一種智能化酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統的製作方法

2023-06-09 01:16:16 5

本實用新型涉及工業廢水處理技術領域，具體涉及一種智能化酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統。

背景技術：

酸性蝕刻廢液是線路板廠使用鹽酸蝕刻線路板產生的含銅廢液，該廢液是典型的危險液體廢物，但是該廢液也是一種高價複合資源，在資源回收、蝕刻再生的相關技術中具有巨大的潛力。

傳統工藝中，對該資源的回收方法有中和沉澱法、置換法、電解銅粉法等，但這些傳統的廢液處理工藝的資源回收率低，蝕刻液無法再生，無法循環利用，資源利用率低，且尾水含銅、無機鹽等，處理後難以達到排放標準，對環境造成嚴重汙染。

技術實現要素：

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於提供一種智能化酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統，該廢液循環再生系統實現了在線實時監控廢液處理過程，實時採集數據，便於廢液處理現場管理、防止人員操作失誤造成意外，並實現了蝕刻液再生循環利用，無廢水排放，能避免危險廢物的交通運輸和轉移造成的事故危險，有效、循環利用資源，達到清潔、環保生產目的。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：一種智能化酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統，包括數字型自動化控制系統、蝕刻生產線、電解槽、電解銅儲存容器、溶解吸收缸和再生液回收設備；數字型自動化控制系統分別與蝕刻生產線、電解槽、電解銅儲存容器、溶解吸收缸和再生液回收設備電連接；電解槽的進口端與蝕刻生產線的出口端連接，電解槽的出口端分別與電解銅儲存容器的進口端、溶解吸收缸的進口端、再生液回收設備的進口端連接，溶解吸收缸的出口端與蝕刻生產線的進口端連接，再生液回收設備的出口端與蝕刻生產線的進口端連接。

進一步的，所述電解槽包括依次連接的陽極室、離子隔膜和陰極室，離子隔膜的兩側分別與陽極室、陰極室連接。

進一步的，所述離子隔膜為陽離子交換隔膜或陰離子交換隔膜。

進一步的，所述陽極室中裝有銅離子濃度為10-20g/L的酸性蝕刻廢液。

進一步的，還包括酸性蝕刻廢液儲存容器，酸性蝕刻廢液儲存容器的進口端、出口端分別與蝕刻生產線的出口端、電解槽的進口端連接；酸性蝕刻廢液儲存容器與數字型自動化控制系統連接。

進一步的，還包括第一導流泵，第一導流泵的進口端、出口端分別與酸性蝕刻廢液儲存容器的出口端、陽極室的進口端連接；第一導流泵與數字型自動化控制系統連接。

進一步的，還包括第二導流泵，第二導流泵的進口端、出口端分別與酸性蝕刻廢液儲存容器的出口端、陰極室的進口端連接；第一導流泵與數字型自動化控制系統連接。

進一步的，還包括氯氣回收設備，氯氣回收設備的進口端與陽極室的出氣端連接；氯氣回收設備與數字型自動化控制系統電連接。

進一步的，還包括氫氣回收設備，氫氣回收設備的進口端與陰極室的出氣端連接；氫氣回收設備與數字型自動化控制系統電連接。

本實用新型的有益效果在於：本實用新型的智能化酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統將酸性蝕刻廢液所含高銅進行電解回收，並能將電解溢液調配再生蝕刻子液供蝕刻工序生產使用，同時整個設備在密閉負壓環境中實現資源的回收利用，避免了對環境的汙染，無廢水排放，能避免危險廢物的交通運輸和轉移造成的事故危險，有效、循環利用資源，達到清潔、環保生產目的；另外，還實現了在線實時監控廢液處理過程，實時採集數據，便於廢液處理現場管理、防止人員操作失誤造成意外，達到自動化控制的生產目的。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統框架示意圖。

