CN111394727A - 一种酸性蚀刻液循环再生*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸性蚀刻液循环再生***，包括电解槽（30）、循环槽（20）、氯气吸收回用塔（10）；所述电解槽（30）内设有阳极区（301）和阴极区（302）；所述循环槽（20）分为阳极循环区（229）、蚀刻循环区（230）和阴极循环区（231）；所述电解槽的阳极区（301）分别与循环槽的阳极循环区（229）和蚀刻循环区（230）连通；所述电解槽的阴极区（302）与阴极循环区（231）相互连通；所述电解槽的阳极区（301）和阴极区（302）以及所述循环槽（20）的蚀刻循环区（230）、阴极循环区（231）与氯气吸收回用塔（10）连通；所述氯气吸收回用塔（10）与阳极循环区（229）连通。该再生***可以将酸性蚀刻液在线循环再生直接利用，节约成本，且氯气零排放，保护环境。

Description

一种酸性蚀刻液循环再生***

技术领域

本发明涉及蚀刻技术领域，具体公开了一种酸性蚀刻液循环再生***。

背景技术

由于蚀刻精度要求越来越高，环境保护压力逐年增大，到目前，绝大多数PCB生产企业均选择使用酸性或碱性氯化铜蚀刻液。酸性氯化铜蚀刻液主要成分为氯化钠、HCl和氯化铜，碱性氯化铜蚀刻液的主要成分为氯化铵，氨水和氯化铜。

酸性氯化铜蚀刻液因具有蚀刻速率快，稳定、易控制及再生等特点，普遍应用于目前的印刷线路板的蚀刻工序中。酸性蚀刻液在蚀刻铜箔的过程中会发生Cu+ Cu²⁺ →2CuCl的反应。随着反应的进行，蚀刻液中Cu²⁺离子的浓度减小，而Cu⁺离子的浓度不断增大，蚀刻能力随之降低。当Cu²⁺离子消耗至一定程度后，蚀刻液的蚀刻能力将无法满足生产需求而需再生处理。酸性蚀刻液再生主要有化学再生法和电解再生法。化学再生法如氯酸钠氧化法、双氧水再生法等，需加入氧化剂等物质，最终会对外排出一部分酸性蚀刻液，不仅污染坏境，还会造成大量铜和酸的浪费。电解再生法是一种在线再生方法，可以实现蚀刻工作与蚀刻液再生在一个体系中连续运行，即阳极再生蚀刻液的同时，还可以在阴极沉积回收铜，使蚀刻过程中增加的铜得以回收，为线路板企业增加额外的收入。而现已经报道的电解处理酸性氯化铜蚀刻液方法，有大量氯气、氢气等有害危险气体析出，不仅污染坏境，而且也浪费资源。

关于酸性蚀刻液的循环再生装置已有很多人研究，例如：201610646322.2 公开了一种高含铜蚀刻液再生循环***，它包括蚀刻线，溶解再生缸、过滤器，蚀刻线与溶解再生缸通过管道连接，且在该管道上设置有废液提升泵，溶解再生缸与过滤器通过管道连接，且在该管道上设置有蚀刻液提升泵，过滤器与蚀刻线连通。

公开号为CN106119853A的中国专利申请公开了一种“高效零排放废酸性铜蚀刻液

回收及再生***”，由铜电解回收装置和再生装置两部分组成，但是该***运行时间冗长，一个循环周期约为20～100小时，而且铜片的回收效率较低。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种酸性蚀刻液循环再生***。该装置直接与蚀刻线连通，可以将酸性蚀刻液实现在线循环再生直接利用，节约成本，且氯气零排放，保护环境。

一种酸性蚀刻液循环再生***，包括蚀刻线和电解槽，还包括循环槽、氯气吸收回用塔、母液储备桶和再生液储备桶；

所述电解槽内设有阳极区和阴极区；

所述循环槽包括槽体，所述槽体的底部通过隔板分割为阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区，其中蚀刻循环区和阳极循环区顶部相通；

所述电解槽的阳极区分别与循环槽的阳极循环区和蚀刻循环区连通；所述电解槽的阴极区与阴极循环区相互连通；所述电解槽的阳极区和阴极区以及所述循环槽的蚀刻循环区、阴极循环区与氯气吸收回用塔连通；所述氯气吸收回用塔与循环槽的阳极循环区连通；

所述母液储备桶与阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区连通；

所述再生液储备桶与阳极循环区和阴极循环区连通；

所述循环槽的阳极循环区与蚀刻线连通，所述蚀刻线与循环槽的蚀刻循环区连通。

优选方案，所述循环槽顶部设有至少一个排气管，所述阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区的侧壁上分别设有多个进液管和出液管，用于与外部设备循环。

