CN109881200B - 一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法 - Google Patents

一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，包括以下步骤：(1)蚀刻废液产生；(2)电解：电解蚀刻废液，获得阴极铜板，再生液流回循环冷凝槽；(3)再生液收集与调配：调配后形成的蚀刻再生液回流至蚀刻生产线中使用，同时执行步骤(4)；(4)酸洗：将阴极铜板移至酸性中和槽中，酸性溶液将阴极铜板表面液体中和掉；(5)一道水洗：将阴极铜板移至一道水洗槽中，清水将阴极铜板表面液体清洗掉；(6)抗氧化：将阴极铜板移至抗氧化槽中，抗氧化剂溶液对阴极铜板表面进行抗氧化处理，在其表面附着抗氧化层，移出，将铜从阴极板上拆下。本发明提供的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，可实现蚀刻废液完全循环再生、及高纯度铜高效回收。

Description

一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法
技术领域
本发明涉及蚀刻液处理领域，尤其涉及一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法。
背景技术
线路板制造流程中的蚀刻工序,是线路板制造的一道重要工序,此工序过程中产生的废液是一种高含铜量的废液(含铜110-160克/升)。对此蚀刻废液，最传统的做法是由当地有资质的回收公司把废液拉走，然后使用化学方法(中和法或置换法)回收废液内的铜做成海绵铜或硫酸铜。这些方法工艺落后，铜回收不彻底，处理的经济效益不明显，提完铜后的废液直接外排，造成“二次污染”，对当地水体生态***造成较大破坏。
因此，市面上出现了众多的蚀刻液再生及铜回收方法，采用电解的方式获得阴极铜板，虽然对蚀刻液再生与铜回收上有了进一步的成效，但依然存在以下几点不足：
(1)在各个工序中依然有废液排放的现象，无法做到整个***完全回收再利用，零排放的效果；
(2)阴极铜板表面易被氧化，发黑，纯度低；
(3)阴极板上四周都会长铜，且铜分布不均匀，四周被很厚的铜包裹，而中间薄，厚度不一致，阴极板上铜的有效面积小，导致后续很难将铜拆下来；
(4)在电解的过程中，挥发出的有害气体溢出，对人体有害。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于提供一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，可实现蚀刻废液完全循环再生、及高纯度电解铜产品的高效回收。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)蚀刻废液产生：由蚀刻生产线产生的蚀刻废液储存于废液收集槽中，废液收集槽中的蚀刻废液添加至循环冷凝槽中，循环冷凝槽中的蚀刻废液添加至电解槽中；
(2)电解：由电解槽对蚀刻废液进行电解，在阴极板表面上沉积铜层，获得阴极铜板，同时，产生的再生液在液位高于预设值时流回至循环冷凝槽中；
(3)再生液收集与调配：将循环冷凝槽中的再生液收集至再生液收集槽中，然后对再生液收集槽中的再生液进行Cu2+、NH4 +、Cl-与PH值化验，根据化验结果确定所需添加的氨与氯化铵的量，使形成的蚀刻再生液符合蚀刻需求，再回流至蚀刻生产线中使用，于此同时执行步骤(4)；
(4)酸洗：将阴极铜板移至酸性中和槽中，酸性中和槽中的酸性溶液将阴极铜板表面残留的碱性液体中和掉；
(5)一道水洗：将阴极铜板移至一道水洗槽中，一道水洗槽中的清水将阴极铜板表面残留的酸性液体清洗掉；
(6)抗氧化：将阴极铜板移至抗氧化槽中，抗氧化槽中的抗氧化剂溶液对阴极铜板表面进行抗氧化处理，在阴极铜板表面附着一抗氧化层，最后将附着有抗氧化层的阴极铜板移出，并将铜从阴极板上拆下即可。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(6)还包括以下步骤：在阴极铜板经过抗氧化槽的开口处时，由开口处风刀上的条形出风口吹出高速风，将阴极铜板表面吹干。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(6)中，开口处风刀上的条形出风口以向下倾斜20-40°的方向吹出高速风。