电解槽及使用该电解槽的再生酸性蚀刻液设备及再生方法技术

本发明专利技术提供了一种处理废酸性蚀刻液的方法和设备。该蚀刻液是用来在蚀刻机内蚀刻印刷电路板的溶液，将经过反应器中多次溢流的处理，反应器与本发明专利技术的电解槽相连，经过再生的酸性蚀刻液将返还到蚀刻机进行新一轮的循环。本发明专利技术的突出效果为：电解槽结构简单、紧凑，能很好地为再生过程提供需要的加速剂和反应气体；整个再生过程不需要添加任何再生用的添加剂；提高了蚀刻过程的稳定性和灵活性，将大大改善蚀刻工艺。

【技术实现步骤摘要】
电解槽及使用该电解槽的再生酸性蚀刻液设备及再生方法
本专利技术涉及一种电解槽及使用该电解槽的再生酸性蚀刻液以及回收铜的方法和设备，属于资源再利用和有色金属回收领域。
技术介绍
全世界范围内，电器电子工业是增长最快的产业之一，印刷电路板作为电器电子产品的重要组成部分，产量也日益增加。常规的酸性蚀刻处理是将印刷电路板放入蚀刻机内的蚀刻液中进行蚀刻反应。印刷板上铜的去除时间有限，且部分可能会因为一些有机的或其他抗酸性的抗体阻止了与酸性蚀刻液建立导体，从而导致时间受到限制。通常情况下，每分钟去除30至60微米铜的速率是可以实现的。但是，由于铜的饱和且为维持一个可接受的处理速度，蚀刻液必须经常性的更换，这样就会造成大量的废弃蚀刻液。现有技术中，蚀刻液的再生需按照如下蚀刻反应添加添加剂（如过氧化氢H2O2，臭氧O3，氯酸钠NaClO3）才能实现：Cu+2HCl+H2O2→CuCl2+2H2O；Cu+2HCl+1/3O3→CuCl2+H2O；Cu+2HCl+1/3NaClO3→CuCl2+1/3NaCl+H2O；另外，传统蚀刻工艺存在蚀刻铜的量和回收再生的量之间化学不匹配的现象，无论是蚀刻液的供给，排放或是铜回收系统，导致蚀刻液的再生和铜回收的效果不佳。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种处理使用过的酸性蚀刻液及回收铜的方法及专用设备，这种酸性蚀刻液用来在蚀刻机内蚀刻印刷电路板。本专利技术的原理是：蚀刻过程中，按电化学反应机理[CuCl]++3Cl-+Cu=>2[CuCl2]-，废蚀刻液内会产生大量的复合[CuCl2]-，而再生过程则是将复合[CuCl2]-氧化成复合[CuCl]+，因为[CuCl]+为一个对蚀刻反应活跃的化学元素。本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：一种电解槽，包括一电-电渗析系统和一电解系统，所述电-电渗析系统和所述电解系统按电化学式（2）为一再生酸性蚀刻液的反应器内提供所需反应气体：H2O→2H++1/2O2+2e-（2），所述电解系统按电化学式（3）为所述反应器内提供加速剂：Cl-+3H2O→ClO3-+6H++6e-（3）。优选的，所述电-电渗析系统和电解系统内按照电化学式（6）回收铜，CuCl++2e-→Cu+Cl-（6）。优选的，所述电解系统按照电化学式（7）和电化学式（8）提供加速剂：2Cl-→Cl2+2e-（7）；Cl2+6H2O→2ClO3-+12H++12e-（8）。优选的，所述电-电渗析系统按电化学式（9）为酸性蚀刻液提供额外的酸性溶液，2H++2Cl-→2HCl（9）。优选的，所述电解槽包括A隔间和B隔间，所述A隔间内设有电-电渗析系统，所述B隔间内设有电解系统；所述A隔间包括按电化学式（2）反应用于产生反应气体O2的第一阳极室；按电化学式（6）反应用于回收铜的第一阴极室，以及置于所述第一阳极室和和第一阴极室之间的中间室；所述B隔间包括按电化学式（2）反应用于产生反应气体O2、按电化学式（3）反应用于产生加速剂ClO3-的第二阳极室和按电化学式（6）反应用于回收铜的第二阴极室。