DE3040240C2

DE3040240C2 - Vorrichtung zur Rückgewinnung von metallischem Kupfer aus kupferhaltigen Lösungen, die bei der Verkupferung von Kunststoffbauteilen anfallen

Info

Publication number: DE3040240C2
Application number: DE3040240A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 7320 Göppingen Schiller
Original assignee: Shipley GmbH
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials Deutschland GmbH
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1980-10-24
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3040240A1

Description

Bei der Vefkupferung von Kunstsiöffbaüteilen_f insbesondere von gedrückten Schaltüngsplatten, werden kupferhaitige Lösungen Verwendet, aus denen sich

65 das Kupfer auf den zu verkupfernden Teilen abscheidet. Die Lösungen verarmen dabei an gelöstem Kupfer, so daß in das Kupferbad ständig frische kupferhaltige Lösung nachgefüllt werden muß. Gleichzeitig muß aber auch aus dem die Lösung enthaltenden Behälter ein Teil der Lösung entfernt werden, damit er nicht überläuft. Da diese Lösungen stark kupferhaltig sind, besteht ein großes Interesse daran, das in ihnen enthaltene Kupfer wieder zurückzugewinnen.

Die zu enikupfernde Lösung wird von oben in einen Tank eingefüllt, der ein das Kupfer abscheidendes Mittel enthält. Ein Rührwerk sorgt dafür, daß dieses Mittel gut mit der Lösung in Kontakt gebracht wird. Vom Überlauf dieses Behälters wird die bereits zum Teil entkupferte Lö-.ung dann in einen zweiten Behälter von oben her eingefüllt, der ebenfalls das das Kupfer abscheidende Mittel und ein Rührwerk enthält. In einem dritten ebensolchen Behälter wird schließlich die vollständige Abscheidung des Kupfers bewirkt. Da die vom Überlauf des dritten Behälters abgenommene Lösung aufgrund der Wirkung der Rührwerke Teilchen des die Kupferabscheidung bewirkenden Mittels enthalt, wird die Lösung dann noch in einen vierten Behälter eingefüllt, der kein Rührwerk besitzt, so daß sich die Teilchen am Boden dieses Behälters absetzen können. Am Überlauf dieses vierten Behälters kann dann die entkupferte Lösung entnommen werden. Diese Anordnung ist aufwendig aufgebaut und aus diesem Grund nicht vielseitig einsetzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung so auszugestalten, daß sie bei einfachem Aufbau fur einen vielseitigen Einsatz geeignet ist.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die einzelnen Reaktionssau!en jeweils hintereinander von unten nach oben von der zu entkupfernden Lösung durchströmt. Das in den Reaktionssäuitn enthaltene Granulat wird dabei intensiv von der Lösung durchströmt, so daß sich die Verwendung eines eigenen Ruhrwerks in den Reakiionssäulen erübrigt

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteranspruchen 2 — 6 angegeben.

Insbesondere sind die Reaktionssäulen vorzugsweise als in sich abgeschlossene, auswechselbare Patronen ausgebildet, was den Vorteil hat. daß der Betrieb der Vorrichtung nur kurzze.tig unterbrochen werden muß. wenn die Aufnahmekapaziiat des zur Kupferabscheidung verwendeten Granulats in einer der Patronen erschöpft ist. Das Auswechseln von Patronen kann sehr sehne.! durchgeführt werden

Die Frfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigt

F 1 g. 1 eine schematische Darsiellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

F 1 g 2 eine .Schnittansicht einer der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeieii Reaktionssäulen. wobei zur Verdeutlichung Fm/elieile de. Säule voneinander getrennt dargestellt sind,

Fig.3 eine Seitenansicht der erfindürtgsgeniäßefi Vorrichtung und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Vorrichtung Von F ig-3, Die in Fig. I dargestellte Vorrichtung zur Rückge^

winnung von metallischem Kupfer aus kupferhaltigen Lösungen enthält mehrere senkrecht stehenden höhlzy^ iindrische Reaktionssäulen 1, 2 und 3, einen Eingang 4

zur Zufuhr der kupferhaltigen Lösung sowie einen Ausgang 5, an dem die entkupferte Lösung abfließt.