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(2)中，电解槽两端内侧分别形成有供阴极板端部由上至下***的两个纵向条形插槽，且该两个纵向条形插槽分布于电解槽端部的两侧边上，阴极板两端***纵向条形插槽中之后，阴极板外侧面与电解槽内壁相靠近贴合，则电解时铜层只沉积于阴极板的内侧表面上。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(5)还包括以下步骤：对一道水洗后的阴极铜板移至二道水洗槽中，二道水洗槽中的清水对阴极铜板表面进行二次水洗。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)还包括以下步骤：将电解过程中的电解液通入检测缸中，由检测缸中的比重计对电解液进行比重检测，根据检测结果分析出电解液中铜离子含量，若分析出铜离子含量低于25-35g/L时，则控制水泵往电解槽中添加蚀刻废液，直到比重计检测分析出的铜离子含量在25-35g/L范围内。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(1)中，循环冷凝槽内部通过一隔板隔开，形成一废液槽与一再生液槽，废液收集槽中的蚀刻废液添加至废液槽中冷却，电解时产生的再生液回流至再生液槽中冷却；当再生液槽中的液位计检测到再生液槽中液体达到一定水位后，将再生液槽中的再生液抽到再生液收集槽中进行调配。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤(4)中，酸性中和槽中的酸性溶液为弱硫酸。
作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)还包括以下步骤：电解完之后，将电解槽内的电解液抽走，然后，采用外部抽风机通过电解槽内底部的抽气孔将电解槽内的有害气体抽出收集起来，同时，由外部鼓风机通过电解槽内底部的进气管上的数个进气孔将外部新鲜的空气带入电解槽内，形成空气循环。
本发明的有益效果为：
(1)可实现蚀刻废液完全循环再生，并获得高经济价值的高纯度电解铜产品；整个生产过程为闭路循环，达到完全无废水、废气排放，对PCB行业实现清洁生产和循环经济具有里程碑的意义；
(2)通过增设后处理流程，对阴极铜板进行抗氧化处理，使得在阴极铜板表面附着抗氧化层，有效防止阴极铜板氧化发黑，由此，获得高纯度、无氧化、光亮的阴极铜板；同时，通过抗氧化槽开口处的风刀，吹出高速风，将阴极铜板表面吹干，有效防止阴极铜板表面被氧化，提高抗氧化性能，从而进一步提高阴极铜板的纯度与光亮度；
(3)通过将阴极板两端***到纵向条形插槽中，则在阴极板端部表面与纵向条形插槽内壁之间、及阴极板外侧面与电解槽内壁之间几乎无铜离子存在，由此，在阴极板端部表面(靠边上)、及阴极板外侧面上长铜很少，甚至不长铜，而仅仅在阴极板内侧表面上(除了端部表面)附上了一层铜，且铜分布均匀，厚度一致，阴极板上铜的有效面积大，便于后续将铜拆下来，有效杜绝了阴极板上铜层四周厚、中间薄现象的发生；
(4)通过对电解槽内的电解液比重进行检测，以获知电解液中铜离子的含量，当出现铜离子含量过低，可及时控制加入蚀刻废液，使得电解液中铜离子的含量符合要求，保证电解过程的正常进行；而且，每隔开一两个小时只添加几分钟，比传统的流量控制添加方式更精确，大幅度节省电力，降低成本；
(5)通过电解槽上由抽气孔、带进气孔的进气管等结构相结合形成的空气循环通道，快速有效的将电解槽内产生的有害气体抽出，并将外部新鲜的空气带入电解槽内，由此，当操作员接近打开状态的电解槽时，不会受到有害气体的污染。
上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为实施例一的流程图；
图2为实施例一中碱性蚀刻液再生及其铜回收***的部分结构示意图；
图3为实施例一中抗氧化槽的结构示意图；
图4为实施例一中风刀的结构示意图；
图5为实施例一中电解槽的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。
实施例一：
请参照图1与图2，本实施例提供一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，包括以下步骤：
(1)蚀刻废液产生：由蚀刻生产线产生的蚀刻废液储存于废液收集槽中，废液收集槽中的蚀刻废液添加至循环冷凝槽2中，循环冷凝槽2中的蚀刻废液添加至电解槽3中；
(2)电解：由电解槽3对蚀刻废液进行电解，在阴极板表面上沉积铜层，获得阴极铜板，同时，产生的再生液在液位高于预设值时流回至循环冷凝槽2中；
(3)再生液收集与调配：将循环冷凝槽2中的再生液收集至再生液收集槽中，然后对再生液收集槽中的再生液进行Cu2+、NH4 +、Cl-与PH值化验，根据化验结果确定所需添加的氨与氯化铵的量，使形成的蚀刻再生液符合蚀刻需求，再回流至蚀刻生产线中使用，于此同时执行步骤(4)；
