PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法及装置，PCB蚀刻废液采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后横向溅射到阴离子交换膜上，提取其中的金属铜，并可有效降低离子交换表面cu2+和污染物的浓度，提高处理效率；PCB油墨废液采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁和双氧水组成的强氧化剂，通过激光照射、双氧化水光解以及Fe2+的催化作用，对PCB油墨废液中的有机物进行有效降解，COD去除率可达93％以上；同时采用激光温控及稳频系统，确保激光输出的准确与稳定，保证PCB油墨废液的处理效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PCB废液处理技术，尤其涉及一种PCB生产过程中产生的油墨废液与蚀刻废液的处理方法及装置。
技术介绍
PCB(印制电路板)的生产工艺复杂，在其不同的生产阶段会有不同的废液产生。去膜显影废液是由去油墨、显影工艺中产生的含有大量有机物的废液，其COD含量高达15000～18000mg/L、PH12～14；废酸碱液来自退镀工序产生的硫酸与盐酸的废液，其中Cu2+质量浓度可达300～500mg/L，COD达到700～1000mg/L，PH1～3；高铜废液和化学铜废液主要来自镀铜工序和蚀刻工序，Cu2+质量浓度可达700～1650mg/L，PH4～7。针对PCB生产过程中产生的各种废液的治理与铜金属的回收，目前已有的方法包括物理沉淀法、化学沉淀法、絮凝沉淀法、离子交换膜树脂法、制取胆矾法、溶剂萃取法、加热蒸馏法、光助fenton法、电解法等多种方法。常用硫化钠去除蚀刻废液中的Cu2+，该工艺适用于PH值范围大，但过量的S2-可使处理废液COD增加；也有采用投加硫酸亚铁、烧碱、利用Fe(OH)2、Fe(OH)3絮凝和共沉作用形成较大颗粒的矾花，经分离去除其中的铜，但处理后的铜浓度依然超标；同时也需要大量的化学试剂，增加了处理成本。采用溶液萃取回收铜主要是用Lix54～100萃取剂从废蚀刻液中萃取铜，使PCB废液中铜离子的浓度得以显著下降；但这类技术处理所得的萃取相中含有高浓度的铜，仍然需要再处理，否则容易造成二次污染。电解法是以铜棒为阴极，碳棒为阳极直接电解PCB废液，可以回收废液中的铜，但电解过程中产生氯气，导致蚀刻液中氯的损失且污染环境。
技术实现思路
本专利技术提供了一种PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，采用离子交换膜技术对PCB蚀刻废液进行处理，并提取其中的金属铜，PCB蚀刻废液横向穿过离子交换膜，可以有效降低离子交换表面cu2+和污染物的浓度，提高处理效率；通过激光照射、双氧化水光解以及Fe2+的催化作用，对PCB油墨废液中的有机物进行有效降解，COD去除率可达93％以上；本专利技术同时提供了用于实现该方法的装置。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，包括如下步骤：1)PCB蚀刻废液处理：采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后以30～90°夹角横向溅射到阴极的阴离子交换膜上；PCB蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴离子交换膜截留而实现分离；以上反应进行时，通过析铜控制系统自动测试并显示PCB蚀刻废液的温度及流速，以及铜离子浓度；2)PCB油墨废液处理：采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁FeSO4·7H2O和H2O2含量为30％双氧水组成的强氧化剂，且H2O2加入量为1.1～1.5Qth，Fe2+/H2O2的摩尔比为1：16～20；将加入强氧化剂并搅拌均匀后的PCB油墨废液的PH值调节到3.4～3.6，温度控制在60～70℃；按8～12L/min的速率向PCB油墨废液中输氧气，同时采用波长为266nm、功率为20～25W的激光均匀照射60分钟以上；去除PCB油墨废液中的COD；以上反应进行时，通过反应控制系统自动测试并显示PCB油墨废液的温度、COD