优选方案，所述阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区内分别设有液位控制器。

优选方案，电解槽内设有多个阳极区。

优选方案，所述电解槽的阴极区还依次连接有清洗槽和抗氧化槽。

优选方案，还包括净化后气体排放装置，所述净化后气体排放装置与氯气吸收回用塔连通。

所述电解槽，包括槽体，与槽体盖合的盖板，设置在槽体内的阴极板，所述槽体内设置至少一个阳极膜框，形成分开的阳极区和阴极区；所述阳极膜框包括离子膜、框体，所述框体顶部设有阳极膜框溢流口，所述框体的底部和左右边缘密封，所述框体前后两个侧面分别设有离子膜，所述离子膜的外侧分别设有保护膜，所述保护膜的外侧分别设有固定挡板，所述离子膜、防护膜和固定挡板依次固定在框体的两侧面，形成一个闭合的空腔。所述阳极膜框空腔内设有阳极板。电解槽内的阳极区和阴极区完全隔开，便于蚀刻液循环再生，而且设置保护膜可以更好的保护电解膜不受损坏。

优选方案，电解槽上的循环***的建立，便于蚀刻液的循环再生利用，具体为：所述槽体的槽壁上设有阳极溢流槽和阴极溢流槽；所述槽体侧壁设有阳极区进水管，阳极区进水管上连接若干支管，每根支管上都安装有阳极膜框进水管调节阀门，阳极膜框进水管调节阀门连接阳极膜框进水管，阳极膜框进水管深入阴极模框一侧的底部；所述阳极膜框顶部一侧设有阳极膜框溢流口，所述阳极膜框溢流口与阳极溢流槽和阳极溢流槽接口连通；

所述槽体底部设有阴极进水管阀门，阴极进水管阀门与阴极区进水管连通，阴极区进水管上连接若干支管阴极区循环喷淋管, 阴极区循环喷淋管朝槽底的方向开了喷淋孔，所述阴极区循环喷淋管与阴极区连通，阴极区顶部设有阴极溢流口，所述阴极溢流口与阴极溢流槽和阴极溢流槽接口连通。

优选方案，所述槽体顶部侧壁设有废气连通孔，废气连通孔与废气管、废气排放连接口连通。

优选方案，所述槽体槽底设有支撑架，用于安置阳极膜框和阴极板。

优选方案，所述槽体内相互交替设置有多个阳极膜框和阴极板。

优选方案，所述保护膜的厚度在0.5~1.5mm之间，所述保护膜为孔密度在200目~800目之间保护膜。

优选方案，所述阴极板为钛板。

优选方案，所述离子膜为异相阳离子交换膜。

优选方案，所述保护膜包括聚丙烯膜、涤纶膜，聚四氟乙烯膜等耐强酸材料，可以很好的保护离子膜不受到损坏。

优选方案，所述固定挡板为网格状。

本发明电解槽内的阳极区和阴极区完全隔开，再加上电解槽上的循环***的建立，便于蚀刻液的循环再生利用，而且可以更好的保护电解膜。

所述循环槽，包括槽体，所述槽体的底部通过隔板分割为阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区，其中蚀刻循环区和阳极循环区顶部相通；所述阴极循环区又分为阴极循环区主槽和阴极循环区副槽；所述阳极循环区和阴极循环区顶部分别设有排气管，所述阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区的侧壁上分别设有多个进液管和出液管，用于与外部设备循环；所述阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区内分别设有液位控制器，所述阳极循环区设有比重检测器；所述蚀刻循环区设有ORP检测器，所述阴极循环区内布置有冷却管和温度检测器。

优选方案，所述阳极循环区和蚀刻循环区的隔板上设有多个连通孔，便于当整个循环***的流速不一致时，阴极循环区和蚀刻循环区内的液体可以通过连通孔流动，保持液面一致。进一步优选，所述连通孔的设置高度为从槽体的底部以上150-200mm的高度位置。

优选方案，所述阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区顶部分别设有观察窗口，便于观察循环槽内的具体情况，观察窗口通过玻璃盖板盖合。

优选方案，所述阳极循环区、蚀刻循环区和阴极循环区的侧壁上分别设有泄压管，当管道压力过大时用于泄压。

所述阳极循环区和阴极循环区主槽上设有比重取样盒，用于取样。

所述阴极循环区内布置有冷却管，用于冷却阴极循环区液体温度。所述阴极循环区内设有温度控制器。

本发明的循环槽作为酸性蚀刻液循环再生***中的一个重要部件，主要用于连接和循环作用，可以很好的将酸性蚀刻液进行循环和再生。本发明的循环槽结构简单，将几种循环液体分区存储和循环。

所述氯气吸收回用塔，所述氯气吸收回用塔包括塔体，所述塔体包括氯气吸收室以及与氯气吸收室底部连通的主槽；所述氯气吸收室顶部设置有净化气体排放口，所述氯气吸收室顶端内部设置有雾气吸收填充物层，所述雾气吸收填充物层下方设置至少一层喷淋管，所述喷淋管下方设有至少一个雾化器，所述雾化器下端设置有多面球层；所述主槽上端一侧设置有氯气进风口，所述主槽表面中部设置有溢流口，所述主槽表面下端设置有蚀刻液进水排水口，所述主槽一侧下端设置有循环泵，所述循环泵顶部与氯气吸收室的喷淋管连通。