附圖標記為：1—數字型自動化控制系統、2—蝕刻生產線、21—酸性蝕刻廢液儲存容、22—第一導流泵、23—第二導流泵、3—電解槽、31—陽極室、311—氯氣回收設備、32—離子隔膜、33—陰極室、331—氫氣回收設備、4—電解銅儲存容器、5—溶解吸收缸、6—再生液回收設備。

具體實施方式

為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例及附圖1對本實用新型作進一步的說明，實施方式提及的內容並非對本實用新型的限定。

見圖1，一種智能化酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統，包括數字型自動化控制系統1、蝕刻生產線2、電解槽3、電解銅儲存容器4、溶解吸收缸5和再生液回收設備6；數字型自動化控制系統1分別與蝕刻生產線2、電解槽3、電解銅儲存容器4、溶解吸收缸5和再生液回收設備6電連接；電解槽3的進口端與蝕刻生產線2的出口端連接，電解槽3的出口端分別與電解銅儲存容器4的進口端、溶解吸收缸5的進口端、再生液回收設備6的進口端連接，溶解吸收缸5的出口端與蝕刻生產線2的進口端連接，再生液回收設備6的出口端與蝕刻生產線2的進口端連接。所述酸性含銅蝕刻廢液循環再生系統為密閉、負壓的酸性蝕刻廢液循環再生系統。

本實施例的廢液循環再生系統能將蝕刻生產中所產生的鹽酸體系的高含銅廢液進行在線電解回收，電解槽3與蝕刻生產線2廢液排放口連接，將高含銅量蝕刻廢液進行在線電解回收，將低含銅量電解液還原電位及氯離子酸當量等進行還原調配成再生蝕刻子液供蝕刻工序循環利用，且整個設備在密閉負壓環境中實現資源的回收利用，避免了對環境的汙染，無廢水排放，有效、循環利用資源，達到清潔、環保生產目的。同時，本實施例的廢液循環再生系統採用了數字型高科技控制，對整個設備各個工段的氣相、液相、運行狀況進行實時監測、數據採集等，便於廢液處理現場管理，達到自動化控制的生產目的。

本實施例中，所述電解槽3包括依次連接的陽極室31、離子隔膜32和陰極室33，離子隔膜32的兩側分別與陽極室31、陰極室33連接。

本實施例的廢液循環再生系統通過離子隔膜32將陽極室31的陽極液和陰極室33的陰極液隔開，以進行離子電解；並在設備的運行過程中，陽極室31產生氯氣和鹽酸液體，陰極室33產生小部分氫氣和鹽酸氣體。本實施例的廢液循環再生系統能將陽極室31產生的氯氣和陰極室33產生的氫氣分別處理，且廢液經電解槽3電解處理後可作為蝕刻氧化劑和再生液循環使用，提高了資源的利用率，達到清潔、環保生產目的。

本實施例中，所述離子隔膜32為陽離子交換隔膜或陰離子交換隔膜。

本實施例的離子隔膜32採用陽離子交換隔膜或陰離子交換隔膜，能提高的陽極室31和陰極室33的離子交換效率，提高電解槽3的電解效率和效果。

所述陽極室31中裝有銅離子濃度為10-20g/L的酸性蝕刻廢液

本實施例中，還包括酸性蝕刻廢液儲存容器21，酸性蝕刻廢液儲存容器21的進口端、出口端分別與蝕刻生產線2的出口端、電解槽3的進口端連接；酸性蝕刻廢液儲存容器21與數字型自動化控制系統1連接。本實施例通過在蝕刻生產線2的出口端和電解槽3的進口端之間設置酸性蝕刻廢液儲存容器21，能對蝕刻生產線2產生的蝕刻廢液進行及時的回收，便於後期進行蝕刻廢液的電解處理，避免蝕刻生產線2中產生的蝕刻廢液汙染環境，並通過數字型自動化控制系統1控制酸性蝕刻廢液儲存容器21中廢液流向電解槽3的流速，實現了自動化處理，達到了清潔、環保的生產目的。

