本公开公开了酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，包括进料箱、碱液箱、反应釜、离心机、树脂柱、第一泵和第二泵，反应釜包括釜体、上封头、搅拌装置、第一喷头、第二喷头和第三喷头，上封头连接在釜体的顶部上，第一喷头、第二喷头、第三喷头和搅拌装置均安装在上封头上，第二喷头和第三喷头对称分布在第一喷头的两侧，所述进料箱通过第一泵与第一喷头相连通，所述碱液箱通过第二泵分别与第二喷头和第三喷头相连通，反应釜与离心机相连通，离心机与树脂柱相连通。本发明专利技术通过设置第一喷头、第二喷头和第三喷头同时喷洒，实现中和液与第二碱液在喷洒过程中充分接触混合，改善了生成的碱式碳酸铜晶体的晶型，减少了晶体中的杂质。
【技术实现步骤摘要】
酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置及其使用方法
本公开涉及废液处理设计领域，尤其是涉及一种酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置及其使用方法。
技术介绍
铜印刷线路板可通过蚀刻工艺按照预先设计的线路图将裸露的金属铜腐蚀掉，蚀刻后剩余的铜即为同线路板成品。在蚀刻过程中，蚀刻液中的铜离子浓度不断增加，蚀刻液腐蚀效率也随之不断下降，当蚀刻液中的铜离子浓度达到饱和时，蚀刻液便不能再用于铜印刷线路板的制备，并作为废液排放出去。酸性铜印刷线路板蚀刻废液已被收录至《国家险废物名录》(危废编号为HW22)，如果这些含有大量金属铜离子放入蚀刻废液不经处理而随意排放，不仅造成资源的浪费，增加了后续污水处理的成本。专利号为201711453601.8专利名称为：一种酸性蚀刻液再生循环方法的专利文献中，公开了利用酸性蚀刻废液为原料，采用电解的方式回收铜的方法，但是该方法中会产生大量氯气，存在安全隐患，而且除铜效果有限，电解后的液体中仍存在较多铜离子，不能直接排放。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置包括进料箱、碱液箱、反应釜、离心机、树脂柱、第一泵和第二泵，反应釜包括釜体、上封头、搅拌装置、第一喷头、第二喷头和第三喷头，上封头连接在釜体的顶部上，第一喷头、第二喷头、第三喷头和搅拌装置均安装在上封头上，第二喷头和第三喷头对称分布在第一喷头的两侧，所述进料箱通过第一泵与第一喷头相连通，所述碱液箱通过第二泵分别与第二喷头和第三喷头相连通，反应釜与离心机相连通，离心机与树脂柱相连通。本公开的有益效果：本专利技术通过在反应釜的上封头设置第一喷头、第二喷头和第三喷头同时喷洒，实现中和液与第二碱液在喷洒过程中充分接触并混合，改善了生成的碱式碳酸铜晶体的晶型，减少了生成的碱式碳酸铜晶体中的杂质，同时，利用离心机对碱式碳酸铜离心，制备得到碱式碳酸铜成品；利用树脂柱对滤液中的微量铜离子进行吸附净化，使清液中的铜离子含量低于0.01ppm，达到排放标准。在一些实施方式中，釜体包括内釜体和外釜体，上封头与内釜体围出反应腔，外釜体套装在内釜体外部，外釜体与内釜体之间围出加热腔。内釜体用于承装进行反应的中和液、第二碱液和底液，反应腔用于中和液、第二碱液和底液进行反应，便于搅拌装置进行搅拌。加热腔用于承装导热介质，便于加热棒对导热介质进行加热，便于提升和保持反应腔内的温度，利于反应进行。在一些实施方式中，反应釜还包括温度计、加热棒和喷气管，温度计安装在上封头上，并伸入到反应腔内，加热棒安装在外釜体上，并伸入加热腔内，喷气管设有喷气嘴，喷气管固定安装在内釜体的内壁，喷气嘴均匀分布在喷气管上，喷气嘴的喷气方向向下。温度计用于监测反应腔内的反应温度。加热棒对加热腔内的导热介质进行加热，提升和保持反应腔内的温度。喷气管的喷气嘴可以用气流将粘附在内釜体内壁上的碱式碳酸铜晶体吹向内釜体底部。在一些实施方式中，搅拌装置包括电机、机架、搅拌轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨，电机安装在机架上，机架安装在上封头上，搅拌轴与电机相连接，搅拌轴伸入到反应腔内，第一搅拌桨和第二搅拌桨均安装在搅拌轴上。