TWI558857B - 可擴充式線上電解回收設備 - Google Patents

Description

可擴充式線上電解回收設備

本發明係有關於製程處理液回收設備，特別係有關於一種可擴充式線上電解回收設備。

目前如金、銀等貴金屬鍍層係以電鍍方式形成工件表面，廣泛運用於飾品、印刷電路板、半導體等製程中，而在電鍍之後貴金屬電鍍處理液仍殘留有微量的貴金屬，倘若直接排放則會造成環境污染與貴金屬成本浪費。故目前各電鍍處理廠無不致力於高比例的回收剩餘貴金屬，而常用的貴金屬回收方法是樹脂交換。

我國發明專利公告I239320號揭示一種「氰系電鍍廢水回收再利用之方法」，其係將氰化物電鍍廢水先經由樹脂之交換處理，而使有毒之氰化物重金屬物質含於樹脂中、分離得乾淨之水再利用，後再以陰離子再生劑，使有毒氰化物重金屬物質自樹脂中脫離，樹脂可再利用，而脫離之氰化物重金屬物質再以正、負電之電極電解之，得使氰化物(CN)破壞呈氮氣(N₂)、二氧化碳(CO₂)及清水，得無毒性，而其中之重金屬物質則吸附於負(陰)極電極，即可回收此重金屬物質。因此，此一習知專利前案是依序進行樹脂交換、再生劑處理與電解破壞，然而真正的問題在於樹脂交換過程中因氰化物電鍍廢水的氧化態造成離子交換樹脂之長菌與結塊現象。並且，貴金屬電鍍製程中，氰化物電鍍廢水的排放量時多時少， 其貴金屬濃度亦相當不穩定，導致生產線上同時回收處理之困難。

如第1圖所示，習知貴金屬回收系統10係包含複數個電鍍處理液儲槽11與一樹脂塔回收設備13，利用輸送泵13將其中一電鍍處理液儲槽11內的電鍍處理液輸送到該樹脂塔回收設備13，由於電鍍處理液內貴金屬濃度的不穩定，有必要回流到其它的電鍍處理液儲槽11，再次的導入到該樹脂塔回收設備13，如此重複的進行樹脂交換作業，以降低電鍍處理液內貴金屬濃度。然而，在重複的樹脂交換過程中，電鍍處理液本身具備容易長菌的氧化環境，這導致了樹脂塔回收設備13的真菌生長與結塊產生，進而造成樹脂塔回收設備13的管線阻塞與爆管之問題。

為了解決上述之問題，本發明之主要目的係在於一種可擴充式線上電解回收設備，可在貴金屬電鍍製程中同時進行生產線上貴金屬回收作業，並且改善習知因樹脂塔回收設備的長菌與結塊現象導致的管線阻塞與爆管之問題。

本發明之次一目的係在於一種可擴充式線上電解回收設備，能具備對貴金屬濃度之自我稀釋與自體補充電解質之功能，以達到可擴充式線上電解回收的免維護長時間操作。

本發明之再一目的係在於一種可擴充式線上電解回 收設備，能在貴金屬電鍍生產線上的電解回收過程中進行電解模組裝置的維修與更換，而不影響線上運轉亦不會造成回收損失。

本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。本發明揭示一種可擴充式線上電解回收設備係設置於一第一電鍍處理液儲槽與一樹脂塔回收設備之間，該可擴充式線上電解回收設備係包含一自我稀釋循環槽、一連續式多隔間電解槽以及複數個電解模組裝置。該自我稀釋循環槽係具有一處理液入口、一排放出口、一循環導出口以及一循環回流口。該連續式多隔間電解槽係具有複數個或高或低間設之上下水流擋板，以形成複數個供槽內處理液上下波形流動之電解室，該些電解室之一側係連通至該循環導出口，該些電解室之另一側係連通至該循環回流口。該些電解模組裝置係可選擇性安裝在該些電解室內。