本實施例中，還包括第一導流泵22，第一導流泵22的進口端、出口端分別與酸性蝕刻廢液儲存容器21的出口端、陽極室31的進口端連接；第一導流泵22與數字型自動化控制系統1連接。

本實施例通過在酸性蝕刻廢液儲存容器21出口端和陽極室31的進口端之間設置第一導流泵22，並通過數字型自動化控制系統1進行蝕刻液流速的實時控制，維持陽極室31中酸性蝕刻液的銅濃度平衡，促進離子的電解。

本實施例中，還包括第二導流泵23，第二導流泵23的進口端、出口端分別與酸性蝕刻廢液儲存容器21的出口端、陰極室33的進口端連接；第一導流泵22與數字型自動化控制系統1連接。本實施例通過在酸性蝕刻廢液儲存容器21出口端和陰極室33的進口端之間設置第而導流泵，能通過數字型自動化控制系統1進行蝕刻液流速的實時控制，維持陰極室33中蝕刻液的銅濃度平衡，促進離子的電解。

本實施例中，還包括氯氣回收設備311，氯氣回收設備311的進口端與陽極室31的出氣端連接；氯氣回收設備311與數字型自動化控制系統1電連接。本實施例通過在陽極室31的出氣端設置氯氣回收設備311，能對電解廢氣進行回收，減少有害廢氣對環境的汙染，並通過數字型自動化控制系統1對氯氣回收設備311進行實時的氯氣監測、自動報警等數據監控和採集，便於蝕刻廢液處理現場的自動化管理。

本實施例中，還包括氫氣回收設備331，氫氣回收設備331的進口端與陰極室33的出氣端連接；氫氣回收設備331與數字型自動化控制系統1電連接。本實施例通過在陰極室33的出氣端設置氫氣回收設備331，能對電解產生的氣體進行回收，減少資源的浪費，提高資源的利用率，並通過數字型自動化控制系統1對氫氣回收設備331進行實時的數據監控和採集，便於蝕刻廢液處理現場的自動化管理。

本實施例採用離子膜電解法，用陽離子交換隔膜或陰離子交換隔膜將陰極液和陽極液隔開來，陽極液為需再生的酸性蝕刻廢液，銅離子濃度為10~20g/L，陰極液為蝕刻廢液或稀釋一定倍數的蝕刻廢液，主要用於沉積回收線路板蝕刻過程中多餘的銅。另外，蝕刻生產線2與陽極室31之間連接有用於控制酸性蝕刻廢液流速的第一導流泵22，蝕刻生產線2與陰極室33之間連接有用於控制蝕刻廢液流速的第二導流泵23，第一導流泵22和第二導流泵23通過控制蝕刻廢液的流速，維持電解槽3中電解液的銅濃度。電解槽3電解過程中，電流密度控制在3~4A/dm2範圍內，利用陽極室31和陰極室33的銅離子濃度差，能更容易地越過Cu2+還原為Cu+的極限電流，並在陰極上沉積得到銅，而所得金屬銅呈塊狀且容易從陰極上取下來；同時，由於陰極液銅的總含量低，因此避免了沉積的銅被重新蝕刻。本實施例為了補償因蒸發而損失的酸和水，相對於常規電解法，在一定程度上降低了陽極析出氯氣的可能性。

另外，本實施例的蝕刻廢液循環再生系統採用數字型自動化控制系統1，主要用於氯氣監測、自動報警、pH值、還原氧化電位、溫度、比重、流量、流速、液位、電流、電壓、蝕刻廢液自動添加等的數據監控和採集，並將數據轉送至後臺電腦控制器，便於現場管理、防止人員操作失誤造成意外，達到自動化管理、生產目的。

上述實施例為本實用新型較佳的實現方案，除此之外，本實用新型還可以其它方式實現，在不脫離本實用新型構思的前提下任何顯而易見的替換均在本實用新型的保護範圍之內。