所述电解槽的阳极区和阴极区上设有排气管，所述排气管与氯气吸收回用塔的氯气进风口连通，所述循环槽的阴极区通过管道与氯气吸收回用塔的蚀刻液进水排水口连通，氯气吸收回用塔的溢流口再通过管道与循环槽的阳极区连通，形成回流。

优选方案，所述氯气吸收室设置有至少一个观察窗口，便于观察内部情况，也便于多面球的放入和检修。

优选方案，所述主槽内部设置有冷却管道，所述冷却管道与外部制冷装置连通，可以降低蚀刻液和氯气的温度，便于氯气的吸收。

优选方案，所述氯气吸收室底部与相连的主槽顶部设置有连通孔。

优选方案，所述主槽内部设有ORP检测器，随时监控蚀刻液的ORP数据。

优选方案，所述雾气吸收填充物层内部的吸收滤料为多层。

本发明氯气吸收回用塔可以将氯气回收回用，同时可以将蚀刻液中一价铜离子氧化成二价铜离子，循环再生。

整体来说，本发明所提出的一种酸性蚀刻液循环再生***，具有以下优势：

（1）本发明通过实时检测控制电解蚀刻液的ORP值，有效的控制氯气的产生，使一价铜离子变成二价铜离子，恢复蚀刻能力，完全返回生产，实现酸性蚀刻液的闭路在线循环，蚀刻液百分百回收回用，达到零排放的目的，取消生产所用的氧化剂，节约生产物料，降低生产成本，极大减少污染物的排放，实现清洁生产。

（2）采用阴极区和阳极区完全分开的电解槽，提取铜纯度高，并能保护离子膜。

（3）氯气循环利用塔直接将氯气或者盐酸气完全内部吸收利用，可以将蚀刻液中一价铜离子氧化成二价铜离子，循环再生。

（4）循环槽的设置可以很好的将蚀刻液进行循环和再生。

（5）自动化程度高，***操作维护简单，在安装调试中不影响生产。

附图说明

图1为本发明提出的一种酸性蚀刻液循环再生***的整体结构示意图；

图2为本发明电解槽立体结构示意图；

图3为本发明电解槽立体结构示意图；

图4为本发明电解槽内部立体结构示意图；

图5为本发明电解槽中侧面平面结构示意图（侧视）；

图6为本发明电解槽中内部平面结构示意图（俯视）；

图7为电解槽阳极膜框整体结构示意图；

图8为电解槽阳极膜框分解结构示意图；

图9为图7的344处放大结构示意图；

图10为本发明所述循环槽整体结构示意图；

图11为本发明所述循环槽内部结构俯视图；

图12为本发明所述循环槽内部阳极循环区内部A-A’截面结构示意图；

图13为本发明所述循环槽内部阳极循环区内部B-B’截面结构示意图；

图14为本发明所述氯气吸收回用塔结构示意图；

图中：1-清洗槽、2-抗氧化槽、3-盐酸储备桶、4-蚀刻线、5-母液储备桶、6-再生液储备桶、7-废气吸收塔、10-氯气吸收回用塔、20-循环槽、30-电解槽、120-氯气吸收室；121-净化气体排放口、122-雾气吸收填充物、123-雾化器、124-观察窗口、125-氯气进风口、126-溢流口、127-蚀刻液进水排水口、128-多面球、129-循环泵、130-主槽、131-冷却管道、132-ORP检测器、133-喷淋管、201-电解槽的槽体、202-阳极溢流管、203-阴极溢流管、204-母液添加管、205-阴极循环泵连接管、206-阴极循环泵泄压管、207-废气抽风管、207’-第二废气抽风管、208-阴极区冷却管、209-再生液外排泵连接管、210-再生液外排泵泄压管、211-再生液添加管、212-蚀刻循环泵连接管、213-蚀刻液循环泵泄压管、214-母液外排泵连接管、215-母液备用泵连接管、216-母液外排泵泄压管、217-母液备用泵泄压管、218-再生液添加管、219-母液添加管、220-阳极循环泵连接管、221-蚀刻废液收集泵进水管、222-阳极循环泵泄压管、223-阳极循环区液位控制器、224-第一比重取样盒、225-ORP检测器、226-第二比重取样盒、227-玻璃盖板、228-阴极循环区副槽液位控制器、229-阳极循环区、230-蚀刻循环区、231-阴极循环区、232-阴极循环区副槽、233-蚀刻循环区液位控制器，234-隔板、235-连通孔、236-温度检测器、237-冷却管、238-阴极循环区主槽、301-阳极区、302-阴极区、303-循环槽的槽体、304-盖板、310-阳极区进水管、311-阳极膜框进水管调节阀门、312-阳极膜框进水管、313-阳极膜框、314-阳极膜框溢流口、315-阳极溢流槽、316-阳极溢流槽接口、317-阳极铜排、318-阳极板、319-支撑架、320-阴极进水管阀门、321-阴极区循环喷淋管、322-阴极区、323-阴极区溢流口、324-阴极溢流槽、325-阴极溢流槽接口、326-阴极铜排、327-阴极板、328-阴极区海底排空连通孔、329-海底排空槽、330-阴极区海底排空连接管阀门、331-阳极区进水管、341-废气连通孔、342-废气管、343-废气排放连接口、344-阳极膜框溢流口示意区、345-框体、346-离子膜、347-保护膜、348-固定挡板、349-钛螺丝、350阳极膜框溢流口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的解释和说明