本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，該連續式多隔間電解槽係可更具有一溢流擋板，其高度係不高於該些上水流擋板，該溢流擋板在相對遠離該些電解室之一側底部係連通至該循環回流口。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，該連續式多隔間電解槽係可設置於該自我稀釋循環槽之上方。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，該些電解室 係可相互連通在該些上水流擋板之底部以及相互連通在該些下水流擋板之上緣。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，每一電解模組裝置係可包含一臥式電解筒。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，該臥式電解筒之軸心係可設置為一電解陰極。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，該自我稀釋循環槽係可更具有一調整液入口，其係分流連通至該樹脂塔回收設備之流出端。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，用以連接該調整液入口之管線係可設置有一局部回流閥。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，可另包含一第一輸送泵與一第二輸送泵，其中該第一輸送泵係連接於該處理液入口之管線，該第二輸送泵係連接於該循環導出口之管線，而該排放出口係為溢流出水之型態。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，可另包含一緩衝槽，係連通至該排放出口，並藉由一第三輸送泵連通至一第二電鍍處理液儲槽，而該第二電鍍處理液儲槽係以一第四輸送泵連通至該樹脂塔回收設備。

在前述之可擴充式線上電解回收設備中，該處理液入口與該循環回流口係可鄰近地位於該自我稀釋循環槽之同一側，而該排放出口與該循環導出口係可分別位於該自我稀釋循環槽之另一相對側之上下端，並且該處理液入口與該排放出口之間係設置有一上部分隔擋板。

以下將配合所附圖示詳細說明本發明之實施例，然應注意的是，該些圖示均為簡化之示意圖，僅以示意方法來說明本發明之基本架構或實施方法，故僅顯示與本案有關之元件與組合關係，圖中所顯示之元件並非以實際實施之數目、形狀、尺寸做等比例繪製，某些尺寸比例與其他相關尺寸比例或已誇張或是簡化處理，以提供更清楚的描述。實際實施之數目、形狀及尺寸比例為一種選置性之設計，詳細之元件佈局可能更為複雜。

依據本發明之一較佳實施例，一種可擴充式線上電解回收設備舉例說明於第2圖安裝在一貴金屬回收系統20之設置示意圖。本發明之可擴充式線上電解回收設備200係設置於該貴金屬回收系統20之一第一電鍍處理液儲槽21與一樹脂塔回收設備22之間。該可擴充式線上電解回收設備200係包含一自我稀釋循環槽210、一連續式多隔間電解槽220以及複數個電解模組裝置230。其中，該連續式多隔間電解槽220係舉例說明於第3圖之上視示意圖、第4圖之截面示意圖。該連續式多隔間電解槽220之其中一電解室223係可參見第5圖之截面示意圖。

該自我稀釋循環槽210係具有一處理液入口211、一排放出口212、一循環導出口213以及一循環回流口214。其中，該處理液入口211係直接連通至該第一電鍍處理液儲槽21，該排放出口212係間接連通至該樹脂塔 回收設備22。而在該自我稀釋循環槽210內導入之稀釋液係主要為電鍍處理液經過該連續式多隔間電解槽220進行電解後之回流溶液，在線上處理的滿水位狀態下可不需要加入純水進行稀釋。在一具體實施例中，該處理液入口211與該循環回流口214係可鄰近地位於該自我稀釋循環槽210之同一側，而該排放出口212與該循環導出口213係可分別位於該自我稀釋循環槽210之另一相對側之上下端，並且該處理液入口211與該排放出口212之間係設置有一上部分隔擋板216，藉以使得在該排放出口212處達到更均勻的混合稀釋效果。更具體地，該可擴充式線上電解回收設備200係可另包含一第一輸送泵251與一第二輸送泵252，其中該第一輸送泵251係連接於該處理液入口211之管線，該第二輸送泵252係連接於該循環導出口213之管線，而該排放出口212係為溢流出水之型態，藉以使得該自我稀釋循環槽210的排出量約略等於由該第一輸送泵251傳送之導入量，並維持該自我稀釋循環槽210為滿水位狀態下進行循環式電解稀釋作業。在本實施例中，該第一電鍍處理液儲槽21係可儲放貴金屬濃度在100 ppm以上之氧化態電鍍處理液，例如包含氰化鉀(KCN)與氰化金(Au(CN)₂)之溶液，在本實施例中所指之貴金屬係可為金(Au)。經過該自我稀釋循環槽210之稀釋作用與該連續式多隔間電解槽220之電解作用，在該自我稀釋循環槽210內之電鍍處理液係可具有約為10~20 ppm之貴金屬濃度且逐漸處 理為還原態，進而消除了真菌生長環境。