电机带动搅拌轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨转动，对反应腔内的中和液、第二碱液、底液进行搅拌，使其混合均匀，提高反应效率。在一些实施方式中，第一搅拌桨、第二搅拌桨均与搅拌轴相固定连接，第一搅拌桨位于第二搅拌桨外侧，第一搅拌桨与第二搅拌桨的宽度比为4:1，第一搅拌桨为螺杆式桨叶，第二搅拌桨为螺带式桨叶。第一搅拌桨与第二搅拌桨在搅拌时，外侧的螺杆式桨叶与内侧的螺带式桨叶可以形成内外双向径流，对反应腔内物质的搅拌更加均匀，使反应腔内的中和液和第二碱液充分接触并反应，有利于反应生成的碱式碳酸铜的晶型优化，还可以提高反应效率。在一些实施方式中，内釜体底部设有出料口，出料口与反应腔相连通，内釜体侧面设有pH计口，pH计口与反应腔相连通，外釜体设有水孔，水孔与加热腔相连通。出料口用于排出反应生成的第一部分产物，pH计口用于在反应过程中，使用pH剂监测反应腔内的pH值。水孔用于向加热腔内注入导热油或水蒸气等导热介质。在一些实施方式中，树脂柱包括柱体和树脂，柱体设有进液口、出液口和空腔，树脂填充在空腔内。树脂柱中的树脂对滤液中残留的微量铜离子进行吸附净化，特定的铜离子吸附树脂可使从出液口排出的清液中铜离子含量低于0.01ppm。酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置的使用方法，其中，包括以下步骤：制备碱式碳酸铜包括以下：步骤a，向酸性蚀刻废液中加入第一碱液，得到中和液，中和液中氢离子浓度为0.01-0.5mol/L；向反应腔内加入底液，向加热腔内注入导热介质，使用加热棒加热，使反应腔内温度达到反应温度，底液为碱式碳酸铜晶体与水的混合物，底液中碱式碳酸铜晶体的质量分数为5％-30％；中和液中氢离子浓度为0.01-0.5mol/L，便于后续碱式碳酸铜的快速生成，底液中存在碱式碳酸铜晶体起到晶种的作用，用于培养新生成的碱式碳酸铜晶体。底液中碱式碳酸铜晶体的质量分数低于5％，就无法起到晶种的作用，不利于培养新的晶体。如果底液中碱式碳酸铜晶体的质量分数超过30％，对于培养晶种不起到明显有益的作用，会造成成本浪费。步骤b，同时启动第一泵和第二泵，将第二碱液和中和液分别通过第一喷头、第二喷头和第三喷头喷洒到反应腔内，第二喷头与第三喷头的流量相同、喷洒半径相同，第二喷头和第三喷头的喷洒半径与第一喷头的喷洒半径比为1～1.3:1，第二喷头和第三喷头的流量与第一喷头的流量比为0.5～0.7:1；第二喷头和第三喷头对称分布在第一喷头的两侧，第一喷头喷洒中和液，同时第二喷头和第三喷头分别喷洒第二碱液，在喷洒过程中中和液与第二碱液就可以充分接触并混合，有利于优化改善生成的碱式碳酸铜晶体的晶型，减少生成的碱式碳酸铜晶体中的杂质，提高反应效率。步骤c，启动电机，搅拌轴转动，第一搅拌桨和第二搅拌桨对中和液、第二碱液和底液进行搅拌；第一搅拌桨和第二搅拌桨在电机的带动下进行搅拌，使反应腔内的中和液、第二碱液和底液混合均匀。步骤d，中和液和第二碱液添加完成后，得到混合液，关闭电机、第一泵和第二泵，停止搅拌，调节混合液的pH值为6.0-9.0，在一定反应时间内进行反应，底液占混合液体积的15％-30％；底液在混合液中起到晶种的作用，底液占混合液体积比例低于15％，则影响反应中生成的碱式碳酸铜晶体的培养。底液占混合液体积比例高于30％，则增加成本，造成浪费。步骤e，反应完成后，得到碱式碳酸铜悬浊液，碱式碳酸铜悬浊液包括第一部分产物和第二部分产物，第一部分产物与第二部分产物的体积比为3～4:1，第一部分产物从出料口流出，关闭出料口；第二部分产物作为下一次反应的底液留在反应腔内，喷气管喷出气体，将粘附在内釜体内壁上的碱式碳酸铜晶体冲到所述内釜体底部；将第二部分产物作为下一次反应的底液留在反应区内，不需要在额外向反应釜内重新添加碱式碳酸铜晶体，降低成本。