实施例1

如图1所示，一种酸性蚀刻液循环再生***，包括蚀刻线4和电解槽30，其特征在于，还包括循环槽20、氯气吸收回用塔10、母液储备桶5和再生液储备桶6；

所述电解槽30内设有阳极区301和阴极区302；

所述循环槽20包括槽体，所述槽体的底部通过隔板分割为阳极循环区229、蚀刻循环区230和阴极循环区231，其中蚀刻循环区230和阳极循环区229顶部相通；

所述电解槽的阳极区301分别与循环槽的阳极循环区229和蚀刻循环区230连通；所述电解槽的阴极区302与阴极循环区231相互连通；所述电解槽的阳极区301和阴极区302以及所述循环槽20的蚀刻循环区230、阴极循环区231与氯气吸收回用塔10连通；所述氯气吸收回用塔10与循环槽20的阳极循环区229连通；

所述母液储备桶5与阳极循环区229、蚀刻循环区230和阴极循环区231连通；

所述再生液储备桶6与阳极循环区229和阴极循环区230连通；

所述循环槽的阳极循环区229与蚀刻线4连通，所述蚀刻线4与循环槽的蚀刻循环区230连通。

所述电解槽电解得到的铜进入清洗槽1清洗，然后进入抗氧化槽2抗氧化处理。

还包括盐酸储备桶3，所述盐酸储备桶3与蚀刻线4连通。

还包括废气吸收塔7，废气吸收塔与氯气吸收回用塔10连通。

对于子部件电解槽，具体结构可以如图2~9示：

所述电解槽30内设置至少一个阳极膜框313，将电解槽形成分开的阳极区和阴极区；所述阳极膜框313包括离子膜346、框体345，所述框体345顶部设有阳极膜框溢流口314，所述框体345的底部和左右边缘密封，所述框体345前后两个侧面分别设有离子膜346，所述离子膜346的外侧分别设有保护膜347，所述保护膜347的外侧分别设有固定挡板348，所述离子膜346、保护膜347和固定挡板348依次固定在框体345的两侧面，形成一个闭合的空腔；所述阳极膜框313空腔内设有阳极板318，所述阳极膜框313空腔外设有阴极板，所述电解槽30顶部设有电解槽排气管。

电解槽的详细内部结构：

所述电解槽30的槽体槽壁上设有阳极溢流槽315和阴极溢流槽324；

所述电解槽槽体303侧壁设有阳极区进水管310，阳极区进水管310上连接若干支管，每根支管上都安装有阳极膜框进水管调节阀门311，阳极膜框进水管调节阀门311连接阳极膜框进水管312，阳极膜框进水管312深入阳极膜框313一侧的底部；所述阳极膜框313顶部一侧设有阳极膜框溢流口314，所述阳极膜框溢流口314与阳极溢流槽315和阳极溢流槽接口316连通；

所述电解槽槽体303底部设有阴极进水管阀门320，阴极进水管阀门320与阴极区进水管331连通，阴极区进水管331上连接若干阴极区循环喷淋管321, 阴极区循环喷淋管321朝槽底的方向开了喷淋孔，所述阴极区循环喷淋管321与阴极区302连通，阴极区302顶部设有阴极溢流口323，所述阴极溢流口323与阴极溢流槽324和阴极溢流槽接口325连通。

所述电解槽槽体303顶部侧壁设有废气连通孔341，废气连通孔341与废气管342、废气排放连接口343连通。

所述电解槽槽体303槽底设有支撑架319。

对于子部件循环槽，具体结构可以如图10~13示：

所述循环槽20的阴极循环区231又分为阴极循环区主槽和阴极循环区副槽232；所述阳极循环区229和阴极循环区顶部分别设有循环槽排气管，所述阳极循环区229、蚀刻循环区230和阴极循环区的侧壁上分别设有多个进液管和出液管，用于与外部设备连通；所述阳极循环区229、蚀刻循环区230和阴极循环区内分别设有液位控制器，所述阳极循环区229和阴极循环区主槽上设有比重取样盒；所述蚀刻循环区230设有ORP检测器225，所述阴极循环区内布置有冷却管237和温度检测器236。