优选的，所述第一阳极室和中间室之间设有仅限阳离子从所述第一阳极室进入到中间室内的阳离子膜，所述中间室和第一阴极室之间设有仅限阴离子从所述第一阴极室进入到中间室内的阴离子膜。优选的，所述第一阴极室和第二阴极室内设有钛板电极，电流密度在1到10A/dm2之间。优选的，所述第一阳极室内包含硫酸溶液和钛板电极，硫酸适宜的浓度为10%到20%之间，电流密度为1到5A/dm2。本专利技术还揭示了一种使用上述的电解槽的再生酸性蚀刻液设备，包括：一与蚀刻机内的蚀刻液池连接的反应器，所述反应器内按电化学式（1）氧化生成[CuCl2]+，2CuCl2-+2H++1/2O2→2CuCl++2Cl-+H2O；（1），一与所述反应器连接的电解槽，所述电解槽包括一电-电渗析系统和一电解系统，所述电-电渗析系统和所述电解系统按电化学式（2）为所述反应器内提供所需反应气体：H2O→2H++1/2O2+2e-（2），所述电解系统按电化学式（3）为所述反应器内提供加速剂：Cl-+3H2O→ClO3-+6H++6e-（3）。优选的，所述电-电渗析系统和电解系统内按照电化学式（6）回收铜，CuCl++2e-→Cu+Cl-（6）。优选的，所述电解系统按照电化学式（7）和电化学式（8）提供加速剂：2Cl-→Cl2+2e-（7）；Cl2+6H2O→2ClO3-+12H++12e-（8）。优选的，所述电-电渗析系统按电化学式（9）为酸性蚀刻液提供额外的酸性溶液，2H++2Cl-→2HCl（9）。优选的，所述再生酸性蚀刻液设备包括A隔间和B隔间，所述A隔间内设有电-电渗析系统，所述B隔间内设有电解系统；所述A隔间包括按电化学式（2）反应用于产生反应气体O2的第一阳极室；按电化学式（6）反应用于回收铜的第一阴极室，以及置于所述第一阳极室和第一阴极室之间的中间室；所述B隔间包括按电化学式（2）反应用于产生反应气体O2、按电化学式（3）反应用于产生加速剂ClO3-的第二阳极室和按电化学式（6）反应用于回收铜的第二阴极室。优选的，所述第一阳极室和中间室之间设有仅限阳离子从所述第一阳极室进入到中间室内的阳离子膜，所述中间室和第一阴极室之间设有仅限阴离子从所述第一阴极室进入到中间室内的阴离子膜。优选的，所述第一阴极室和第二阴极室内设有钛板电极，电流密度在1到10A/dm2之间。优选的，所述第一阳极室内包含硫酸溶液和钛板电极，硫酸适宜的浓度为10%到20%之间，电流密度为1到5A/dm2。本专利技术揭示了上述再生酸性蚀刻液设备的再生酸性蚀刻液方法，包括如下步骤：含[CuCl2]-的废酸性蚀刻液进入至一反应器内，按电化学式（1）氧化生成[CuCl2]+，2CuCl2-+2H++1/2O2→2CuCl++2Cl-+H2O；（1），一与所述反应器连接的电解槽包括一电-电渗析系统和一电解系统，所述电-电渗析系统和电解系统按电化学式（2）为所述反应器内提供所需反应气体：H2O→2H++1/2O2+2e-（2），所述电解系统按电化学式（3）为所述反应器内提供加速剂：Cl-+3H2O→ClO3-+6H++6e-（3），所述反应器内得到的[CuCl2]+回送至酸性蚀刻液使用工位中。优选的，所述反应器内还包括如下反应：2CuCl2-+1/3ClO3-+2H+→2CuCl++H2O+7/3Cl-（4）；2CuCl2-+Cl2+4H+→2CuCl++HCl（5）。优选的，所述电-电渗析系统和电解系统内按照电化学式（6）回收铜，CuCl++2e-→Cu+Cl-（6）。优选的，所述电解系统按照电化学式（7）和电化学式（8）提供加速剂：2Cl-→Cl2+2e-（7）；Cl2+6H2O→2ClO3-+12H++12e-（8）。优选的，所述电-电渗析系统按电化学式（9）为酸性蚀刻液提供额外的酸性溶液，2H++2Cl-→2HCl（9）。