[實用新型]一種離子膜電解槽及酸性蝕刻液再生循環使用銅回收設備

有效

• 申請號: 202021684480.5
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN213142227U
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 羅國華;顧曉聰;劉碧華
• 申請（專利權）人: 廣東臻鼎環境科技有限公司
• 主分類號: C25C7/00
• 分類號: C25C7/00;C25C1/12;C23F1/46;C25C7/06;G08B7/06
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 王華強

本實用新型涉及電解設備技術領域，具體涉及一種離子膜電解槽及酸性蝕刻液再生循環使用銅回收設備，該離子膜電解槽包括槽體，槽體內設有至少兩個陰極板和至少一個陽極盒，陰極板與陽極盒間隔設置，陽極盒包括支撐架、陽極板和兩片陽極離子膜，陽極板插接于支撐架內，兩片陽極離子膜位于陽極板的兩側，所述支撐架由鈦網制成，支撐架兩側的鈦網與相鄰的陰極板通過電阻檢測裝置電連接，電阻檢測裝置電連接有聲光報警器。本實用新型的離子膜電解槽通過采用電阻檢測裝置測量鈦網與相鄰的陰極板之間的電阻，當電阻低于設定值，產生報警信號，當電阻為零時，這時可以發出聲光報警，作業員及時處理，這樣可以防止離子膜被刺穿。

技術領域

本實用新型涉及電解設備技術領域，具體涉及一種離子膜電解槽及酸性蝕刻液再生循環使用銅回收設備。

背景技術

離子膜電解法，又稱膜電槽電解法，是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室，使電解產品分開的方法，離子膜電解法是在離子交換樹脂的基礎上發展起來的一項新技術，利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性，容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過，以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。

目前離子膜在線路板的蝕刻過程中，蝕刻液中的銅離子濃度會逐漸升高而降低蝕刻效果，要使蝕刻液達到最佳的蝕刻效果，就必須將蝕刻液中的銅離子(Cu⁺)、氧化還原值、氯離子(Cl^-)和酸當量保持在一個合理穩定的范圍內，要持續蝕刻液中上述各種成份的最佳濃度，就需不斷添加子液來取代已失去蝕刻能力的『廢蝕刻液』。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130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其它問題，導致不能投入行業使用，如電解提銅后蝕刻液無法進行循環利用，污染源的轉移還給環境造成二次污染，同時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。

在線再生藥水再生工藝則是一種在線式的再生工藝，即將電解再生設備與蝕刻機串聯，再生反應和蝕刻反應這對互為可逆的反應依次循環進行。以電催化涂層電極為陽極，以陽極與陽極液的電位差為反應驅動力，使陽極表面的亞銅絡離子氧化為銅絡離子，實現蝕刻廢液的氧化再生；建立陽極液與陰極液的銅濃度差，在電化學勢及化學勢推動下，部分銅離子遷移至陰極區，從而使酸性蝕刻液的比重下降至一定的范圍，或者用陰極液輔助調節蝕刻液的比重，從而使酸性蝕刻廢液的化學組成、氧化還原電位及比重恢復如初。

通過裝置和工藝的完美結合，終于實現了解決困擾PCB行業多年的蝕刻廢液再利用的經濟難題和環保難題。

采用“離子膜電解銅”工藝，該工藝是用離子膜將電解槽的陽極區和陰極區分隔成兩個獨立的區域；陽極區為廢蝕刻液再生區，它將降銅后的廢蝕刻液中的一價銅離子通過電化學反應生成二價銅離子，使廢蝕刻液獲得再生；陰極區為銅回收區，通過離子隔膜有選擇性的使溶液中的離子定向遷移，讓溶液中的銅離子得到電子還原成零價銅。

但是現有的設備還有一個問題，就是離子膜容易損壞。在電鍍銅的過程中，鍍銅層容易長銅釘，尖銳的銅釘容易刺破離子交換膜。離子交換膜異常的貴重，損壞離子膜造成巨大的損失。同時，破損的離子膜，導致陽極液與陰極液混合，腐蝕鍍銅層，導致鍍銅的能耗上升，成本增加。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本實用新型的目的在于提供一種離子膜電解槽,該離子膜電解槽能夠預警銅釘產生和預防銅釘的危害，結構簡單，使用方便，成本低。