所述阳极循环区229和蚀刻循环区230的隔板上设有多个连通孔，便于当整个循环***的流速不一致时，阴极循环区和蚀刻循环区内的液体可以通过连通孔流动，保持液面一致。所述阳极循环区229、蚀刻循环区230和阴极循环区顶部分别设有观察窗口，便于观察循环槽内的具体情况，观察窗口通过玻璃盖板盖合。所述阳极循环区229、蚀刻循环区230和阴极循环区的侧壁上分别设有泄压管，当循环泵压力过大时用于泄压。所述循环槽220还包括比重检测器，分别设置于阳极循环区229和阴极循环区231用来控制母液储备桶5与阴极循环区213连通的管路，以及再生液储备桶6与蚀刻循环区212连通的管路。

对于子部件氯气吸收回用塔，具体结构可以如图14示：

所述氯气吸收回用塔10包括所述塔体包括氯气吸收室120以及与氯气吸收室120底部连通的主槽130；所述氯气吸收室120顶部设置有净化气体排放口121，所述氯气吸收室120顶端内部设置有雾气吸收填充物层（内部物质为雾气吸收填充物122），所述雾气吸收填充物层下方设置至少一个喷淋管133，所述喷淋管133下方设有至少一个雾化器123，所述雾化器123下端设置有多面球层；所述主槽130上端一侧设置有氯气进风口125，所述主槽130表面中部设置有溢流口126，所述主槽130表面下端设置有蚀刻液进水排水口127，所述主槽310一侧下端设置有循环泵129，所述循环泵129顶部与氯气吸收室120的喷淋管133连通。

所述电解槽的废气排放连接口343、所述循环槽的蚀刻循环区230和阴极循环区231均通过管道与氯气吸收回用塔的氯气进风口125连通，所述循环槽的阴极循环区231通过管道与氯气吸收回用塔的蚀刻液进水排水口127连通，氯气吸收回用塔的溢流口再126通过管道与循环槽的阳极区229连通，形成回流。

实施例2

一种酸性蚀刻液循环再生***的结构和连接关系的进一步描述：

蚀刻线4废液从蚀刻废液收集泵进水管221到阳极循环区229，阳极循环区229的蚀刻废液通过阳极循环泵连接管220连接到电解槽阳极区进水管310，（在阳极循环泵连接管220上设有阳极循环泵，为了防止阳极循环泵压力过高，在阳极循环泵与电解槽阳极区进水管310连接的管道上设有三通阀，所述三通阀再通过管道与阳极循环泵泄压管222连通），然后从电解槽阳极溢流槽接口316通过阳极溢流管202溢流回蚀刻循环区230。蚀刻循环区230的蚀刻液通过蚀刻循环泵连接管212回到蚀刻线4，（蚀刻循环泵连接管212上设有蚀刻循环泵，为了防止蚀刻循环泵压力过高，在蚀刻循环泵与蚀刻循线4的连接管路上设有三通阀，所述三通阀再通过管道与蚀刻循环泵泄压管213连通）。阳极循环区229药水的液位由阳极循环区液位控制器223控制，当液位低于设定值时自动从母液储备桶通过母液添加管219来添加药水到阳极循环区229，添加到液位达到设定值后自动停止添加。蚀刻循环区230的液位由蚀刻循环区液位控制器233控制，当蚀刻循环区230液位高于设定值时自动从母液外排泵连接管214外排到母液储备桶5，（母液外排泵连接管214上设有母液外排泵，防止母液外排泵压力过高，在母液外排泵与母液储备桶5的连接管上设有三通阀，所述三通阀通过管道与母液外排泵泄压管216连通），外排到一定液位后自动停止外排。第一比重取样盒226药水入口连接阳极循环泵加入阳极循环区229的蚀刻废液，出口连接阳极循环区229，通过第一比重检测器226来检测比重，当比重过高时，通过再生液储备桶从再生液添加管218添加再生液来降低比重，ORP检测器225通过检测蚀刻循环区230中药水的ORP值来的控制电解槽30的电流。再生液储备桶6连接再生液添加管211，添加再生液到循环槽阴极循环区主槽231，然后通过阴极循环泵连接管205连接循环泵抽到电解槽30的阴极区302，（阴极循环泵连接管205上设有阴极循环泵，防止阴极循环泵压力过高，在阴极循环泵与阴极区302的管路上设有三通阀，所述三通阀通过管路与阴极循环泵泄压管206连通，泄压到阴极循环区主槽231），再从阴极溢流连接口325通过阴极溢流管203回到阴极循环区主槽231。第二比重取样盒226药水入口连接阴极循环泵加入阴极循环区主槽231的药水，出口连接阴极循环区主槽231, 通过第二比重检测器来检测比重。母液添加管204连接母液储备桶5，当阴极循环区主槽231的药水比重过低时，从母液添加管204添加母液到阴极循环区主槽231。阴极循环区主槽238的液位过高时会溢流到阴极循环区副槽232，阴极循环区副槽232的液位由阴极循环区副槽液位控制器228控制，当阴极循环区副槽232液位过高时，再生液外排泵连接管209连接再生液外排泵自动抽到再生液储备桶6（再生液外排泵连接管209上设有再生液外排泵，为了防止再生液外排泵压力过高，在再生液外排泵与再生液储备桶6之间的管路上设有三通阀，所述三通阀通过管路与再生液外排泵泄压管210连通），再生液外排到一定液位后自动停止外排。阴极区的温度由温度检测器236来控制冷却管238来调整阴极区的温度，冷却管238的冷却水从阴极区冷却管208流入。母液备用泵连接管215和母液备用泵泄压管217是当蚀刻循环泵出现故障的时候启用。