該連續式多隔間電解槽220係具有複數個或高或低間設之上水流擋板221與下水流擋板222，以形成複數個供槽內處理液上下波形流動之電解室223(如第4圖箭頭所示之流動路徑)，該些電解室223之一側係連通至該循環導出口213，該些電解室223之另一側係連通至該循環回流口214。該些電解模組裝置230係可選擇性安裝在該些電解室223內。

當持續經由該循環導出口213將稀釋後之電鍍處理液傳輸至該連續式多隔間電解槽220時，該些電解室223係可相互連通在該些上水流擋板221之底部以及相互連通在該些下水流擋板222之上緣。

較佳地，該連續式多隔間電解槽220係可更具有一溢流擋板224，其高度係不高於該些上水流擋板221，該溢流擋板224在相對遠離該些電解室223之一側底部係連通至該循環回流口214。故經過該些電解模組裝置230之電解作業之後的電鍍處理液中貴金屬濃度會逐間地降低，當水位液面超過該溢流擋板224便可溢流出水。當該連續式多隔間電解槽220在滿水位時(即水位液面到達該溢流擋板224)，由該循環導出口213導入的電鍍處理液之注入體積會相當於由該循環回流口214排出的電鍍處理液之排放體積，即是該連續式多隔間電解槽220呈現不增不減的狀態。更具體地，該溢流擋板224之高度係不低於或等於該些下水流擋板222之高度。此外， 該連續式多隔間電解槽220係可設置於該自我稀釋循環槽210之上方，可達到使電鍍處理液在連續電解之後以無動力方式回流至該自我稀釋循環槽210。

在本實施例中，每一電解模組裝置230係可包含一臥式電解筒231，使其具有抽取簡單與更換容易之優點。更具體地，該臥式電解筒231之軸心係可設置為一電解陰極233，該臥式電解筒231之筒內壁可設置有一管狀電解陽極234。並可利用一馬達232提供該臥式電解筒231之電解電壓以及傳送電鍍處理液進入該臥式電解筒231之電力，該馬達232係為該臥式電解筒231專用之獨立循環馬達，此一結構不僅省電亦具有電解效率好之功效。

電解陰極反應式： Au⁺+e^- → Au

O₂+2H₂O+4e^- → 4OH^-

電解陽極反應式(含水解)： CN^-+2OH^- → CNO^-+H₂O+2e^-

2CNO^-+4OH^- → N₂↑+2CO₂↑+2H₂O+6e^-

CNO^-+2H₂O → NH₄ ⁺+CO₃ ^-2 (水解)

經試驗得知，貴金屬濃度在10 ppm以上之稀釋後電鍍處理液在由該循環導出口213導入並且上下波形流動經過該連續式多隔間電解槽220之多個電解室223之後，其貴金屬濃度可由降低至在該循環回流口214之5 ppm以下。在具體操作中，一開始該自我稀釋循環槽210 內之電鍍處理液係可具有約為100 ppm左右之貴金屬(如Au(KCN))濃度且逐漸處理為還原態，處理時間在四小時以後，溶解氧(ORP)由+3mV至-190mV左右，貴金屬濃度在四小時處理時間後可降低至55 ppm左右，貴金屬濃度在十八小時處理時間後可降低至20 ppm以下，而溶解氧(ORP)則保持在-190mV左右的還原態。

因此，本發明之可擴充式線上電解回收設備200係可在貴金屬電鍍製程中同時進行生產線上貴金屬回收作業，並且改善習知因樹脂塔回收設備的長菌與結塊現象導致的管線阻塞與爆管之問題。並且，本發明之可擴充式線上電解回收設備200係可與習知樹脂塔回收設備22搭配構成兩段式之貴金屬回收系統20，分別進行高濃度貴金屬回收與低濃度貴金屬回收，故能徹底而有效的回收貴金屬。

