SU973671A1 - Способ регенерации неводных растворов дл травлени меди - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ НЕВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ

Изобретение относитс  к химической обработке металлов, в частности к регенерации отработанных ацетонитрильных и ацетонитриловодных травильных растворов, содержащих ионы одно- и двухвалентной меди и двухи трехвалентного железа, и может быть использовано в радиотехнической промышленности в производстве печатных плат.

Известен способ химической регенерации водного травильного раствора , содержащего хлорид двухвалентной меди и сол ную кислоту, путем окислени  кислородсодержащим газом Cl3.

Однако этот метод сложен в техническом исполнении дл  обеспечени  необходимой поверхности и времени контакта регенерируемого раствора и окислител  подача раствора осуществл етс  в тонко дисперсной форме, дл  чего дно регенерационной емкости покрываетс  специальным материалом , кислородсодержащий газ предварительно очищаетс  и подаетс  под давлением.

Известен способ химической регенерации меднохлоридного водного раствора дл  травлени  меди окислением газообразным хлором 2.

Недостатками данного способа  вл ютс  проведение дополнительных операций, св занных с отделением хлорида одновалентной меди, и необходимость специальногооборудовани  дл  работы с газообразным хлором.

Все перечисленные способы химической регенерации предназначены

to дл  отработанных водных травильных растворов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс 

15 способ регенерации неводных растворов дл  травлени  цветных металлов, содержащий хлорное железо или хлорную медь, включающий обработку окислителем . Способ заключаетс  в сле20 дующем: в качестве окислител  дл  регенерации отработанньос водных железохлоридных и меднохлоридных растворов используют газообразный хлор, перекись водорода, кислород

25 или воздух в присутствии сол ной

кислоты 3.

Однако этот способ сложен, так как  вл етс  многостадийным: требует предварительного отделени 

30

1родуктов травлени  путем фильтроанн  двойной соли, выпадающей при обавлении определенного количества лорида а,ммони , соблюдени  опрееленного температурного режима (охлаждение травильного раствора ри кристаллизации и последующий его подогрев) н лишь после этого егенерации окислител . Использование таких окислителей как хлор, кислород требует специального аппаратурного оформлени .

Целью изобретени   вл етс  упроение процесса регенерации.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу, включающему обработку окислителем в кислой среде, в качестве окислител  берут перманганат кали  в количестве 0,51 ,1 г на 1 г стравленной меди, а процесс ведут при рН 1-3.

Процесс травлени  меди в ацетонитрильном железохлоридном растворе описываетс  уравнением

Си + СиСе + РеСЕ.«

В смешанном ацетонитрильном железомеднохлоридном растворе, кроме того, протекает процесс

Си + сисе - 2сисе. . .

Дл  восстановлени  окисл ющих свойств раствора необходимо перевести низшие хлориды металлов (СиСВ и FeCB/j) в высшие (CuCE и )

В предлагаемом способе в качестве окислител  низших хлоридов используют перманганат кали  (КМпО) в кислой среде

PeCej +КМп04 Н РеСЙз +КСе +MnC82 +НаО

сисе +кмпО4н сисе. +ксе+мпсе2 +к,о

Предлагаемый способ.регенерации обеспечивает восстановление трав щих свойств растворов без какихлибо дополнительных операций.

Возможность регенерации всего объема отработанного раствора исключает необходимость отгонки ацетонитрила дл  повторного его использовани  в травильном растворе после каждого цикла. Така  отгонка при регенерации отработанных травильных растворов по предлагаемсхлу способу требуетс  только после проведени  минимум 5 циклов травление - регенераци . Вследствие высокой растворимости хлоридов меди и железа в ймеси ацетонитрил - вода (вода, вводима  с кислотой) не происходит выпадени  осадка продуктов реакции i и тем самым исключаетс  операци  его. отделени . Отделение продуктов реакции в виде раствора не требуетс  ввиду малого объема вводимых при регенерации сол нойкислоты и перманганата кали .

Отработанный травильный раствор подкисл ют до рН 1-3 и к нему добавл ют твердый КМпО в количестве 0,5-1,1 г на 1 г стравленной меди, который раствор етс  при перемешивании . процесс регенерации можно повтор ть по мере уменьшени  окислител 

в травильных растворах.

