一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法，主要包括(1)、将产线三氯化铁蚀刻液溢流至蚀刻废液储存桶；(2)、蚀刻废液储存桶与萃取槽连接，循环萃取，萃取后的水相低铜蚀刻液输送至氧化槽，经氧化后低铜蚀刻液返回至产线；(3)、油相进入水洗段，经水洗后的油相中通入硫酸溶液进行反萃，反萃后的水相通入电解槽中进行电解，电解产生氧气通入步骤(2)中的氧化槽中；(4)、反萃后的油相通入萃取槽重新进行萃取流程。本发明专利技术的整体工艺流程不引入任何的氧化剂，可以大大缩减成本，电解期间不产生氯气带来的不安全因素。间不产生氯气带来的不安全因素。间不产生氯气带来的不安全因素。

【技术实现步骤摘要】
一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法


[0001]本专利技术涉及环保
，尤其涉及一种PCB生产过程中三氯化铁蚀刻废液的处理及再生循环工艺方法。

技术介绍

[0002]印刷电路板(PCB)是电子设备中的重要部件。随着电子产业的充分发展，我国也成为了PCB最大的生产国家及使用市场。随着电子产品不断朝着小型化、轻量化、高速化、多功能化的方向发展，PCB行业对于高精度、高密度电路的关注度越来越高。在其线路制作工艺中，蚀刻是进行图形转移后，实现线路图形至关重要的一道工序，直接决定了产品的质量水平和成品率，控制好蚀刻过程是确保整个PCB质量和性能的关键。
[0003]自20世纪60年代以来，蚀刻液经过了多种类型的更新与改进，主要包括氯化铁蚀刻液、过硫酸铵蚀刻液、硫酸/铬酸蚀刻液、硫酸/过氧化氢蚀刻液、碱性氯化铜蚀刻液、酸性氯化铜蚀刻液等。因三氯化铁蚀刻液的再生困难，废液处理量难、大的问题而逐渐退出市场。过硫酸铵蚀刻液以及含铬蚀刻液、硫酸过氧化氢体系蚀刻液由于不易再生或有毒性的问题未被市场接受。酸性氯化铜蚀刻体系相对具有蚀刻速度快、稳定性好、蚀刻均匀、侧蚀小、易再生等优点，碱性氯化铜蚀刻体系溶铜量高，测试小，蚀刻速率快且蚀刻速率易控制的特性，满足目前印制电路板蚀刻需求，是目前应用最广泛的两种蚀刻液。但酸碱性氯化铜体系蚀刻液中氨氮含量高，使用过程中会产生氨氮废水导致的二次污染以及再生时使用氧化剂和盐酸带来的资源浪费或再生循环电解产生的氯气氧化带来的安全风险。
[0004]中国专利CN109161895B提供一种酸性氯化铜蚀刻液铜回收再生系统及回收再生方法，涉及蚀刻液循环再生
本专利技术酸性氯化铜蚀刻液铜回收再生系统包括蚀刻液再生系统以及位于蚀刻液再生系统下游的废气处理系统，还包括铁水洗涤液处理系统；本专利技术酸性氯化铜蚀刻液铜回收再生方法有效解决现有酸性氯化铜蚀刻液再生循环的高能耗、低回用率、阴极铜杂质含量多、氯气二次污染环境等问题，对酸性氯化铜蚀刻液电解再生循环技术的全面应用提供技术支持。此工艺为氯化铜蚀刻废液处理体系，再生蚀刻液为电解氯气氧化体系，环境安全风险系数较大。
[0005]中国专利CN106119852A，一种酸性氯化铜蚀刻液的电解回收及再生工艺，公开了一种酸性氯化铜蚀刻液的电解回收及再生工艺，步骤如下：(1)采用添加了铁离子的酸性氯化铜蚀刻液对线路板进行蚀刻，并控制该蚀刻液的氧化还原电位在360～700mV之间；(2)将步骤
⑴
的蚀刻废液引入电解槽中进行电解；(3)电解产生的氯气在电解液的氧化还原电位作用下，氧化电解槽中的电解液，使氯气溶于电解液中；(4)步骤
⑶
中的氯气溶于电解液后，即将电解液中的Fe
2+
和
Cu+
氧化为Fe
3+
和Cu
2+
，当氯气全部溶于电解液后，电解液就完成氧化步骤再生为蚀刻液；(5)将经步骤
⑷
氧化的电解液引入到蚀刻生产线上，循环使用。本工艺能够吸收消耗电解过程中产生的大部分氯气，保证安全生产、保护环境。此蚀刻体系为氯化铜体系，铁为催化剂，再生时电解产生氯气氧化同样带来较高的环境安全风险，且隔膜电解电阻大能耗高，隔膜破损导致电解时反蚀严重影响阴极沉铜；电解时阴极三价铁放电生成
二价铁，后需要重新氧化二价铁，也会增大能耗。
[0006]中国专利CN111394726B一种酸性蚀刻液循环再生工艺，公开了一种酸性蚀刻液循环再生工艺，使用酸性蚀刻液循环再生系统，包括蚀刻线(4)、电解槽(30)、循环槽(20)、氯气吸收回用塔(10)、母液储备桶(5)和再生液储备桶(6)。具体工艺步骤如说明书所述。本专利技术的工艺通过所述系统的设置，以及系统中各部件的工艺参数控制，很好的实现了蚀刻废液的在线循环与再生，自动化程度高，系统操作维护简单，在安装调试中不影响生产，零排放，保护环境。此方法同样还是再生时电解产生氯气进行吸收氧化对环境安全风险系数较大。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种处理成本低，污染少的三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法
