CN204625787U - 一种碱性蚀刻液电解循环再生*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碱性蚀刻液电解循环再生***,包括动力及控制***、电解***、萃取***、反萃***、分配***和储料装置,所述萃取***内包括用于提高萃取剂内铜离子浓度的反渗透装置。萃取后的萃取剂可通过反渗透装置，进一步提高萃取剂中铜离子浓度，是萃取剂中铜离子浓度能够超过萃取剂的溶解极限，降低反萃过程中所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生***的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及蚀刻液再生技术领域，更具体地说，它涉及一种碱性蚀刻液电解循环再生***。
背景技术
印制电路板(PCB)加工的典型工艺采用"图形电镀法"。即先在板子外层需保留的铜箔部分上（是电路的图形部分）预镀一层铅锡抗蚀层，然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉,称为蚀刻。
在蚀刻过程中，板面上的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应如下：
Cu(NH3)4 2++Cu →2Cu(NH3)2 +
所生成的[Cu(NH3)2]+为Cu+的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量NH3和（SO4 2+）的情况下，能很快地被空气中的O2所氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其再生反应如下：
2Cu(NH3)2 ++2(NH4)++2NH3+0.5O2 →2Cu(NH3)4 2++H2O
从上述反应可看出，每蚀刻1克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化铵。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，要不断补加氨水和氯化铵，因而蚀刻槽母液会不断增加。由于所生成的[Cu(NH3)2]+为Cu+的络离子，不具有蚀刻能力，所以必须排除部分母液，增加新的子液（子液不含铜离子）来满足蚀刻要求。
蚀刻液再生多应用于线路板生产企业中，相对于线路板生产企业生产工艺中，蚀刻工序可分为：碱性蚀刻、酸性蚀刻及微蚀三种。
其中，碱性蚀刻原理：在线路板的蚀刻过程中，蚀刻液中的铜离子浓度会逐渐升高而降低蚀刻效果，要使蚀刻液达到最佳的蚀刻效果，就必须将蚀刻液中的铜离子（Cu2+）、硫酸根离子（SO4 2-）和PH值保持在一个合理稳定的范围内，要持续蚀刻液中上述各种成份的最佳浓度，就需不断添加子液来取代已失去蚀刻能力的『废蚀刻液』即“母液”。而该***则可将原本需要排放的母液即『废蚀刻液』再生成为新子液即『再生蚀刻液』，该***现在主要采用的工艺是电解硫酸铜，主要流程是先用萃取剂萃取母液中的铜离子，富铜油相再用低浓度的硫酸铜溶液（即电解液）反萃，得到高浓度的硫酸铜溶液（即新电解液），然后电解出铜离子。而被反萃后的蚀刻液则需添加极少量的补充剂，变成子液循环使用。同时还回收氨洗水，将氨洗水再生后循环利用。
目前，申请号为CN201220013823.4的中国专利公开了一种碱性蚀刻液再生及铜回收***，该***包括萃取***、电解***、动力***和控制***4个子***，萃取***和电解***通过连接管路相连，所述的连接管路中包括循环泵、管道电动阀门以及中转槽；所述动力***与各循环泵和管道电动阀门电连接；所述控制***与动力***连接。是一种能将废蚀刻液完全循环再生、可获得高经济价值的电解铜产品、无任何废水废气产生的碱性蚀刻液再生及铜回收***。
但是，这种碱性蚀刻液再生及铜回收***，其使用萃取剂萃取过程中得到的铜离子浓度具有一定极限值（萃取剂中铜离子浓度难以再提高），因此在后续的反萃过程中需要大量的时间进行反萃，因此如何进一步提高萃取剂中铜离子浓度，以及降低反萃过程中所需的时间仍旧是一个待解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种碱性蚀刻液电解循环再生***，可进一步提高萃取剂中铜离子浓度，降低反萃过程中所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生***的工作效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种碱性蚀刻液电解循环再生***,包括动力及控制***、电解***、萃取***、反萃***、分配***和储料装置，所述萃取***内包括用于提高萃取剂内铜离子浓度的反渗透装置；动力及控制***，与电解***、萃取***、反萃***、分配***相连接，用于控制各***运行；萃取***，包括依次连接的萃取缸和反渗透装置，通过萃取剂对废蚀刻液内的铜离子进行萃取；反萃***，用于将萃取剂中铜离子制备高浓度的铜离子电解液；电解***，与反萃***管道连接，用于电解铜离子电解液，制备铜；分配***，通过管道与反萃***、萃取***和储料装置相连接，将各个***内产生的液体进行分配输送；储料装置，与萃取***和分配***管道连接，用于存储蚀刻液再生过程中产生的各类液体。
通过采用上述技术方案，利用“萃取一反萃一电沉积铜”工艺，与蚀刻机相互连接后，自动循环运作，进行蚀刻液和氨洗水的回收及再生工作，蚀刻效果稳定，全封闭式***，无废水、废气及废物排放，可使蚀刻工序成为清洁生产工序。其中，萃取***中的反渗透装置用于进一步增加萃取剂中铜离子浓度，降低反萃过程所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生***的工作效率。
本实用新型进一步设置为：所述萃取缸包括第一萃取缸和第二萃取缸，第一萃取缸、第二萃取缸和反渗透装置串联，第二萃取缸连接第一萃取缸和反渗透装置，反渗透装置连接分配***。