质量浓度和氧气流量；激光的驱动及控制通过激光温控系统与激光稳频系统实现，其中激光温控系统由主控芯片以及分别与主控芯片相连的温度检测模块、温度控制模块、温度显示模块、串口通信模块、键盘输入模块、故障检测模块和报警模块组成,其中温度控制模块通过TEC热电制冷器连接激光器，激光器另外与温度检测模块和故障检测模块连接，串口通信模块另外连接上位机；温度检测模块与主控芯片以串行方式通信，将采集的温度数据发往主控芯片进行实时的监控与显示，也可以通过上位机进行温度预设，通过键盘输入电路可控制激光器的启停、复位以及手动设定温度；激光稳频系统由依次连接的振荡器、混频器、分频器、频率-电压转换器、加法器、低通滤波器、PID控制器、激光器、光电二极管、偏置器、放大器、耦合器组成，耦合器与混频器连接，光电二极管另外连接参考激光器；光电二极管测量激光器与参考激光器的拍频频差，通过偏置并经过放大后与振荡器进行混频，混频之后通过分频器分到频率-电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过PID控制器反馈回激光器实现相对于参考激光的频率锁定；输出一个控制电压信号，通过加法器与频率-电压转换器输出的电压相加，再输入到PID控制器中反馈给激光器，通过设置不同的控制电压实现激光器与参考激光不同频差的实时锁定，从而实现激光的稳频。用于实现PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法的处理装置，用于对PCB蚀刻废液进行处理的横向离子膜析铜处理装置包括依次连接的缓冲管道、输入连接器、万向节、处理装置本体和废液输送管道；所述输入连接器可在旋转驱动装置的驱动下绕自身轴线转动，其连接万向节一端可在与处理装置本体轴线60°夹角范围内绕铰接点自由转动，输入连接器靠近缓冲管道的一侧为废液入口，另一侧为废液出口，且废液入口直径大于废液出口直径；处理装置本体靠近输入连接器一侧设阳极，另一侧设阴极，且阴极横断面上设阴离子交换膜；阴离子交换膜前的处理装置本体下方设析铜出口，阳极和阴极之间的处理装置本体内设置的温度传感器一、流速传感器和铜离子浓度监测仪分别连接析铜控制器组成析铜控制系统。所述输入连接器的废液出口直径为废液入口直径的0.618倍，输入连接器的长度为废液出口直径与废液入口直径之和的2倍；处理装置本体为圆筒形，阳极与靠近输入连接器一侧端面的距离为输入连接器长度的1/2倍。用于对PCB石墨废液进行处理的石墨废液处理装置包括废液处理管道、激光器、激光驱动及控制系统、转动机构及反应控制器，所述废液处理管道的下部设底盘，中部设转盘，底盘与转盘之间的废液处理管道上设有输氧管道和废液输出管道，转盘之上的废液处理管道上设废液输入管道、双氧水输入管道和硫酸亚铁输入管道；转盘上与废液处理管道平行设置有激光器，激光器由激光驱动及控制系统控制，激光驱动及控制系统包括激光温控系统和激光稳频系统；转盘可在转动机构带动下绕自身轴线转动；废液处理管道上设置的温度传感器二、PH值监测仪和COD监测仪分别连接反应控制器，反应控制器另外连接输氧管道上的流量计，温度传感器二、PH值监测仪和COD监测仪、反应控制器和流量计共同组成反应控制系统。所述析铜控制器和反应控制器为单本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：1)PCB蚀刻废液处理：采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后以30～90°夹角横向溅射到阴极的阴离子交换膜上；PCB蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴离子交换膜截留而实现分离；以上反应进行时，通过析铜控制系统自动测试并显示PCB蚀刻废液的温度及流速，以及铜离子浓度；2)PCB油墨废液处理：采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加入由分析纯硫酸亚铁FeSO4·7H2O和H2O2含量为30％双氧水组成的强氧化剂，且H2O2加入量为1.1～1.5Qth，Fe2+/H2O2的摩尔比为1：16～20；将加入强氧化剂并搅拌均匀后的PCB油墨废液的PH值调节到3.4～3.6，温度控制在60～70℃；按8～12L/min的速率向PCB油墨废液中输氧气，同时采用波长为266nm、功率为20