步骤f，不断循环重复步骤b～e，使反应持续进行，将所述酸性蚀刻废液进行回收反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，包括进料箱、碱液箱、反应釜、离心机、树脂柱、第一泵和第二泵，所述反应釜包括釜体、上封头、搅拌装置、第一喷头、第二喷头和第三喷头，所述上封头连接在釜体的顶部上，所述第一喷头、第二喷头、第三喷头和搅拌装置均安装在上封头上，所述第二喷头和第三喷头对称分布在第一喷头的两侧，所述进料箱通过第一泵与第一喷头相连通，所述碱液箱通过第二泵分别与第二喷头和第三喷头相连通，所述反应釜与离心机相连通，所述离心机与树脂柱相连通。/n
【技术特征摘要】
1.酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，包括进料箱、碱液箱、反应釜、离心机、树脂柱、第一泵和第二泵，所述反应釜包括釜体、上封头、搅拌装置、第一喷头、第二喷头和第三喷头，所述上封头连接在釜体的顶部上，所述第一喷头、第二喷头、第三喷头和搅拌装置均安装在上封头上，所述第二喷头和第三喷头对称分布在第一喷头的两侧，所述进料箱通过第一泵与第一喷头相连通，所述碱液箱通过第二泵分别与第二喷头和第三喷头相连通，所述反应釜与离心机相连通，所述离心机与树脂柱相连通。
2.根据权利要求1所述的酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，所述釜体包括内釜体和外釜体，所述上封头与内釜体围出反应腔，所述外釜体套装在内釜体外部，所述外釜体与内釜体之间围出加热腔。
3.根据权利要求2所述的酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，所述反应釜还包括温度计、加热棒和喷气管，所述温度计安装在上封头上，并伸入到反应腔内，所述加热棒安装在外釜体上，并伸入加热腔内，所述喷气管设有喷气嘴，所述喷气管固定安装在内釜体的内壁，所述喷气嘴均匀分布在喷气管上，所述喷气嘴的喷气方向向下。
4.根据权利要求1所述的酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，所述搅拌装置包括电机、机架、搅拌轴、第一搅拌桨和第二搅拌桨，所述电机安装在机架上，所述机架安装在上封头上，所述搅拌轴与电机相连接，所述搅拌轴伸入到反应腔内，所述第一搅拌桨和第二搅拌桨均安装在搅拌轴上。
5.根据权利要求4所述的酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，所述第一搅拌桨、第二搅拌桨均与搅拌轴相固定连接，第一搅拌桨位于第二搅拌桨外侧，所述第一搅拌桨与第二搅拌桨的宽度比为4:1，所述第一搅拌桨为螺杆式桨叶，所述第二搅拌桨为螺带式桨叶。
6.根据权利要求1所述的酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，所述内釜体底部设有出料口，所述出料口与所述反应腔相连通，所述内釜体侧面设有pH计口，所述pH计口与所述反应腔相连通，所述外釜体设有水孔，所述水孔与所述加热腔相连通。
7.根据权利要求1所述的酸性蚀刻废液回收碱式碳酸铜的反应装置，其中，所述树脂柱包括柱体和树脂，所述柱体设有进液口、出液口和空腔，所述树脂填充在空腔内。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的反应装置的使用方法，其中，包括以下步骤：
制备碱式碳酸铜包括以下：
步骤a，向酸性蚀刻废...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧胜，舒良，白坤生，谢彬，李赳，
申请(专利权)人：东莞秀博瑞殷电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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