Увеличение количества KMnOif свыше 1,1 г на 1 г стравленной меди и повышение рН свыше 3 приводит к неполному растворению перманганата

0 кали  и соответственно к неполной регенерации травильного раствора (низка  скорость травлени ). Уменьшение количества КМпО также приводит 5 к. неполному окислению низших хлоридов в высшие и соответственно низким скорост м травлени ,

Исследование процесса регенерации провод т путем измерени  скорости травлени  образцов в отработанном

Q и регенерированном растворах. В качестве образцов используют шайбы из меди марки М-1. Травление провод т в термостатированных  чейках при 25+0, без перемешивани . Скорость

5 травлени  определ ют весовым методом .

В качестве исходного железохлоридного травильного раствора вз т раствор, содержащий 405 г в 1 л ацетонитрила (1,5 м/л )

Скорость травлени  медных образцов

в исходном растворе 5,5 мг/см -мин. Пример 1,В исходный раствор стравливают 45 г/л металлической меди (количество, соответствующее

5 рабочей емкости, т.е. до уменьшени  скорости травлени  в 2 раза по сравнению с начальной).

Добавл ют 22,5 г КМпО (0,5 г КМпО на 1 г стравленной меди) при

0 подкислении сол ной кислотой до рН 1, Затем определ ют скорость травлени  медных образцов в полученном регенерированном растворе. Цикл травление - регенераци  повтор ют 3 раза.

Пример 2. В исходный раствор стравливают 45 г/л металлической меди, регенерируют добавлением 36 г КМпО4 (0,8 г КМПО4 на 1 г стравп ленной меди) при подкислении сол ной кислотой до рН, равного 2. Цикл травление - регенераци  повтор ют 3 раза.

Пример 3. В исходный раствор стравливают 45 т/л металлической меди. Рчгенерируют 53 г КМпО4 (1,1 г КМпОф на 1 г стравленной меди) при подкислении сол ной кислотой до рН 1. В результате повторени  циклов регенерации первоначальна  скорость

0 травлени  также возрастает, что объ сн етс  накоплением в растворе хлорной меди и колеблетс  в пределах 25,9-27,2 мг/см -мин.

В случае железнохлоридного раствора (примеры 1-3) существенное

увеличение скорости вызвано тем, что при стравливании указанного количества меди получаетс  смешанный раствор с оптимальным соотношением Сисе, /FeCfa .

В качестве исходного смешанного ацетонитриловодного раствора вз т раствор 232 г/л РеС, б HjO и 24 г/л CuCfj aHjO в ацетонитриле (суммарна  концентраци  окислителей 1 моль/л, соотношение РеС, tCuCfj 6:1). Скорость травлени  в первоначальном ра створе 8,7 мг/сммин.

Пример 4. В исходный раствор стравливают 20 г/л металлической меди (количество, соответствующее рабочей емкости, т.е. до уменьшени  скорости травлени  в 2 раза по сравнению с начальной). Добавл ют 10 г/л КМпО (0,5 г КМпО на 1 г стравленной меди) при подкислении, сол ной

1

45

45

45

2

45

45

45

4

20

20

кислотой до рН 3, Затем определ ют скорость травлени  медных образцов в полученном регенерированном растворе; Цикл травление - регенераци  повтор ют 3 раза.

Пример 5, В исходный раствор стравливают 20 г/л КМпО4 (0,8 г КМпО на 1 г стравленной меди) при подкислении сол ной кислотой до рН 2. Цикл травление - регенераци  повтор ют 3 раза.

Прим,ер 6. В исходный раствор стравливают 20 г/л металлической меди, регенерируют добавлением 22 г/л КМпО4 (1,1 г КМпОд на 1 г стравленной меди) при подкислении сол ной кислотой до рН 1. Цикл травление - регенераци  повтор ли 5 раз.

Результаты экспериментов приведе в таблице

22,5

16,4

18,5

22,5

20

22,5

22,7

36

0,55

25,3

36

0,19

26

36

8,5

10

8,4

10

Продолжение таблицы

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ регенерации неводных растворов для травления меди, преимущественно ацетонитрильных, содержащих хлорное железо (111) и хлорную *5 медь (11), включающий обработку окис* лителем, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса регенерации, в качестве окислителя берут перманганат калия в коли50 честве 0,5-1,1 г на 1 г стравленной меди, а процесс ведут при pH 1-3,