通过采用上述技术方案，第一萃取缸用于初步萃取，第二萃取缸用于进一步对母液进行萃取，提高萃取率，增加萃取剂中铜离子的含量。
本实用新型进一步设置为：所述反萃***包括多个并联的反萃缸。
通过采用上述技术方案，多个并联的反萃缸同时工作，降低反萃过程中所需的时间，降低反萃过程所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生***的工作效率。
附图说明
图1为本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生***实施例的结构示意图；
图2为本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生***实施例的具体结构连接示意图；
图3为本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生***实施例的工艺流程图。
具体实施方式
参照图1至图3对本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生***实施例做进一步说明。
图2为本实施例的具体结构连接示意图，一种碱性蚀刻液电解循环再生***，该***包括萃取***、反萃***、分配***、电解***、动力及控制***。
动力及控制***，与电解***、萃取***、反萃***、分配***相连接，用于控制各***运行；其中，各个***通过管道相连接，管道中包括循环泵、管道电动阀门以及中转槽；动力及控制***与各循环泵和管道电动阀门电连接，用于控制阀门的启闭以及管道内液体的流动。
萃取***，包括氨洗水萃取缸和依次串联的第一萃取缸、第二萃取缸、反渗透装置，第一萃取缸用于初步萃取，第二萃取缸用于进一步对第一步萃取后母液进行萃取，提高萃取率，增加萃取剂中铜离子的含量。之后通过反渗透装置对二次萃取的萃取剂进行反渗透，将其中的萃取剂排出，从而进一步提高铜离子浓度，使铜离子浓度突破萃取剂的极限值。氨洗水萃取缸与分配***相连接。
其中，反渗透装置采用500L/H一级反渗透处理设备，反渗透装置包括反渗透膜，反渗透膜对铜离子、硫酸根离子具有阻挡作用，防止其通过反渗透膜，而萃取液和水可通过反渗透膜，在反渗透装置加压时，萃取液和水通过反渗透膜，而各种离子无法通过，使得萃取液中离子（主要目的是收集铜离子）含量提高，对萃取液中铜离子进行提纯，反渗透得到的萃取液中的铜离子浓度更高。
反萃***，用于将萃取剂中铜离子制备高浓度的硫酸铜电解液；包括2个并联的反萃缸（可以称作二级混合双程反萃缸），多个并联的反萃缸同时工作，降低反萃过程中所需的时间，降低反萃过程所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生***的工作效率。反萃得到的硫酸铜溶液，输送至电解***中的Ac缸。
电解***，包括Ac缸和电解槽，Ac缸用于收集反萃缸内的高浓度硫酸铜溶液，电解槽用于电解硫酸铜电解液，制备铜（此电解工艺简称电积，位于图3中）。电积后的硫酸铜溶液铜离子浓度降低，输送至反萃缸内，用于反萃制备高浓度硫酸铜溶液，以此达到一个循环。
分配***，通过管道与反萃***、萃取***和储料装置相连接，将各个***内产生的液体进行分配输送；包括吸铜剂循环缸以及用于存储各类液体的用后液槽、用后水槽、再生水槽、再生液槽。其中吸铜剂循环缸与反渗透装置、反萃缸相连接，用于存储反渗透得到的高浓度铜离子萃取剂，并将萃取剂输送至反萃缸内，实现萃取剂的收集和反萃工艺中铜离子的输送。
储料装置，与萃取***和分配***管道连接，用于存储蚀刻液再生过程中产生的各类液体。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种碱性蚀刻液电解循环再生***,包括动力及控制***、电解***、萃取***、反萃***、分配***和储料装置，其特征是：所述萃取***内包括用于提高萃取剂内铜离子浓度的反渗透装置；
动力及控制***，与电解***、萃取***、反萃***、分配***相连接，用于控制各***运行；
萃取***，包括依次连接的萃取缸和反渗透装置，通过萃取剂对废蚀刻液内的铜离子进行萃取；
反萃***，用于将萃取剂中铜离子制备高浓度的铜离子电解液；
电解***，与反萃***管道连接，用于电解铜离子电解液，制备铜；
分配***，通过管道与反萃***、萃取***和储料装置相连接，将各个***内产生的液体进行临时储存以及分配输送；
储料装置，与蚀刻机、萃取***和分配***管道连接，用于存储蚀刻液及再生蚀刻液。
2.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液电解循环再生***，其特征是：所述萃取缸包括第一萃取缸和第二萃取缸，第一萃取缸、第二萃取缸和反渗透装置串联，第二萃取缸连接第一萃取缸和反渗透装置，反渗透装置连接分配***。
3.根据权利要求1或2所述的碱性蚀刻液电解循环再生***，其特征是：所述反萃***包括多个并联的反萃缸。
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Cited By (2)
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| CN105506636A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-04-20 | 深圳中能润德环保有限公司 | 一种萃取含铜废液的循环再生***及方法 |
| CN106702387A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | 陶克（苏州）机械设备有限公司 | 一种在线碱性硫酸铵刻蚀废液循环再生*** |
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