трехкамерного электролизера с двумя катионообменными мембранами, катодом из нержавеющей стали и анодом из платинированного титана с начальной концентрацией серной кислоты 10 г/л и начальной концентрацией персульфата аммония 200 г/л, провели операцию подтравливания печатных плат, проводя одновременно электролиз при периодическом добавлении персульфата аммония. По окончании процесса концентрация ионов меди в растворе подтравливания повысилась с нуля до 15 г/л и на катоде выделилось 150 г металлической меди. После этого катод и анод переместили в среднюю камеру и продолжали вести электролиз, во время которого на катоде выделилось еще 170 г металлической меди, а концентрация ионов меди в растворе снизилась до 2 мг/л
ПРИМЕР 2
В растворе подтравливания, находящемся в средней камере трехкамерного электролизера с двумя катионообменными мембранами, катодом из нержавеющей стали и анодом из платинированного титана с начальной концентрацией серной кислоты 20 г/л и начальной концентрацией персульфата аммония 250 г/л, провели операцию подтравливания печатных плат, проводя одновременно электролиз при периодическом добавлении персульфата аммония. По окончании процесса концентрация ионов меди в растворе подтравливания повысилась с нуля до 18 г/л и на катоде выделилось 170 г металлической меди. После этого катод и анод переместили в среднюю камеру и продолжали вести электролиз, во время которого на катоде выделилось еще 185 г металлической меди, а концентрация ионов меди в растворе снизилась до 3 мг/л.
ПРИМЕР 3
В растворе подтравливания, находящемся в средней камере трехкамерного электролизера с двумя катионообменными мембранами, катодом из нержавеющей стали и анодом из платинированного титана с начальной концентрацией серной кислоты 15 г/л и начальной концентрацией персульфата аммония 225 г/л, провели операцию подтравливания печатных плат, проводя одновременно электролиз при периодическом добавлении персульфата аммония. По окончании процесса концентрация ионов меди в растворе подтравливания повысилась с нуля до 16 г/л и на катоде выделилось 170 г металлической меди. После этого катод и анод переместили в среднюю камеру и продолжали вести электролиз, во время которого на катоде выделилось еще 177 г металлической меди, а концентрация ионов меди в растворе снизилась до 2,5 г/л.
Claims (1)
- Способ обработки раствора подтравливания печатных плат, содержащего 200-250 г/л персульфата аммония, 10-20 г/л серной кислоты и ионы меди, включающий электрохимическую обработку раствора подтравливания в трехкамерном электролизере с двумя катионообменными мембранами с использованием катода из нержавеющей стали и анода из платинированного титана, при которой раствор подтравливания находится в средней камере электролизера, при этом электрохимическую обработку раствора подтравливания проводят одновременно с процессом подтравливания печатных плат в средней камере трехкамерного электролизера и после выделения металлической меди на катоде раствор из катодной камеры электролизера перемещают в анодную камеру для переноса ионов меди и аммония через катионообменнную мембрану в среднюю камеру, раствор в которой корректируют добавлением персульфата аммония, при этом упомянутый процесс продолжают до достижения концентрации сульфата аммония в растворе средней камеры 200-250 г/л, после чего процесс подтравливания печатных плат приостанавливают, электроды переносят в среднюю камеру и продолжают электрохимическую обработку до полного извлечения меди из раствора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110586A RU2765894C1 (ru) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Способ обработки раствора подтравливания печатных плат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110586A RU2765894C1 (ru) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Способ обработки раствора подтравливания печатных плат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765894C1 true RU2765894C1 (ru) | 2022-02-04 |
Family
ID=80214686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110586A RU2765894C1 (ru) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Способ обработки раствора подтравливания печатных плат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765894C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU827598A1 (ru) * | 1978-12-01 | 1981-05-07 | Казанский Инженерно-Строительныйинститут | Способ травлени и регенерацииТРАВильНыХ PACTBOPOB |
RU2080414C1 (ru) * | 1993-08-06 | 1997-05-27 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Способ травления и регенерации травильного раствора на основе персульфата аммония |
CN106167915A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-30 | 广东成德电子科技股份有限公司 | 一种印制电路板用电化学酸性蚀刻液的再生回收方法 |
RU2620228C1 (ru) * | 2016-04-18 | 2017-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ электрохимической регенерации медно-аммиачного травильного раствора |
RU2677583C1 (ru) * | 2018-02-16 | 2019-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ регенерации медно-хлоридного травильного раствора |
-
2021
- 2021-04-15 RU RU2021110586A patent/RU2765894C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU827598A1 (ru) * | 1978-12-01 | 1981-05-07 | Казанский Инженерно-Строительныйинститут | Способ травлени и регенерацииТРАВильНыХ PACTBOPOB |
RU2080414C1 (ru) * | 1993-08-06 | 1997-05-27 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Способ травления и регенерации травильного раствора на основе персульфата аммония |
RU2620228C1 (ru) * | 2016-04-18 | 2017-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ электрохимической регенерации медно-аммиачного травильного раствора |
CN106167915A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-30 | 广东成德电子科技股份有限公司 | 一种印制电路板用电化学酸性蚀刻液的再生回收方法 |
RU2677583C1 (ru) * | 2018-02-16 | 2019-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Способ регенерации медно-хлоридного травильного раствора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101768742B (zh) | 一种再生酸性蚀刻液和回收铜的方法及其专用装置 | |
CN100389076C (zh) | 一种电解法降解废水中苯胺或/和硝基苯的方法 | |
CN111560615B (zh) | 一种酸性蚀刻废液在线回收铜、氯气及蚀刻液再生的方法 | |
CN108455680B (zh) | 一种钢铁酸洗废液绿色资源化利用方法 | |
JP2015529740A (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 | |
RU2620228C1 (ru) | Способ электрохимической регенерации медно-аммиачного травильного раствора | |
CN111304444B (zh) | 一种含铬污泥中分离回收铜、铁、锌、镍、铬的处理方法 | |
RU2677583C1 (ru) | Способ регенерации медно-хлоридного травильного раствора | |
JP2010059502A (ja) | 銅エッチング廃液の処理方法及び装置 | |
CN106637215B (zh) | 一种线路板酸性蚀刻废液资源电解氧化剂回用方法 | |
CN113636672A (zh) | 含镍废水的回收方法 | |
RU2765894C1 (ru) | Способ обработки раствора подтравливания печатных плат | |
US3406108A (en) | Regeneration of spent ammonium persulfate etching solutions | |
CN109231650B (zh) | 一种去除硫酸锌生产废液中重金属的方法 | |
JP2007185579A (ja) | 水処理方法及びシステム | |
CN114016034A (zh) | 一种刻蚀废液混酸的回收再利用处理方法 | |
RU2763856C1 (ru) | Способ обработки отработанного раствора блестящего травления меди | |
JP2006176353A (ja) | 銅エッチング廃液から塩酸及び銅を回収する方法 | |
CN113697905B (zh) | 一种同步处理综合废水的方法 | |
JPH0461986A (ja) | 硫酸・過酸化水素エッチング廃液の処理方法 | |
JPS61133192A (ja) | 塩酸含有銅廃液の処理方法 | |
US20050072667A1 (en) | Apparatus and method for electrolytically treating chemical plating waste liquor | |
JPH08276187A (ja) | 亜硫酸塩含有溶液の電気化学的処理方法 | |
CN115432870B (zh) | 一种针对高氨氮或硝态氮废水的电化学回收氨的系统及方法 | |
WO1995023880A1 (en) | Treatement of electrolyte solutions |