[實用新型]一種電路板蝕刻廢水的硫酸銅合成裝置

有效

• 申請號: 201320061080.2
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN203065289U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 程龍應
• 申請（專利權）人: 清遠市新綠環境技術有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C01G3/10
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為

技術領域

本實用新型涉及一種廢水回收裝置，特別是一種電路板蝕刻廢水的硫酸銅合成裝置。

背景技術

1)?蝕刻機理：?Cu+CuCl2→Cu2Cl2

Cu2Cl2+4Cl-→2(CuCl3)2-

2)?影響蝕刻速率的因素：影響蝕刻速率的主要因素是溶液中Cl-、Cu+、Cu2+的含量及蝕刻液的溫度等。

a、Cl-含量的影響：溶液中氯離子濃度與蝕刻速率有著密切的關系，當鹽酸濃度升高時，蝕刻時間減少。在含有6N的HCl溶液中蝕刻時間至少是在水溶液里的1/3，并且能夠提高溶銅量。但是，鹽酸濃度不可超過6N，高于6N鹽酸的揮發量大且對設備腐蝕，并且隨著酸濃度的增加，氯化銅的溶解度迅速降低。

添加Cl-可以提高蝕刻速率的原因是：在氯化銅溶液中發生銅的蝕刻反應時，生成的Cu2Cl2不易溶于水，則在銅的表面形成一層氯化亞銅膜，這種膜能夠阻止反應的進一步進行。過量的Cl-能與Cu2Cl2絡合形成可溶性的絡離子(CuCl3)2-，從銅表面上溶解下來，從而提高了蝕刻速率。

b、Cu+含量的影響：根據蝕刻反應機理，隨著銅的蝕刻就會形成一價銅離子。較微量的Cu+就會顯著的降低蝕刻速率。所以在蝕刻操作中要保持Cu+的含量在一個低的范圍內。

c、Cu2+含量的影響：溶液中的Cu2+含量對蝕刻速率有一定的影響。一般情況下，溶液中Cu2+濃度低于2mol/L時，蝕刻速率較低；在2mol/L時速率較高。隨著蝕刻反應的不斷進行，蝕刻液中銅的含量會逐漸增加。當銅含量增加到一定濃度時，蝕刻速率就會下降。為了保持蝕刻液具有恒定的蝕刻速率，必須把溶液中的含銅量控制在一定的范圍內。

d、溫度對蝕刻速率的影響：隨著溫度的升高，蝕刻速率加快，但是溫度也不宜過高，一般控制在45~55℃范圍內。溫度太高會引起HCl過多地揮發，造成溶液組分比例失調。另外，如果蝕刻液溫度過高，某些抗蝕層會被損壞。

堿性氯化銅蝕刻液

1)?蝕刻機理：?CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2

Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl

2)?影響蝕刻速率的因素：蝕刻液中的Cu2+濃度、pH值、氯化銨濃度以及蝕刻液的溫度對蝕刻速率均有影響。

a、Cu2+離子濃度的影響：Cu2+是氧化劑，所以Cu2+的濃度是影響蝕刻速率的主要因素。研究銅濃度與蝕刻速率的關系表明：在0~82g/L時，蝕刻時間長；在82~120g/L時，蝕刻速率較低，且溶液控制困難；在135~165g/L時，蝕刻速率高且溶液穩定；在165~225g/L時，溶液不穩定，趨向于產生沉淀。

b、溶液pH值的影響：蝕刻液的pH值應保持在8.0~8.8之間，當pH值降到8.0以下時，一方面對金屬抗蝕層不利；另一方面，蝕刻液中的銅不能被完全絡合成銅氨絡離子，溶液要出現沉淀，并在槽底形成泥狀沉淀，這些泥狀沉淀能在加熱器上結成硬皮，可能損壞加熱器，還會堵塞泵和噴嘴，給蝕刻造成困難。如果溶液pH值過高，蝕刻液中氨過飽和，游離氨釋放到大氣中，導致環境污染；同時，溶液的pH值增大也會增大側蝕的程度，從而影響蝕刻的精度。

c、氯化銨含量的影響：通過蝕刻再生的化學反應可以看出：[Cu(NH3)2]+的再生需要有過量的NH3和NH4Cl存在，如果溶液中缺乏NH4Cl，大量的[Cu(NH3)2]+得不到再生，蝕刻速率就會降低，以致失去蝕刻能力。所以，氯化銨的含量對蝕刻速率影響很大。隨著蝕刻的進行，要不斷補加氯化銨。

d、溫度的影響：蝕刻速率與溫度有很大關系，蝕刻速率隨著溫度的升高而加快。蝕刻液溫度低于40℃，蝕刻速率很慢，而蝕刻速率過慢會增大側蝕量，影響蝕刻質量；溫度高于60℃，蝕刻速率明顯增大，但NH3的揮發量也大大增加，導致污染環境并使蝕刻液中化學組分比例失調。故溫度一般控制在45~55℃為宜。

蝕刻液經過多次循環使用后，產生大量含有銅離子的酸性廢液或堿性廢液。由于銅屬于重金屬，具有毒性。將酸性廢液和堿性廢液直接排放會污染土地和水源，并且造成資源浪費。

現有技術的缺點/不足：

現有技術在回收這類酸性或堿性廢水是通常是使用毒害較低的金屬將銅離子從酸性或堿性廢水中置換，其生產成本高，并且需要消耗大量的資源。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于目前所使用的含銅蝕刻廢水的回收需要消耗大量資源和回收成本高等缺點。

本實用新型通過以下技術方案實現上述目的：