电路板刻蚀酸性废水资源化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及电路板刻蚀酸性废水资源化系统。该系统包括分离单元、金属置换单元、酸度调节单元、加热单元、膜蒸馏浓缩单元、结晶单元及氧化单元；分离单元包括第一分离单元和第二分离单元；金属置换单元位于第一分离单元和第二分离单元之间；酸度调节单元位于膜蒸馏浓缩单元的上游；膜蒸馏浓缩单元位于金属置换单元的下游；结晶单元位于膜蒸馏浓缩单元的下游；氧化单元位于结晶单元的下游；加热单元通过循环泵分别与膜蒸馏浓缩单元和氧化单元相连。该系统将多效膜蒸馏与低温结晶及氧化反应相结合，既能够有效提高结晶效率和晶体纯度，明显降低了外排母液的量，并且充分利用了余热和反应热，有效降低了系统的维护成本及运行成本。

Recycling system of acid wastewater from circuit board etching

【技术实现步骤摘要】
电路板刻蚀酸性废水资源化系统
本技术涉及废水处理、资源化领域，具体而言，涉及电路板刻蚀酸性废水资源化系统。
技术介绍
随着电子工业迅速发展，传统电路板刻蚀工艺会产生大量的三氯化铁酸性废液，含有大量的铜和锰、镍、锆等杂质金属离子。目前，回收三氯化铁刻蚀液的一般方法为：加入铁粉，置换出铜回收，然后再用氯气把氯化亚铁氧化成氯化铁回用于刻蚀液。然而，随着上述刻蚀液的重复使用，杂质金属的含量逐渐累积，三氯化铁的纯度也随之下降，不能满足刻蚀的要求。对上述刻蚀废液作危废零排处理，设备投资成本和运行成本都较高，并且存在腐蚀问题，效益低下。有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供电路板刻蚀酸性废液资源化系统，所述系统基于膜蒸馏与低温结晶和氧化反应的结合，为电路板刻蚀酸性废液的资源化和零排放提供了高效、低成本的途径，具有较高的经济价值。为了实现本技术的上述目的，特采用以下技术方案：电路板刻蚀酸性废液的资源化系统，其包括预处理单元、膜蒸馏浓缩单元、结晶单元及氧化单元；所述膜蒸馏浓缩单元位于所述预处理单元的下游；所述结晶单元位于所述膜蒸馏浓缩单元的下游；所述氧化单元位于所述低温结晶单元的下游。可选地，所述结晶单元为低温结晶单元。可选地，所述预处理单元包括第一分离单元、金属置换单元和第二分离单元；所述金属置换单元位于所述第一分离单元和所述第二分离单元之间。可选地，所述第一分离单元包括过滤单元；所述第二分离单元包括离心单元。可选地，所述过滤单元包括保安过滤器；所述保安过滤器包括外壳和滤芯。可选地，所述外壳为带盖圆筒状，其材质选自耐氯离子的带衬或不带衬金属材质或非金属材质。可选地，所述外壳设置有进液口和出液口，所述进液口通过输送泵与外部原料罐相连，所述出液口与所述金属置换单元的进液口相连。可选地，所述滤芯设置有多级；所述滤芯的过滤精度为1μm～500μm。可选地，所述滤芯的过滤精度可以独立地选自1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、480μm、500μm，以及上述任意点值之间的尺寸范围。可选地，所述滤芯可以为聚丙烯材质。可选地，所述离心单元包括离心分离设备，其材质选自耐氯离子腐蚀的带衬或无衬金属材质或非金属材质。可选地，所述离心分离设备包括进液口、出液口和固料出口；所述离心分离设备的出液口与所述第一平衡罐相连；所述离心分离设备的固料出口与外部固料收集器相连。本技术中，第一分离单元(过滤单元)的目的主要在于，去除电路板刻蚀酸性废液中的悬浮颗粒物杂质。本技术中，第二分离单元(离心单元)的目的主要在于，将经过金属置换单元处理的电路板刻蚀酸性废液进行固液分离，去除金属沉淀，并将在固料出口所带出的氯化亚铁溶液回收。可选地，所述金属置换单元包括置换釜和第一平衡罐；所述第一平衡罐位于所述置换釜的下游。可选地，所述置换釜为锥形底方形槽结构或锥形底圆筒结构；所述置换釜设置有进液口、出液口、金属加料口(用于添加铁屑)、金属出料口(用于分离出被置换得到的金属，如铜)和搅拌器。可选地，所述置换釜的进液口与所述过滤单元外壳上的出液口相连，所述置换釜的出液口与所述第一平衡罐相连；所述置换釜的金属出料口与所述第二分离单元的进液口相连。所述金属置换单元用于以铁元素置换所述电路板刻蚀酸性废液中除铁元素以外的其他金属元素，如铜等。可选地，所述置换釜为耐腐蚀置换釜，其材质选自耐氯离子的带衬或无衬金属材质或非金属材质。可选地，所述系统还包括酸度调节单元。可选地，所述酸度调节单元为在线酸度自动调节装置，包括酸度计和自动加酸设备；所述酸度计和所述自动加酸设备与所述第一平衡罐相连。可选地，所述酸度调节单元以浓度为20％～30％的盐酸调节酸度；所述酸度调节单元的料液中盐酸浓度控制在1％～5％。可选地，所述酸度调节单元位于所述膜蒸馏浓缩单元的上游。可选地，所述系统还包括加热单元；所述加热单元包括换热器，优选包括一级换热器和二级换热器。可选地，所述换热器的换热结构选自管式、板式或管板式。可选地，所述一级换热器的冷液进口通过循环泵与所述膜蒸馏浓缩单元中热水循环罐的出液口相连；所述一级换热器的冷液出口与所述二级换热器的冷液进口相连；所述二级换热器的冷液出口与所述膜蒸馏浓缩单元中热水循环罐的进液口相连。可选地，所述一级换热器的热液进口与所述氧化单元的冷却液出口相连；所述一级换热器的热液出口通过带有平衡储水罐的输送泵与所述氧化单元的冷却液进口相连；所述二级换热器的热液进口和热液出口与外部热源相连。可选地，所述膜蒸馏浓缩单元包括多效膜蒸馏设备；所述多效膜蒸馏设备包括进液口、热水循环罐、膜蒸馏组件、浓液口、产水口、循环泵、真空泵及出液泵。可选地，所述多效膜蒸馏设备的进液口与所述第一平衡罐相连；所述多效膜蒸馏设备的浓液口与所述结晶单元的进液口相连。可选地，所述热水循环罐通过循环泵与所述加热单元相连，实现热循环。可选地，所述多效膜蒸馏设备的膜蒸馏组件选自板式、卷式、中空纤维式或耦合式。可选地，所述真空泵为所述膜蒸馏组件提供真空条件，并能将经过上游处理单元处理过的电路板刻蚀酸性废液吸入膜蒸馏浓缩单元。可选地，所述多效膜蒸馏设备的膜蒸馏过程为气隙膜蒸馏和/或真空多效膜蒸馏，优选气隙真空多效膜蒸馏。可选地，所述多效膜蒸馏设备的操作温度为40℃～100℃，优选为60℃～80℃。可选地，所述膜蒸馏浓缩单元位于所述金属置换单元的下游。工作时，可以采用70℃～150℃的余热或低品热源为多效膜蒸馏设备加热，如低品蒸汽，空压机、冷冻机等设备运行产生的余热、烟气废热、冷却水等工艺废热，或与太阳能集热设备耦合。可选地，在膜蒸馏浓液口安装有密度计，对浓缩的氯化亚铁溶液进行检测以控制浓缩液排出阀门。可选地，所述多效膜蒸馏设备的膜材料选自疏水性材料。可选地，所述疏水性材料选自聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或它们各自的改性材料或共混合金材料中的至少一种。本技术中，膜蒸馏浓缩单元用于浓缩氯化亚铁溶液，浓缩液浓度可达到饱和态，提高了结晶单元的结晶效率；产水氯化亚铁浓度小于40ppm，含有小于1％左右的盐酸，此产水可用于配制纯氯化亚铁溶液，不外排。可选地，所述结晶单元包括结晶釜、第二平衡罐及冷却系统。可选地，所述结晶釜的材质为带衬或无衬耐氯离子腐蚀的金属材料。可选地，所述结晶釜的进液口与所述膜蒸馏浓缩单元的浓液口相连；所述结晶釜的出液口通过设置有阀门的管道与所述第一平衡罐相连；所述结晶釜的出晶口与所述第二平衡罐相连。可选地，所述结晶单元的结晶温度在20℃以下。本技术中，为了防止氯化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电路板刻蚀酸性废水资源化系统，其特征在于，所述系统包括分离单元、金属置换单元、酸度调节单元、加热单元、膜蒸馏浓缩单元、结晶单元及氧化单元；/n所述分离单元包括第一分离单元和第二分离单元；/n所述金属置换单元位于所述第一分离单元和所述第二分离单元之间；/n所述酸度调节单元位于所述膜蒸馏浓缩单元的上游；/n所述膜蒸馏浓缩单元位于所述金属置换单元的下游；/n所述结晶单元位于所述膜蒸馏浓缩单元的下游；/n所述氧化单元位于所述结晶单元的下游；/n所述加热单元通过循环泵分别与所述膜蒸馏浓缩单元和所述氧化单元相连。/n