Die Reakiionssäulfc:i :, 2, 3 s'nd jeweils mit Einlaßanschlüssen 6, 7, 8 und mit Auslaßanschlüssen 9, 10, 11 versehen. Die Einlaß· und Auslaßanschlüsse sind als Kupplungsbuchsen 13£ bzw. IiA ausgebildet, in denen sich jeweils ein Rückschlagventil befindet. Die Reaktionssäulen 1, 2 und 3 sind mit Hilfe von Verbindungf'eitungen 14 und 15 in Serie geschaltet, wobei die Verbindungsleitung 14 den Auslaßanschluß der Reakiionssäule 1 mit dem Einlaßanschluß der Reaktionssäule 7 verbindet, während die Verbindungsleitung 15 den Auslaßanschluß 10 der Reaktionssäule 2 mit dem Einlaßanschluß 8 der Reakttonssäule 3 verbindet. An den Enden der Verbindungsleitungen 14 sind Kupplungsstecker angebracht, die beim Kupplungsvorgang die Rückschlagventile in den Kupplungsbuchsen öffnen. Das Anbringen von Kupplungsbuchsen 13 mit eingebauten Rückschlagventilen hat den Vorteil, daß die Reaktionssäulen nach dem Abziehen der Kupplungssiecker 16 dicht sind, so daß keine Lösung aus den Reakiionssäulen ausströmen kann. Die Reaktionssäulen bilden somit in sich abgeschlossene, einzeln austauschbare Patronen.

Am unteren Ende jeder Reaktionssäule 1, 2, 3 befindet sich ein Trichter 17, 18, 19. der jeweils mit einem Absperrorgan 20, 21 bzw. 22 versehen ist. Mit Hilfe dieses Absperrorgans kann die in den Reaktionssäulen enthaltene Lösung abgelassen werden.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung enthält ferner eine Pumpe 23, mit der die zu entkupfernde Lösung in den Eingangsanschluß 6 der ersten Reaktionssäule der Serienschaltung, also der Reaktionssäule 1, gepumpt wird.

Der genaue Aufbau einer der Reaktionssäulen geht _J} aus der Schnittansicht von Fig. 2 hervor, in der Einzeileile der Säule getrennt dargestellt sind. Der Mittelteil der Reaktionssäule besteht aus einem durchsichtigen PVC-Rohr 24. Auf das obere Ende dieses Rohrs 24 ist eine Deckplatte 25 geschraubt, wobei zur Erzielung dieser Verschraubung das Rohr mit einem Außengewinde 26 und ein an der Deckplatte 25 nach unten ragen .'er Flansch 27 mit einem Innengewinde versehen sind. Die Deckplatte 25 ist mit einer Durchführung 29 versehen, an der ein Schlauchstück 30 befestigt ist, an dem die Kupplungsbuchse 134 angebracht ist. die den Auslaßanschluß der Reaktionssäule bildet. Zur Erzielung einer dichten Verbindung zwischen djr Deckplatte 25 und der, PVC-Rohr 24 der Reaktionssäuie ist an der Innenseite der Deckplatte 25 ein Dichtungsring 31 angebracht. Am unteren Ende der Reaktionssäule befindet sich der ihren Boden bildende Trichter 17. der mitteln eines Innengewindes 32 an einem an ihm nach oben ragenden Flansch 33 und eines Außengewindes 34 am unteren Ende des Rohrs 24 mit diesem verschraubt werden kann. Zur Erzielung einer dichten Verbindung ist in den Trichter 17 ein Dichtungsring 35 eingelegt. An dem Trichter 17 ist ein Schlauchstuck 36 befestigt, an dem die Kupplungsbuchse 13f angebracht ist. Amunteren Ende des Trichters 17 befindet sich das Absperrorgan 20, durch das die in der Reaktionssäule befindliche Lösung abgelassen werden kann.

In der in das Innere der Reaktionssäule mündende Ende der Durchführung 29 ist ein Auslaßsieb 37 angebracht. Ein Einlaßsieb 38 befindet sich im Trichter 17 oberhalb des Niveaus des von der Kupplungsbuchse 13E gebildeten Einlaßanschlusses. Das Einlaßsieb 38 stützt sich dabei auf einer mit dem Trichter 17 verbundenen Lochblende 39 ab. Das Abstützen des Einlaßsiebs 38 ist zweckmäßig, da dieses Sieb das der Kupferabscheidung dienende Granulat 40 tragen muß, das bis zu einer Höhe von einem Drittel der Gesamthöhe der Reaktionssäulen eingefüllt ist.

Eine zweckmäßige Anordnung mehrerer Reaktionssäulen ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. In der Anordnung von F i g. 3 sind drei Reaktionssäulen 1, 2,3 im Dreieck auf einem Sockel 41 angeordnet, in dem die Pumpe 23 untergebracht ist. Aus den F i g. 3 und 4 geht auch hervor, wie die einzelnen Reaktioiissäulen mit Hilfe der Verbindungsleitungen 14 und 15 in Serie geschaltet sind. Dabei drückt die Pumpe 23 die zu entkupfernde Lösung in den untenliegenden Einlaßanschluß der Reaktionssäule 1, die Verbindt.agsieitung i4 leitet die in der ersten Reaktionssäule 1 bereits teilweise entkupferte Lösung vom obenliegenden Auslaßanschluß weiter zum unten liegenden Einlaßanschluß der Reaktiohssäule 2 und die Verbindungsleitung 15 leitet die dem obenliegenden Auslaßanschluß der Reaktionssäule 2 entströmende, bereits weiter entkupferie Lösung zum untenliegenden Einlaßanschluß der Reaktionssäule 3. Die vollständig entkupferte Lösung tritt am oben liegenden Auslaßanschluß der Reaktionssäule 3 aus, wo sie zur weiteren Verarbeitung, insbesondere zu einer chemischen Neutralisierung, abgenommen werden kann. Für den praktischen Einsatz haben sich Reaktionssäulen mit einer Höhe von etwa 70 cm und einem Durchmesser von etwa 10 cm als zweckmäßig erwiesen. Als das zur Kupferabscheidung verwendett Mittel kann auch ein Aktivkohlegranulat verwendet werden.