本专利技术的突出效果为：1、电解槽结构简单、紧凑，能很好地为再生过程提供需要的加速剂和反应气体；2、整个再生过程不需要添加任何再生用的添加剂；3、提高了蚀刻过程的稳定性和灵活性，将大大改善蚀刻工艺。以下便结合实施例附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2013.12.13 CN 201310681244.61.一种电解槽，其特征在于：包括一电-电渗析系统和一电解系统，所述电-电渗析系统和所述电解系统按电化学式(2)为一再生酸性蚀刻液的反应器内提供所需反应气体：H2O→2H++1/2O2+2e-(2)，所述电解系统按电化学式(3)为所述反应器内提供加速剂：Cl-+3H2O→ClO3-+6H++6e-(3)；所述电-电渗析系统和电解系统内按照电化学式(6)回收铜，CuCl++2e-→Cu+Cl-(6)；所述电解系统按照电化学式(7)和电化学式(8)提供加速剂：2Cl-→Cl2+2e-(7)；Cl2+6H2O→2ClO3-+12H++10e-(8)；所述电-电渗析系统按电化学式(9)为酸性蚀刻液提供额外的酸性溶液，2H++2Cl-→2HCl(9)；所述电解槽包括A隔间和B隔间，所述A隔间内设有电-电渗析系统，所述B隔间内设有电解系统；所述A隔间包括按电化学式(2)反应用于产生反应气体O2的第一阳极室；按电化学式(6)反应用于回收铜的第一阴极室，以及置于所述第一阳极室和和第一阴极室之间的中间室；所述B隔间包括按电化学式(2)反应用于产生反应气体O2、按电化学式(3)反应用于产生加速剂ClO3-的第二阳极室和按电化学式(6)反应用于回收铜的第二阴极室。2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述第一阳极室和中间室之间设有仅限阳离子从所述第一阳极室进入到中间室内的阳离子膜，所述中间室和第一阴极室之间设有仅限阴离子从所述第一阴极室进入到中间室内的阴离子膜。3.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述第一阴极室和第二阴极室内设有钛板电极，电流密度在1到10A/dm2之间。4.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于：所述第一阳极室内包含硫酸溶液和钛板电极，硫酸适宜的浓度为10％到20％之间，电流密度为1到5A/dm2。5.一种使用权利要求1所述的电解槽的再生酸性蚀刻液设备，其特征在于：包括，一与蚀刻机内的蚀刻液池连接的反应器，所述反应器内按电化学式(1)氧化生成[CuCl]+，2CuCl2-+2H++1/2O2→2CuCl++2Cl-+H2O；(1)，一与所述反应器连接的电解槽，所述电解槽包括一电-电渗析系统和一电解系统，所述电-电渗析系统和所述电解系统按电化学式(2)为所述反应器内提供所需反应气体：H2O→2H++1/2O2+2e-(2)，所述电解系统按电化学式(3)为所述反应器内提供加速剂：Cl-+3H2O→ClO3-+6H++6e-(3)。6.根据权利要求5所述的再生酸性蚀刻液设备，其特征在于：所述电-电渗析系统和电解系统内按照电化学式(6)回收铜，CuCl++2e-→Cu+Cl-(6)。7.根据权利要求6所述的再生酸性蚀刻液设备，其特征在于：所述电解系统按照电化学式(7)和电化学式(8)提供加速剂：2Cl-→Cl2+2e-(7)；Cl2+6H2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：耐迪·萨多克，
申请(专利权)人：陶克苏州机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：