此外，較佳地，該自我稀釋循環槽210係可更具有一調整液入口215，其係分流連通至該樹脂塔回收設備22之流出端。故由該樹脂塔回收設備22流出之陰離子可補充作為前段電解作業所需要的電解質，便能使得該可擴充式線上電解回收設備200除了能對貴金屬濃度之自我稀釋之外，更具有自體補充電解質與加速電解反應之功能，以達到可擴充式線上電解回收的免維護長時間操作。此外，用以連接該調整液入口215之管線係可設置有一局部回流閥240，可提供約該樹脂塔回收設備22流出液三分之一之排出量回流到該自我稀釋循環槽210。

上述電解質反應式為： Cl^-+H₂O → ClO^-+H₂↑

CN^-+ClO^- → CNO^-+Cl^-

故電解質(Cl^-)的添加可加速氰基(CN^-)的電解反應。

更具體地，該可擴充式線上電解回收設備200係可另包含一緩衝槽260，係連通至該排放出口212，並藉由一第三輸送泵253連通至一第二電鍍處理液儲槽270，而該第二電鍍處理液儲槽270係以一第四輸送泵254連通至該樹脂塔回收設備22。該緩衝槽260與該輸送泵253係用以提供該自我稀釋循環槽210與該第二電鍍處理液儲槽270之間的水位輸送，可運用於該自我稀釋循環槽210與該第二電鍍處理液儲槽270為同一水平面設置或是該第二電鍍處理液儲槽270之設置水平較高於該自我稀釋循環槽210之設置水平。另外，當現場此兩單元若能重力輸送，例如該自我稀釋循環槽210之設置水平較高於該第二電鍍處理液儲槽270之設置水平，則該緩衝槽260及該輸送泵253則可省略。

第6圖係為本發明之一變化實施例，用以繪示電解模組裝置230可選擇性安裝在電解室223內。與前述實施例這般相同地，一可擴充式線上電解回收設備亦包含一自我稀釋循環槽210、一連續式多隔間電解槽220以及複數個電解模組裝置230。該連續式多隔間電解槽220在其內電解室223之兩側係可分別連通至該自我稀釋循環槽210之循環導出口213與循環回流口214。可依需 要增加或減少該些電解模組裝置230之安裝數量，當電鍍處理液的排出量較小或是貴金屬濃度較低時，該些電解模組裝置230之安裝數量係可小於該些電解室223之選擇性安裝在該些電解室223內；反之，當貴金屬電鍍製程的電鍍處理液增加時，可選擇性增加該電解模組裝置230之安裝數量。並且，此一架構能在貴金屬電鍍生產線上的電解回收過程中進行電解模組裝置230的維修與更換，當一個或部份之電解模組裝置230損壞或需要停機維修時亦不影響線上運轉亦不會造成回收損失。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本項技術者，在不脫離本發明之技術範圍內，所作的任何簡單修改、等效性變化與修飾，均仍屬於本發明的技術範圍內。