Im kontinuierlichen Betrieb der beschriebenen Vorrichtung läßt die Abscheidungswirkung des in den Reaktionssäulen befindlichen Granulats nach, bis seine Aulnahmekapazität schließlich erschöpft ist. Spätestens an diesem Zeitpunkt muß die das Granulat mit erschöpfter Aufnahmekapazität enthaltende Peaktionssäule gegen eine ein frisches Granulat enthaltende Säule ausgetauscht werden Aufgrund des geschilderten Aufbaus der Reaktionssäulen als in sich abgeschlossene Patronen kann dies einfach dadurch ausgeführt werden, daß die Kupplungsstecker aus den Kupplungsbuchsen der Eingangs und Ausgangsanschlüsse gezogen werden und daÖ die Kuppkingsstecker der Verbindungsleitungen dann in Kupplungsbuchsen einer Reaktionssäule mit frischem Granula! gesteckt werden. Der kontinuierliche Betrieb muß dabei nur kurzzeitig unterbrochen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Rückgewinnung von metallischem Kupfer aus kupferhaltigen Lösungen, die bei der Verkupferung von Kunststoffbauteilen anfallen, s mit Behältern zur Aufnahme eines Kupfer abscheidenden Granulats, einem Eingang zur Zufuhr der Lösung und einem Ausgang zum Ablassen der von Kupfer befreiten Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter als senkrecht stehende, hohlzylindrische Reaktionssäulen (1, 2, 3) mit jeweils einem Einlaßanschluß (6,7,8) im Bereich des unteren Endes und einem Auslaßanschluß (9,10, 11) im Bereich des oberen Endes ausgebildet sind, daß die Reaktionssäulen (1,2,3) durch Verbindungsleitungen (14, 15) zwischen den Auslaßanschlüssen (9, 10) und den Einlaßanschlüssen (7, 8) jeweils verschiedener Reaktionssäulen in Serie geschaltet sind, und daß zwischen den Eingang (4) zur Zuführung der kupferhaltigen Lösung und den Einlaßanschluß (6) der ersten Reaktionssäule (1) der Serienschaltung eine Pumpe (23) eingefügt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Boden jeder Reaktionssäule (I₁ 2, 3) von einem mit einem den Mittelteil der Reaktionssäule (1, 2, 3) bildenden Rohr (24) verschraubien Trichter (17, 18, 19; gebildet ist. der mit einpm Absperrorgan zum Ablassen der in der Reaktionssaule (1, 2, 3) enthaltenen Lösung versehen ist. daß der Einlaßanschluß (6, 7, 8) jeder Reaktionssäule (I₁ 2, 3) seillich an dem Trichter (17, 18, 19) angebracii. ist. und daß der Auslaßanschluß (9, 10, 11) jeder Reaktionssiule (1, ?, 3) an einer mit dem Rohr (24) verschrauhten Deckplatte (25) angebracht isi. »

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trichter (17, 18, 19) über dem Niveau des Einlaßanschlusses (6, 7, 8) ein für die kupferhaltige Lösung durchlässiges Einlaßsieb (38) angebracht ist. und daß in der Deckplatte (25) vor dem Auslaßanschluß (9, 10, 11) ein Auslaßsieb (37) angebracht ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßanschlüsse (6, 7, 8) und die Auslaßanschlüsse (9, 10, U) als Kupplungsbuchsen (13£ 134,J mit eingebau tem Rückschlagventil ausgebildet sind und daß an den Enden der Vtrbindungsleitungen (14, 15) Kupplungsstecker (16) angebracht sind, die die Rückschlagventile beim Einstecken in die Kupp lungsbuchsen(13£, HA^öffnen

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Reaktionssäulen (1, 2, 3) in Serie geschallet sind, die auf einem kreisförmigen Sockel (41) in Dreiecksan Ordnung angebracht sind, und daß die Pumpe (23) in dem Sockel (41) untergebracht ist.

b. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reak tionssäulen (I, 2, 3) als in sich abgeschlossene austauschbare Patronen ausgebildet sind.