循环槽20的蚀刻废液经阳极循环泵连接管220连接电解槽30的阳极区进水管310，阳极区进水管310上连接若干支管，每根支管上都安装有阳极膜框进水管调节阀门311，阳极膜框进水管调节阀门311连接阳极膜框进水管312，阳极膜框进水管312深入阴极模框313一侧的底部，蚀刻液经阳极膜框313的另一侧的阳极膜框溢流口314溢流到阳极溢流槽315，然后从阳极溢流槽接口316通过循环槽20的阳极溢流管202流回循环槽蚀刻区循环区230。循环槽20的阴极区循环区主槽338的阴极液通过阴极循环泵连接管205从电解槽阴极进水管阀门320进入阴极区进水管331，阴极区进水管331上连接若干支管阴极区循环喷淋管321, 阴极区循环喷淋管321朝槽底的方向开了一排喷淋孔，阴极液从阴极区循环喷淋管321进入阴极区322，然后从阴极溢流口323溢流进阴极溢流槽324，然后通过阴极溢流槽接口325连接循环槽阴极溢流管203流回循环槽20的阴极区循环区主槽238。电解槽30槽体内的盐酸气从废气连通孔341进入废气管342，然后从废气排放连接口343连接氯气进风口125进入氯气吸收回用塔10内。

循环槽20的阴极液通过阴极循环连接管205连接氯气吸收回用塔10的蚀刻液进水排水口127进入主槽130，然后经过循环泵129将含有高浓度一价铜离子的阴极液通过雾化器123进入氯气吸收室120，然后通过多面球128从氯气吸收室120底部与主槽130的连通孔回到主槽130，再从主槽130的溢流口126连接循环槽20的再生液添加管218回到循环槽20的阳极循环区229，主槽130安装有ORP检测器132，用来及时添加阴极液，电解槽30产生的氯气、循环槽20的盐酸气通过废气排放连接口343和废气抽风管207和207′连接氯气进风口125进入氯气吸收回用塔10主槽130内，然后通过氯气吸收室120底部和相连的主槽130顶部的连通孔进入氯气吸收室120与雾化后的阴极液和多面球128上的阴极液中的氯化亚铜产生反应，生成氯化铜，完成氯气的吸收，剩下废气经过雾气吸收填充物122过滤后从净化气体排放口121进入废气吸收塔7，通过氢氧化钠吸收中和后排放，净化气体排放口121安装氯气检测仪，氯气检测仪发出警报，说明氯气吸收回用塔2中的氯气没有充分与阴极液反应，此时要停止本装置的运转并进行检修，防止氯气泄漏产生不良后果。主槽130的阴极液温度通过冷却管道131降温，主槽130中的阴极液温度保持在常温以下，能更加有利于氯气的吸收。

具体工作过程描述：

一种酸性蚀刻液循环再生***工作过程中，主要包括以下几个步骤：

步骤1：酸性蚀刻线4进行蚀刻后的酸性蚀刻废液抽到循环槽20的阳极循环区229，循环槽的阳极循环区229连接母液储备桶5。

步骤2：阳极循环区229的蚀刻废液抽到电解槽30的阳极区301，然后溢流回循环槽20的蚀刻循环区230，循环槽20的阳极循环区229和蚀刻循环区230顶部连通，阳极循环区229连接再生液储备桶6，通过第二比重器226来添加再生液到阳极循环区229，同时通过ORP检测器225检测蚀刻循环区230的药水ORP值来控制电解槽30的电流，当液位过高时，通过蚀刻循环区液位监测控制器233自动从蚀刻循环区230排出药水至母液储备桶5。

步骤3：调整后的蚀刻循环区230的蚀刻液再抽回蚀刻生产线4。

步骤4：阴极循环区231的阴极液抽到电解槽30的阴极区302再溢流回循环槽阴极区231。

步骤5：阴极循环区231连接母液储备桶5，通过第一比重检测器224来添加母液至阴极循环区231完成铜离子的添加。阴极循环区231连接再生液储备桶6，通过阴极循环区副槽液位控制器228来自动添加再生液至阴极极循环区231或从阴极循环区231排出再生液至再生液储备桶6。

步骤6：循环槽20和电解槽30的盐酸气经过氯气吸收回用塔10，在氯气吸收回用塔10内与阴极循环区231流入的蚀刻废液进行反应，亚铜离子被氯气氧化成铜离子再生，Cu⁺→Cu²⁺+e^-。