～25W的激光均匀照射60分钟以上；去除PCB油墨废液中的COD；以上反应进行时，通过反应控制系统自动测试并显示PCB油墨废液的温度、COD质量浓度和氧气流量；激光的驱动及控制通过激光温控系统与激光稳频系统实现，其中激光温控系统由主控芯片以及分别与主控芯片相连的温度检测模块、温度控制模块、温度显示模块、串口通信模块、键盘输入模块、故障检测模块和报警模块组成,其中温度控制模块通过TEC热电制冷器连接激光器，激光器另外与温度检测模块和故障检测模块连接，串口通信模块另外连接上位机；温度检测模块与主控芯片以串行方式通信，将采集的温度数据发往主控芯片进行实时的监控与显示，也可以通过上位机进行温度预设，通过键盘输入电路可控制激光器的启停、复位以及手动设定温度；激光稳频系统由依次连接的振荡器、混频器、分频器、频率‑电压转换器、加法器、低通滤波器、PID控制器、激光器、光电二极管、偏置器、放大器、耦合器组成，耦合器与混频器连接，光电二极管另外连接参考激光器；光电二极管测量激光器与参考激光器的拍频频差，通过偏置并经过放大后与振荡器进行混频，混频之后通过分频器分到频率‑电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过PID控制器反馈回激光器实现相对于参考激光的频率锁定；输出一个控制电压信号，通过加法器与频率‑电压转换器输出的电压相加，再输入到PID控制器中反馈给激光器，通过设置不同的控制电压实现激光器与参考激光不同频差的实时锁定，从而实现激光的稳频。...

【技术特征摘要】
1.PCB蚀刻废液及油墨废液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)PCB蚀刻废液处理：采用横向离子膜析铜处理装置进行处理，PCB蚀刻废液经旋转
后均匀喷洒在阳极焦平面上，并通过电场加速后以30～90°夹角横向溅射到阴极的阴离子
交换膜上；PCB蚀刻废液中的铜离子在电场作用下，受电位差的驱动向阴极迁移，并被阴
离子交换膜截留而实现分离；以上反应进行时，通过析铜控制系统自动测试并显示PCB蚀
刻废液的温度及流速，以及铜离子浓度；
2)PCB油墨废液处理：采用PCB油墨废液处理装置进行处理，向PCB油墨废液中加
入由分析纯硫酸亚铁FeSO4·7H2O和H2O2含量为30％双氧水组成的强氧化剂，且H2O2加入量
为1.1～1.5Qth，Fe2+/H2O2的摩尔比为1：16～20；将加入强氧化剂并搅拌均匀后的PCB
油墨废液的PH值调节到3.4～3.6，温度控制在60～70℃；按8～12L/min的速率向PCB
油墨废液中输氧气，同时采用波长为266nm、功率为20～25W的激光均匀照射60分钟以
上；去除PCB油墨废液中的COD；以上反应进行时，通过反应控制系统自动测试并显示PCB
油墨废液的温度、COD质量浓度和氧气流量；
激光的驱动及控制通过激光温控系统与激光稳频系统实现，其中激光温控系统由主控
芯片以及分别与主控芯片相连的温度检测模块、温度控制模块、温度显示模块、串口通信
模块、键盘输入模块、故障检测模块和报警模块组成,其中温度控制模块通过TEC热电制
冷器连接激光器，激光器另外与温度检测模块和故障检测模块连接，串口通信模块另外连
接上位机；温度检测模块与主控芯片以串行方式通信，将采集的温度数据发往主控芯片进
行实时的监控与显示，也可以通过上位机进行温度预设，通过键盘输入电路可控制激光器
的启停、复位以及手动设定温度；激光稳频系统由依次连接的振荡器、混频器、分频器、
频率-电压转换器、加法器、低通滤波器、PID控制器、激光器、光电二极管、偏置器、
放大器、耦合器组成，耦合器与混频器连接，光电二极管另外连接参考激光器；光电二极
管测量激光器与参考激光器的拍频频差，通过偏置并经过放大后与振荡器进行混频，混频
之后通过分频器分到频率-电压转换器的工作频率范围，并直接转换成电压信号，再经过
PID控制器反馈回激光器实现相对于参考激光的频率锁定；输出一个控制电压信号，通过
加法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张禹，张健，孟令旗，于广泽，沈剑莹，杨曾光，陈阳，王树军，徐勇，尹建华，赵婷婷，宋羽桐，
申请(专利权)人：东北大学，鞍山市正发电路有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21