(4)酸洗：将阴极铜板移至酸性中和槽4中，酸性中和槽4中的酸性溶液将阴极铜板表面残留的碱性液体中和掉，该酸性溶液为弱硫酸；
(5)一道水洗：将阴极铜板移至一道水洗槽5中，一道水洗槽5中的清水将阴极铜板表面残留的酸性液体清洗掉；
(6)抗氧化：将阴极铜板移至抗氧化槽7中，抗氧化槽7中的抗氧化剂溶液对阴极铜板表面进行抗氧化处理，在阴极铜板表面附着一抗氧化层，最后将附着有抗氧化层的阴极铜板移出，并将铜从阴极板上拆下即可。
所述步骤(5)还包括以下步骤：对一道水洗后的阴极铜板移至二道水洗槽6中，二道水洗槽6中的清水对阴极铜板表面进行二次水洗。
在所述步骤(1)中，循环冷凝槽2内部通过一隔板隔开，形成一废液槽21与一再生液槽22，废液收集槽中的蚀刻废液添加至废液槽21中冷却，电解时产生的再生液回流至再生液槽22中冷却；当再生液槽22中的液位计检测到再生液槽22中液体达到一定水位后，将再生液槽22中的再生液抽到再生液收集槽中进行调配。
本实施例还提供了实施上述方法的碱性蚀刻液再生及其铜回收***，如图2与图5所示，其包括一机台1与一控制器，在该机台1上依次形成有循环冷凝槽2、若干电解槽3、酸性中和槽4、一道水洗槽5、二道水洗槽6与抗氧化槽7，其中，该若干电解槽3连通至循环冷凝槽2。在电解槽3中设置有一阳极板8、及位于阳极板8两侧的一阴极板9。
本实施例对蚀刻废液进行直接电解，获得阴极铜板。然后，依次进行酸性中和、水洗与抗氧化处理，通过对阴极铜板表面进行抗氧化处理，使得在阴极铜板表面附着抗氧化层，可有效防止阴极铜板氧化发黑(无氧化铜生成)，由此，获得高纯度、无氧化、光亮的阴极铜板。
本实施例所述步骤(6)还包括以下步骤：在阴极铜板经过抗氧化槽7的开口处时，由开口处风刀71上的条形出风口711吹出高速风，将阴极铜板表面吹干。进一步的，开口处风刀71上的条形出风口711以向下倾斜20-40°的方向吹出高速风，优选的，开口处风刀71上的条形出风口711以向下倾斜30°的方向吹出高速风，具体结构如图3与图4所示。
当阴极铜板经过抗氧化槽7的开口处时，由鼓风机向风刀71的风腔内鼓风，则由数个条形出风口711吹出高速风，将阴极铜板表面吹干，有效防止阴极铜板表面被氧化，提高抗氧化性能，从而提高阴极铜板的纯度与光亮度。
实施例二：
本实施例与实施例一的主要区别在于：在所述步骤(2)中，如图5所示，电解槽3两端内侧分别形成有供阴极板9端部由上至下***的两个纵向条形插槽31，且该两个纵向条形插槽31分布于电解槽3端部的两侧边上，阴极板9两端***纵向条形插槽31中之后，阴极板9外侧面与电解槽3内壁相靠近贴合，则电解时铜层只沉积于阴极板9的内侧表面上。
由于阴极板9端部***到了纵向条形插槽31中，则阴极板9端部表面与纵向条形插槽31内壁之间几乎没有缝隙，且阴极板9外侧面与电解槽3内壁相靠近贴合，则阴极板9外侧面与电解槽3内壁之间也几乎没有缝隙，因此，在阴极板9端部表面与纵向条形插槽31内壁之间、及阴极板9外侧面与电解槽3内壁之间电解液很少，几乎没有，即在这两个位置处电解液交换量很少，甚至没有，即在这两个位置处无铜离子的存在。由此，在阴极板9端部表面(靠边上)、及阴极板9外侧面上长铜很少，甚至不长铜，而仅仅在阴极板9内侧表面上(除了端部表面)附上了一层铜，且铜分布均匀，厚度一致，阴极板上铜的有效面积大，便于后续将铜拆下来，有效杜绝了阴极板9上铜层四周厚、中间薄现象的发生。
实施例三：
本实施例与实施例一或实施例二的主要区别在于：所述步骤(2)还包括以下步骤：将电解过程中的电解液通入检测缸中，由检测缸中的比重计对电解液进行比重检测，根据检测结果分析出电解液中铜离子含量，若分析出铜离子含量低于25-35g/L时，则控制水泵往电解槽中添加蚀刻废液，直到比重计检测分析出的铜离子含量在25-35g/L范围内。
通常情况下，电解液中铜离子含量为25-35g/L时，符合要求。由于蚀刻废液中铜离子的含量为110-160g/L，因此，在电解液中铜离子含量低于25-35g/L时，可以通过加入蚀刻废液的方式，将电解液中铜离子含量调节至符合范围。具体检测时，由比重计对电解液的比重进行检测，而电解液中含有一定量的铜离子，当检测到电解液的比重在预定的范围内时，说明铜离子含量在预定的范围内，则说明电解液中铜离子含量在25-35g/L范围内，符合要求；而当检测到电解液的比重低于该范围内时，说明铜离子含量低于规定范围，则说明电解液中铜离子含量低于25-35g/L范围，则由控制器控制水泵将蚀刻废液加入到电解槽3中，直到比重计检测到电解液中铜离子含量符合要求，才停止加入蚀刻废液。