步骤7：为使电解槽30阴极钛板上的沉积铜平整，可以在循环槽20阴极循环区231加入整平剂1‰~3‰的聚乙二醇, 所述聚乙二醇为聚乙二醇系列中的200~20000中的至少一种。

步骤8：当蚀刻线4蚀刻液的酸度偏低时，从盐酸储备桶3自动添加盐酸到蚀刻液。

步骤9：阴极循环区231安装冷却水管，由温度控制器236控制循环槽20阴极循环区231再生液的温度，温度控制在35~52℃。

步骤10：经过一定时间的电解后，通过行吊装置把附有铜箔的阴极钛板从电解槽30取出放入清洗槽1中将铜表面的残留酸性药水洗掉后，再将阴极铜板移至抗氧化槽2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过滤烘干后，打包入库。

工作原理：

酸性蚀刻废液中多余的铜也可以采用阴极还原电化学方法进行回收，Cu²⁺离子首先还原成Cu⁺离子，Cu⁺离子再电沉积为金属铜。离子膜电解再生法是一种在线再生的方法，可以实现蚀刻工作和蚀刻液再生在一个循环体系中连续运行，即阳极再生蚀刻液的同时还可以在阴极电沉积回收铜，使蚀刻工程中增加的铜得以回收。酸性氯化铜蚀刻液电解再生过程中涉及以下几个反应：

在阳极：Cu⁺→Cu²⁺+e^-

在阴极：Cu²⁺+e^-→Cu⁺······Cu⁺+e^-→Cu

离子膜电解法是电解槽30阳极可以为石墨板或钛阳极板，阴极为钛板，用离子膜将阳极液和阴极液隔离开，阳极为需要再生的蚀刻母液，阴极为铜离子20~100g/L，酸度1.5~4mol/L的蚀刻废液，电解槽30由数个单元电解槽串联组成，单元电解槽30由一个或者数个阳极模框组成，酸性蚀刻废液经循环槽20阳极循环区229进入电解阳极区301，溢流回循环槽20蚀刻循环区230。调整好循环槽20的阴极循环区231的开槽铜离子浓度20~100g/L，经电解槽30阴极然后溢流回循环槽20阴极循环区231完成正常循环，电解过程中阴极钛板生成金属铜，一定时间后铜可以剥离下来，剩下的废水成为再生液，再生液因电解使铜离子浓度越来越低，酸度上升，同时比重下降时，通过比重自动添加器添加母液来提高再生液铜离子的浓度。当循环槽20阳极循环区229铜离子因蚀刻线生产使铜离子升高，比重上升时，通过比重自动添加器添加再生液，完成盐酸添加。电流由ORP检测自动控制器控制，ORP一般控制在300~600mV，其电流密度相应控制在0~9000mA/dm²。当ORP偏低时ORP检测自动控制器自动上调电流，使蚀刻液废液中的Cu+离子通过阳极氧化重新转变为Cu²⁺离子而恢复其蚀刻能力，当ORP偏高时ORP检测器自动降低电流防止氯气的产生。

各部件的工艺控制参数：

蚀刻生产线的氯离子控制在260~300g/L，铜离子控制在110~155 g/L，酸度控制在1.0~3.0 mol/L；

循环槽的的阳极循环区229的氯离子控制在260~300g/L，铜离子控制在110~155 g/L，酸度控制在1.0~3.0 mol/L，比重控制在1.250~1.310；

循环槽的的蚀刻循环区230 的ORP值控制在300~600mV，电解槽3其电流密度相应控制在0~9000mA/dm2；

循环槽的的阴极循环区231的氯离子控制在260~300g/L，铜离子控制在20~100 g/L，酸度控制在1.5~4mol/L，比重控制在1.190~1.240；温度35~52℃。

氯气吸收塔内的ORP值控制在450~550mV。

废气吸收塔内的pH值控制在8以上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种酸性蚀刻液循环再生***，包括蚀刻线（4）和电解槽（30），其特征在于，还包括循环槽（20）、氯气吸收回用塔（10）、母液储备桶（5）和再生液储备桶（6）；

所述电解槽（30）内设有阳极区（301）和阴极区（302）；

所述循环槽（20）包括槽体，所述槽体的底部通过隔板分割为阳极循环区（229）、蚀刻循环区（230）和阴极循环区（231），其中蚀刻循环区（230）和阳极循环区（229）顶部相通；

所述电解槽的阳极区（301）分别与循环槽的阳极循环区（229）和蚀刻循环区（230）连通；所述电解槽的阴极区（302）与阴极循环区（231）相互连通；所述电解槽的阳极区（301）和阴极区（302）以及所述循环槽（20）的蚀刻循环区（230）、阴极循环区（231）与氯气吸收回用塔（10）连通；所述氯气吸收回用塔（10）与循环槽（20）的阳极循环区（229）连通；