【技术特征摘要】
1.电路板刻蚀酸性废水资源化系统，其特征在于，所述系统包括分离单元、金属置换单元、酸度调节单元、加热单元、膜蒸馏浓缩单元、结晶单元及氧化单元；
所述分离单元包括第一分离单元和第二分离单元；
所述金属置换单元位于所述第一分离单元和所述第二分离单元之间；
所述酸度调节单元位于所述膜蒸馏浓缩单元的上游；
所述膜蒸馏浓缩单元位于所述金属置换单元的下游；
所述结晶单元位于所述膜蒸馏浓缩单元的下游；
所述氧化单元位于所述结晶单元的下游；
所述加热单元通过循环泵分别与所述膜蒸馏浓缩单元和所述氧化单元相连。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一分离单元为过滤单元，其包括保安过滤器；所述保安过滤器包括外壳和滤芯；
所述外壳设置有进液口和出液口，所述进液口通过输送泵与外部原料罐相连，所述出液口与所述金属置换单元的进液口相连；
所述滤芯设置有多级；所述滤芯的过滤精度为1μm～500μm。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述金属置换单元包括置换釜和第一平衡罐；所述第一平衡罐位于所述置换釜的下游；
所述置换釜为锥形底方形槽结构或锥形底圆筒结构；
所述置换釜设置有进液口、出液口、金属加料口、金属出料口和搅拌器；
所述置换釜的进液口与所述过滤单元外壳上的出液口相连，所述置换釜的出液口与所述第一平衡罐相连；
所述置换釜的金属出料口与所述第二分离单元的进液口相连。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二分离单元包括离心分离设备；
所述离心分离设备包括进液口、出液口和固料出口；
所述离心分离设备的出液口与所述第一平衡罐相连；
所述离心分离设备的固料出口与外部固料收集器相连。


5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述酸度调节单元为在线酸度自动调节装置，包括酸度计和自动加酸设备；
所述酸度计和所述自动加酸设备与所述第一平衡罐相连。


6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永钢，史志伟，李心仪，
申请(专利权)人：北京中科瑞升资源环境技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11