实施例四：
本实施例与实施例一至实施例三中任一实施例的主要区别在于：所述步骤(2)还包括以下步骤：电解完之后，将电解槽内的电解液抽走，然后，采用外部抽风机通过电解槽内底部的抽气孔将电解槽内的有害气体抽出收集起来，同时，由外部鼓风机通过电解槽内底部的进气管上的数个进气孔将外部新鲜的空气带入电解槽内，形成空气循环。
在电解完成后，将电解槽3内的电解液抽走后，采用外部抽风机通过抽气孔将电解槽3内的有害气体抽出，同时，由外部鼓风机通过进气管上的数个进气孔将外部新鲜的空气带入电解槽3内，由此，当操作员接近打开状态的电解槽3时，不会受到有害气体的污染，从而提高生产的安全性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)蚀刻废液产生：由蚀刻生产线产生的蚀刻废液储存于废液收集槽中，废液收集槽中的蚀刻废液添加至循环冷凝槽中，循环冷凝槽中的蚀刻废液添加至电解槽中；
(2)电解：由电解槽对蚀刻废液进行电解，在阴极板表面上沉积铜层，获得阴极铜板，同时，产生的再生液在液位高于预设值时流回至循环冷凝槽中；
在所述步骤(2)中，电解槽两端内侧分别形成有供阴极板端部由上至下***的两个纵向条形插槽，且该两个纵向条形插槽分布于电解槽端部的两侧边上，阴极板两端***纵向条形插槽中之后，阴极板外侧面与电解槽内壁相靠近贴合，则电解时铜层只沉积于阴极板的内侧表面上；
(3)再生液收集与调配：将循环冷凝槽中的再生液收集至再生液收集槽中，然后对再生液收集槽中的再生液进行Cu2+、NH4 +、Cl-与pH 值化验，根据化验结果确定所需添加的氨与氯化铵的量，使形成的蚀刻再生液符合蚀刻需求，再回流至蚀刻生产线中使用，与 此同时执行步骤(4)；
(4)酸洗：将阴极铜板移至酸性中和槽中，酸性中和槽中的酸性溶液将阴极铜板表面残留的碱性液体中和掉；
(5)一道水洗：将阴极铜板移至一道水洗槽中，一道水洗槽中的清水将阴极铜板表面残留的酸性液体清洗掉；
(6)抗氧化：将阴极铜板移至抗氧化槽中，抗氧化槽中的抗氧化剂溶液对阴极铜板表面进行抗氧化处理，在阴极铜板表面附着一抗氧化层，最后将附着有抗氧化层的阴极铜板移出，并将铜从阴极板上拆下即可。
2.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，所述步骤(6)还包括以下步骤：在阴极铜板经过抗氧化槽的开口处时，由开口处风刀上的条形出风口吹出高速风，将阴极铜板表面吹干。
3.根据权利要求2所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，开口处风刀上的条形出风口以向下倾斜20-40°的方向吹出高速风。
4.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，所述步骤(5)还包括以下步骤：对一道水洗后的阴极铜板移至二道水洗槽中，二道水洗槽中的清水对阴极铜板表面进行二次水洗。
5.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括以下步骤：将电解过程中的电解液通入检测缸中，由检测缸中的比重计对电解液进行比重检测，根据检测结果分析出电解液中铜离子含量，若分析出铜离子含量低于25-35g/L时，则控制水泵往电解槽中添加蚀刻废液，直到比重计检测分析出的铜离子含量在25-35g/L范围内。
6.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，循环冷凝槽内部通过一隔板隔开，形成一废液槽与一再生液槽，废液收集槽中的蚀刻废液添加至废液槽中冷却，电解时产生的再生液回流至再生液槽中冷却；当再生液槽中的液位计检测到再生液槽中液体达到一定水位后，将再生液槽中的再生液抽到再生液收集槽中进行调配。
7.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，酸性中和槽中的酸性溶液为弱硫酸。
8.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液再生及其铜回收方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括以下步骤：电解完之后，将电解槽内的电解液抽走，然后，采用外部抽风机通过电解槽内底部的抽气孔将电解槽内的有害气体抽出收集起来，同时，由外部鼓风机通过电解槽内底部的进气管上的数个进气孔将外部新鲜的空气带入电解槽内，形成空气循环。
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