10‧‧‧貴金屬回收系統

11‧‧‧電鍍處理液儲槽

12‧‧‧樹脂塔回收設備

13‧‧‧輸送泵

20‧‧‧貴金屬回收系統

21‧‧‧第一電鍍處理液儲槽

22‧‧‧樹脂塔回收設備

200‧‧‧可擴充式線上電解回收設備

210‧‧‧自我稀釋循環槽

211‧‧‧處理液入口

212‧‧‧排放出口

213‧‧‧循環導出口

214‧‧‧循環回流口

215‧‧‧調整液入口

216‧‧‧上部分隔擋板

220‧‧‧連續式多隔間電解槽

221‧‧‧上水流擋板

222‧‧‧下水流擋板

223‧‧‧電解室

224‧‧‧溢流擋板

230‧‧‧電解模組裝置

231‧‧‧臥式電解筒

232‧‧‧馬達

233‧‧‧電解陰極

234‧‧‧管狀電解陽極

240‧‧‧局部回流閥

251‧‧‧第一輸送泵

252‧‧‧第二輸送泵

253‧‧‧第三輸送泵

254‧‧‧第四輸送泵

260‧‧‧緩衝槽

270‧‧‧第二電鍍處理液儲槽

第1圖：習知貴金屬回收系統之設置示意圖。

第2圖：依據本發明之一較佳實施例，貴金屬回收系統使用一種可擴充式線上電解回收設備之設置示意圖。

第3圖：依據本發明之一較佳實施例，該可擴充式線上電解回收設備之連續式多隔間電解槽之上視示意圖。

第4圖：依據本發明之一較佳實施例，該連續式多隔間 電解槽之截面示意圖。

第5圖：依據本發明之一較佳實施例，該連續式多隔間電解槽之一電解室之截面示意圖。

第6圖：依據本發明之一變化實施例，該可擴充式線上電解回收設備之另一連續式多隔間電解槽之上視示意圖。

20‧‧‧貴金屬回收系統

21‧‧‧第一電鍍處理液儲槽

22‧‧‧樹脂塔回收設備

200‧‧‧可擴充式線上電解回收設備

210‧‧‧自我稀釋循環槽

211‧‧‧處理液入口

212‧‧‧排放出口

213‧‧‧循環導出口

214‧‧‧循環回流口

215‧‧‧調整液入口

216‧‧‧上部分隔擋板

220‧‧‧連續式多隔間電解槽

222‧‧‧下水流擋板

230‧‧‧電解模組裝置

240‧‧‧局部回流閥

251‧‧‧第一輸送泵

252‧‧‧第二輸送泵

253‧‧‧第三輸送泵

254‧‧‧第四輸送泵

260‧‧‧緩衝槽

270‧‧‧第二電鍍處理液儲槽

Claims (11)

1. 一種可擴充式線上電解回收設備，係設置於一第一電鍍處理液儲槽與一樹脂塔回收設備之間，該可擴充式線上電解回收設備係包含：一自我稀釋循環槽，係具有一處理液入口、一排放出口、一循環導出口以及一循環回流口；一連續式多隔間電解槽，係具有複數個或高或低間設之上下水流擋板，以形成複數個供槽內處理液上下波形流動之電解室，該些電解室之一側係連通至該循環導出口，該些電解室之另一側係連通至該循環回流口；以及複數個電解模組裝置，係選擇性安裝在該些電解室內，藉以維持該自我稀釋循環槽為滿水位狀態下進行循環式電解稀釋作業。
2. 依據申請專利範圍第1項之可擴充式線上電解回收設備，其中該連續式多隔間電解槽係更具有一溢流擋板，其高度係不高於該些上水流擋板，該溢流擋板在相對遠離該些電解室之一側底部係連通至該循環回流口。
3. 依據申請專利範圍第2項之可擴充式線上電解回收設備，其中該連續式多隔間電解槽係設置於該自我稀釋循環槽之上方。
4. 依據申請專利範圍第1項之可擴充式線上電解回收設備，其中該些電解室係相互連通在該些上水流擋 板之底部以及相互連通在該些下水流擋板之上緣。
5. 依據申請專利範圍第1項之可擴充式線上電解回收設備，其中每一電解模組裝置係包含一臥式電解筒。
6. 依據申請專利範圍第5項之可擴充式線上電解回收設備，其中該臥式電解筒之軸心係設置為一電解陰極。
7. 依據申請專利範圍第1項之可擴充式線上電解回收設備，其中該自我稀釋循環槽係更具有一調整液入口，其係分流連通至該樹脂塔回收設備之流出端。
8. 依據申請專利範圍第7項之可擴充式線上電解回收設備，其中用以連接該調整液入口之管線係設置有一局部回流閥。
9. 依據申請專利範圍第1項之可擴充式線上電解回收設備，另包含一第一輸送泵與一第二輸送泵，其中該第一輸送泵係連接於該處理液入口之管線，該第二輸送泵係連接於該循環導出口之管線，而該排放出口係為溢流出水之型態。
10. 依據申請專利範圍第9項之可擴充式線上電解回收設備，另包含一緩衝槽，係連通至該排放出口，並藉由一第三輸送泵連通至一第二電鍍處理液儲槽，而該第二電鍍處理液儲槽係以一第四輸送泵連通至該樹脂塔回收設備。
11. 依據申請專利範圍第9項之可擴充式線上電解回收設備，其中該處理液入口與該循環回流口係鄰近地 位於該自我稀釋循環槽之同一側，而該排放出口與該循環導出口係分別位於該自我稀釋循環槽之另一相對側之上下端，並且該處理液入口與該排放出口之間係設置有一上部分隔擋板。