所述母液储备桶（5）与阳极循环区（229）、蚀刻循环区（230）和阴极循环区（231）连通；

所述再生液储备桶（6）与阳极循环区（229）和阴极循环区（230）连通；

所述循环槽的阳极循环区（229）与蚀刻线（4）连通，所述蚀刻线（4）与循环槽的蚀刻循环区（230）连通。

2.根据权利要求1所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征是，所述电解槽（30）内设置至少一个阳极膜框（313），将电解槽形成分开的阳极区和阴极区；所述阳极膜框（313）包括离子膜（346）、框体（345），所述框体（345）顶部设有阳极膜框溢流口（314），所述框体（345）的底部和左右边缘密封，所述框体（345）前后两个侧面分别设有离子膜（346），所述离子膜（346）的外侧分别设有保护膜（347），所述保护膜（347）的外侧分别设有固定挡板（348），所述离子膜（346）、保护膜（347）和固定挡板（348）依次固定在框体（345）的两侧面，形成一个闭合的空腔；所述阳极膜框（313）空腔内设有阳极板（318），所述阳极膜框（313）空腔外设有阴极板，所述电解槽（30）顶部设有电解槽排气管。

3.根据权利要求2所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征是，所述电解槽（30）的槽体槽壁上设有阳极溢流槽（315）和阴极溢流槽（324）；

所述电解槽槽体（303）侧壁设有阳极区进水管（310），阳极区进水管（310）上连接若干支管，每根支管上都安装有阳极膜框进水管调节阀门（311），阳极膜框进水管调节阀门（311）连接阳极膜框进水管（312），阳极膜框进水管（312）深入阳极膜框（313）一侧的底部；所述阳极膜框（313）顶部一侧设有阳极膜框溢流口（314），所述阳极膜框溢流口（314）与阳极溢流槽（315）和阳极溢流槽接口（316）连通；

所述电解槽槽体（303）底部设有阴极进水管阀门（320），阴极进水管阀门（320）与阴极区进水管（331）连通，阴极区进水管（331）上连接若干阴极区循环喷淋管（321）, 阴极区循环喷淋管（321）朝槽底的方向开了喷淋孔，所述阴极区循环喷淋管（321）与阴极区（302）连通，阴极区（302）顶部设有阴极溢流口（323），所述阴极溢流口（323）与阴极溢流槽（324）和阴极溢流槽接口（325）连通。

4.根据权利要求2所述酸性蚀刻废液铜回收及废液再生电解槽，其特征是，所述电解槽槽体（303）顶部侧壁设有废气连通孔（341），废气连通孔（341）与废气管（342）、废气排放连接口（343）连通。

5.根据权利要求2所述酸性蚀刻废液铜回收及废液再生电解槽，其特征是，所述电解槽槽体（303）槽底设有支撑架（319）。

6.根据权利要求1所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征是，所述循环槽（20）的阴极循环区（231）又分为阴极循环区主槽和阴极循环区副槽（232）；所述阳极循环区（229）和阴极循环区顶部分别设有循环槽排气管，所述阳极循环区（229）、蚀刻循环区（230）和阴极循环区的侧壁上分别设有多个进液管和出液管，用于与外部设备连通；所述阳极循环区（229）、蚀刻循环区（230）和阴极循环区内分别设有液位控制器，所述阳极循环区（229）和阴极循环区主槽上设有比重取样盒；所述蚀刻循环区（230）设有ORP检测器（225），所述阴极循环区内布置有冷却管（237）和温度检测器（236）。

7.根据权利要求1所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征是，所述氯气吸收回用塔（10）包括塔体，所述塔体包括氯气吸收室（120）以及与氯气吸收室（120）底部连通的主槽（130）；所述氯气吸收室（120）顶部设置有净化气体排放口（121），所述氯气吸收室（120）顶端内部设置有雾气吸收填充物层，所述雾气吸收填充物层下方设置至少一层喷淋管（133），所述喷淋管（133）下方设有至少一个雾化器（123），所述雾化器（123）下端设置有多面球层；所述主槽（130）上端一侧设置有氯气进风口（125），所述主槽（130）表面中部设置有溢流口（126），所述主槽（130）表面下端设置有蚀刻液进水排水口（127），所述主槽（130）一侧下端设置有循环泵（129），所述循环泵（129）顶部与氯气吸收室（120）的喷淋管（133）连通。

8.根据权利要求7所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征是，所述电解槽的废气排放连接口（343）、循环槽的蚀刻循环区（230）和阴极循环区（231）均通过管道与氯气吸收回用塔的氯气进风口（125）连通，循环槽的阴极循环区（231）通过管道与氯气吸收回用塔的蚀刻液进水排水口（127）连通，氯气吸收回用塔的溢流口再（126）通过管道与循环槽的阳极区（229）连通，形成回流。

9.根据权利要求1所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征在于，所述电解槽的阴极区（302）之后还依次连接有清洗槽（1）和抗氧化槽（2）。

10.根据权利要求1所述酸性蚀刻液循环再生***，其特征在于，还包括盐酸储备桶（3），所述盐酸储备桶（3）与蚀刻线（8）连通。

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