[0008]为实现上述的目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0009]一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法，包括：
[0010](1)、将产线三氯化铁蚀刻液溢流至蚀刻废液储存桶；
[0011](2)、蚀刻废液储存桶与萃取槽连接，循环萃取，加入萃取剂,搅拌混合，使铜离子和铁离子分离，将铜离子萃取出来，然后静置分层，萃取后的水相低铜蚀刻液输送至氧化槽，经氧化后低铜蚀刻液返回至产线；
[0012](3)、油相进入水洗段，经水洗后的油相中通入硫酸溶液进行反萃，将铜离子从萃取剂中反萃出来，反萃后的水相通入电解槽中进行电解，电解产生氧气通入步骤(2)中的氧化槽用于将低铜蚀刻液中亚铁离子氧化成铁离子；
[0013](4)、反萃后的油相通入萃取槽重新进行萃取流程。
[0014]优选的，步骤(2)中所述萃取剂为ad100、N902、M5640H、CLX50中的一种或几种，萃取时间1min
‑
10min，搅拌转速0
‑
2000r/min。
[0015]优选的，步骤(2)中萃取时油相与水相比为1:1
‑‑‑
1:5。
[0016]优选的，步骤(2)中萃取后水相中铜含量低于20g/l。
[0017]优选的，优选的，步骤(3)中所用硫酸浓度在1
‑‑
4mol/l，所采用的的反萃油相比水相为1:1
‑‑
1:3。
[0018]优选的，步骤(3)中反萃后的水相为铜浓度在5
‑‑
40g/l的硫酸铜溶液。
[0019]优选的，步骤(3)中电解时电流密度在0.5
‑‑
4asd。
[0020]优选的，步骤(2)中氧化槽的反应压力为0.06
‑
0.2Mpa，温度为80
‑‑
100℃，还包括向氧化槽中加入催化剂，所述催化剂为亚硝酸钠、硝酸中的一种或几种，所述催化剂的添加量为0
‑
0.06％。
[0021]运用本专利技术的三氯化铁蚀刻液处理工艺，其不含氨氮，DES蚀刻段水洗不会产生含氨氮的废水，且蚀刻后经过萃取进行铜铁分离，以及氧气氧化进行三氯化铁蚀刻液的再生。萃取段将萃取后的含铜萃取剂水洗后，使用硫酸将萃取剂中的铜反萃取出来，再进行电解得到电沉积的纯铜；再生段将使用氧气氧化，氧化速度快，可以保证产线高的三价铁含量，保证产线的蚀刻速度，提升产品的蚀刻质量。整体工艺流程不引入任何的氧化剂。
[0022]本专利技术优点在于利用三氯化铁的高氧化还原电位蚀刻，蚀刻液组成无氨氮成分，
并使用铁铜分离大的萃取剂及高效氧化再生三氯化铁的方法，可有效提高蚀刻效率，杜绝氨氮废水的产生，亲减少二次污染，降低电解产生氯气氧化再生带来的安全风险等效果，具有显著的经济和社会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法，其特征在于，包括：(1)、将产线三氯化铁蚀刻液溢流至蚀刻废液储存桶；(2)、蚀刻废液储存桶与萃取槽连接，循环萃取，加入萃取剂,搅拌混合，使铜离子和铁离子分离，将铜离子萃取出来，然后静置分层，萃取后的水相低铜蚀刻液输送至氧化槽，经氧化后低铜蚀刻液返回至产线；(3)、油相进入水洗段，经水洗后的油相中通入硫酸溶液进行反萃，将铜离子从萃取剂中反萃出来，反萃后的水相通入电解槽中进行电解，电解产生氧气通入步骤(2)中的氧化槽用于将低铜蚀刻液中亚铁离子氧化成铁离子；(4)、反萃后的油相通入萃取槽重新进行萃取流程。2.如权利要求1所述的一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法，其特征在于：步骤(2)中所述萃取剂为ad100、N902、M5640H、CLX50中的一种或几种，萃取时间1min
‑
10min，搅拌转速0
‑
2000r/min。3.如权利要求2所述的一种三氯化铁蚀刻液处理及再生循环的工艺方法，其特征在于：步骤(2)中萃取时油相与水相比为1:1
‑‑‑
1:5。4.如权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏敏，宋德生，余德福，肖晋宜，丁德才，
申请(专利权)人：斯瑞尔环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：