[發明專利]酸性氯化物蝕刻液的循環再生工藝方法及金屬銅回收系統

無效

• 申請號: 201110257975.9
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102321908A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 章曉冬;劉江波
• 申請（專利權）人: 廣州市天承化工有限公司
• 主分類號: C25F7/02
• 分類號: C25F7/02;C25C1/12
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

技術領域

本發明涉及酸性氯化物蝕刻劑的循環再生方法及金屬回收系統，特別是印刷電路板行業中酸性蝕刻廢液中銅的回收裝置和廢液的再生方法，涉及到通過電解方式來實現酸性氯化物蝕刻液的循環再生工藝方法，同時回收金屬銅的設備。

背景技術

在印制電路板制作工藝中，酸性氯化銅蝕刻液的回收再生始終困擾著印刷線路板企業，不可再生的酸性氯化銅蝕刻液中每升含有約100克至180克的銅，僅廣東省每個月產生的這類廢蝕刻液的含銅量就有數千噸之多，如能回收這類金屬銅并將廢蝕刻液循環再生使用必然有著十分重大的經濟效益和環保價值。

目前，國內外研究和開發氯化銅蝕刻液電解回收銅的單位不少，包括很多科研院所、高等院校等，所研發的設備在使用過程中出現不同問題，導致不能投入行業使用，比如：電解提銅后蝕刻液無法進行循環利用，不單給環境造成污染，也導致化學原料的浪費；另一個技術難題是在電解過程中陽極會有氯氣析出，根據理論計算，每電解沉積出100kg的銅，相應會在陽極析出111.6kg的氯氣，其標準狀態下的體積約為35.26m³，如何妥善處理產生的大量氯氣以及殘留廢液而不對環境造成二次污染，無疑會使得成本增加和設備復雜化。

中國專利“氯化銅酸性蝕刻液的再生及銅回收裝置”(ZL200520067901)公開了一種銅的提取方法，該裝置采取收集氯氣的方式來進行電解銅回收，有毒氯氣的收集設備的難操作性及毒氣泄漏的安全隱患、后期處理等問題制約了此項技術的推廣應用。

中國專利“一種含銅離子酸性蝕刻液再生系統”(CN201834972U)中，利用電解陽極析出的氯氣，吸收作為蝕刻液的氧化劑，部分解決了氯氣析出的問題，不過該系統還是要面對毒氣泄漏對安全生產的影響，在實際生產應用受到極大的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種酸性氯化物蝕刻液的循環再生工藝方法，在回收金屬銅的同時對蝕刻液進行再生，再生后的蝕刻液返回蝕刻槽繼續蝕刻工作，以提供穩定的蝕刻效果，達到本發明基于循環再生、節能環保和安全生產的目的。

另外，本發明還提供一套結構簡單、實用性強的環保型設備，該系統與蝕刻槽相互連接后，循環運作，在回收金屬銅的同時對蝕刻液進行再生，再生后的蝕刻液返回蝕刻槽繼續工作，提供穩定的蝕刻效果。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種酸性氯化物蝕刻液的循環再生方法，包括以下步驟：

(a)提供一酸性蝕刻槽，其內的藥劑包括氯化銅，鹽酸和少量添加劑；

(b)通過自動控制裝置在線監測蝕刻槽內的銅離子濃度、酸濃度以及蝕刻液氧化還原電位；

(c)當酸性蝕刻液中一價銅離子濃度上升時，蝕刻液的氧化還原電位降低，自動控制裝置通過耐酸泵浦將蝕刻液打入膜電解槽的浸流式陽極區；

(d)蝕刻液中一價銅離子被氧化為二價銅離子，蝕刻液因其氧化還原電位在電解槽的陽極區得以提升而被再生，自動控制裝置將再生后的蝕刻液通過泵浦或者自然溢流的方式再打回蝕刻槽實現連續蝕刻工作。

所述步驟(c)中，蝕刻液進入電解槽陽極區進行再生的同時，溶液中二價銅離子通過陽離子膜進入陰極區，其他陰離子則不能透過陽離子膜進入陰極區。

所述陰極區添加硫酸及硫酸銅，硫酸濃度控制在體積比為5～15％，銅離子濃度控制在20-80g/l；在直流電的作用下，銅離子通過離子交換膜進入陰極區并獲得電子而還原成銅原子沉積覆蓋在陰極上。

所述步驟(a)中，銅離子濃度為145-175g/l，酸度1.0-2.5N，氧化還原點位控制在510-550mv。

所述步驟(c)中，浸流式陽極區均勻可以是多孔石墨材料或多層網狀以鈦為基材涂覆有釕或銥或其它的單一貴金屬氧化物涂層之材料，或者是二者混合的結構；陰極板采用不銹鋼或純鈦、鈦合金之金屬材料；陰陽極以隔離膜支架分隔，中間采用陽離子交換膜。

另外，本發明還提出了一種酸性氯化物蝕刻液的金屬銅回收系統，其包括：

酸性蝕刻槽，其內的藥劑包括氯化銅，鹽酸和少量添加劑；

膜電解槽，通過泵浦和管道連接到上述酸性蝕刻槽，該膜電解槽內分陰極區和陽極區，陰陽極以隔離膜支架分隔，所述陽極區是采用浸流式陽極；

自動控制裝置，連接到上述膜電解槽，用于將蝕刻液由泵浦從蝕刻槽打入膜電解槽的陽極區；并將電解再生處理后的蝕刻液由陽極區用泵浦或自然溢流的方式打回至蝕刻工作槽繼續蝕刻作業。