一種鹼性蝕刻液電解提銅系統的製作方法

2023-05-30 16:01:56

本實用新型屬於電路板鹼性蝕刻液技術領域，具體涉及一種印刷電路板的鹼性蝕刻液銅回收循環電解系統。

背景技術：

PCB板應用非常普遍，是電器、電子產品的重要組件，其中蝕刻工序是PCB生產流程中比重最大的一部分，當蝕刻液由於溶解的物質太多而使蝕刻指標（包括速度、側蝕係數、表面潔淨性等）低於工藝要求時，即成為蝕刻廢液，該廢液中含有銅離子「100-170 g/L」、氨、鹽酸及氯化銨等物質。

現階段常用的鹼性廢蝕刻液再生回收處理方法主要有萃取-電解法和直接電解法，均是採用電解的方式來回收銅。傳統電解機存在的缺點是電解時受時間和和電解液溫度的影響較大，當電解一段時間後，電解液溫度升高，原電解時間就需要縮短，這樣，在電解過程中，隨著電解液溫度升高，而不斷地調整電解時間，這樣不利於控制產品質量和生產效率。

在中國實用新型專利申請公布號為「CN204589307U」，申請公布日為2015年08月26日，名為《一種改進型鹼性蝕刻液再生循環及銅回收裝置》的文件中，公開一種改進型鹼性蝕刻液再生循環及銅回收裝置，包括：電路板蝕刻機，鹼性蝕刻廢液，電源，母液儲存桶，電動泵，自動控制單元，自動控制器，分離電解單元，分離器，電解單元，循環冷卻單元和自動加藥單元，所述的自動控制器在自動控制單元的內部，所述的自動控制單元與電解單元、廢液循環單元和自動加藥單元均電連接，所述的鹼性蝕刻廢液流經母液儲存桶並通過電動泵與分離電解單元管道連通。本實用新型採用直接無損分離電解對廢蝕刻液進行電解，自動化程度高，但是銅電解的過程中，電解液溫度大於70℃時，電解液中的添加劑將會失效，銅產品的質量將顯著變差，這種改進型鹼性蝕刻液再生循環及銅回收裝置操作複雜、工序多，電解液的熱支出遠大於熱收入，其循環冷卻單元難以使電解液維持在穩定的溫度範圍內，實時檢測出電解液的溫度並立即進行相應調整，這將影響電解液在電解過程中的質量與析出速度。

技術實現要素：

鑑於上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在於提供一種鹼性蝕刻液電解提銅系統，通過電解槽和冷卻循環系統配合使用，使銅電解過程中電流密度較高，電解槽電壓較低，保證電解液維持在穩定的溫度範圍內，從而使銅的產率較高且耗能較低，對環境無汙染，可以有效解決背景技術中的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：

一種鹼性蝕刻液電解提銅系統，包括再生液槽、電解池和設置在電解池旁邊的冷卻池，所述再生液槽連接冷卻池並且連接管道處設有第一抽料泵和流量計，所述電解池與冷卻池連接有進液管和出液管，所述進液管處設有第二抽料泵和排液管，所述第二抽料泵使電解液通過進液管和出液管在電解池與冷卻池之間循環，並使最終的廢棄電解液從排液管排出；所述電解池內設有若干個相同的電解槽，所述電解槽內設有石墨陽極板和經鈍化處理的不鏽鋼陰極板，所述進液管靠近電解池的一端連接有若干噴液管，所述噴液管位於電解槽的陽極板與陰極板的底部的中間位置，噴液管的數量與電解槽的數量相同，所述電解液經噴液管朝電解槽兩側的電極板傾斜噴出；所述冷卻池內設置有一整捆由若干細小塑料管道組成的冷卻盤管，所述冷卻盤管通過冷媒輸送管路與冷媒儲存池構成循環迴路，所述冷媒儲存池中的冷媒為水，所述冷媒輸送管路上和電解池內設置有溫度測試儀。

進一步地，所述電解池的上部設有溢流區，所述溢流區上設有出料口，所述出料口通過溢流管道與冷卻池的進料口相連，電解池中過多的電解液通過溢流管道回流到冷卻池中；所述冷卻池底部開設有排渣閥，再生液進入到冷卻池後首先進行重金屬沉降，沉降後的重金屬物質從冷卻池底部的排渣閥排出；所述冷卻池上部開設有配液管，需要重新調配電解液成分時，調配藥物和液體從配液管中進入冷卻池。

進一步地，所述冷卻池的外側上安裝有浮標式液位計，所述液位計浮標的高度對應於冷卻池內液體的高度，為保證冷卻池的冷卻效果，當液位計浮標的高度上升到與冷卻盤管的高度一致時，冷卻池中的再生液剛好沒過冷卻盤管，此時停止向冷卻池中輸入再生液。

進一步地，所述陽極板和陰極板位於電解槽兩側且相對平行放置，所述陽極板與陰極板之間形成一個狹長的電解液通道。

進一步地，所述第一抽料泵和第二抽料泵均採用耐酸鹼磁力泵浦。

進一步地，所述流量計為防腐蝕型玻璃轉子流量計。

本實用新型的有益技術效果是通過設置電解冷卻循環系統，提高了電解液循環速度，穩定了電解液的溫度，使電解液沿電極板兩側斜置噴射，以保證銅電解過程中電極板附近銅離子濃度，防止陰極附近因銅離子急速析出造成的濃差極化，使銅電解過程在高電流密度下順利進行；同時循環冷卻系統中設置的細小塑料冷卻盤管，通過增加冷卻盤管和冷卻池中再生液的接觸面積，有效降低冷卻池的溫度，即降低了電解液的溫度，使銅電解過程電耗較低，另外，循環冷系統中的冷媒可以循環使用，電解過程中無重金屬排放，真正達到節能減排的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例一種鹼性蝕刻液電解提銅系統的示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述冷卻池的側視圖；

圖3為本實用新型實施例所述冷媒輸送管路與冷卻盤管的連接示意圖；

圖4為本實用新型實施例所述電解槽的結構示意圖。

上述附圖中的附圖標記如下：1為再生液槽，2為冷卻池，3為電解池，4為冷媒儲存池，5為第一抽料泵，6為第二抽料泵，7為流量計，8為液位計，9為進液管，10為出液管，11為排液管，12為噴液管，13為排渣閥，14為冷媒輸送管路，15為溫度測試儀，16為溢流管道，17為冷卻盤管，18為配液管，19為陽極板，20為陰極板。

具體實施方式

下面將結合本實用新型中的附圖，對本實用新型中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1、2、3、4所示，一種鹼性蝕刻液電解提銅系統，包括再生液槽1、電解池3和設置在電解池3旁邊的冷卻池2，所述再生液槽1連接冷卻池2並且連接管道處設有第一抽料泵5和流量計7，所述流量計7為防腐蝕型玻璃轉子流量計；所述電解池3與冷卻池2連接有進液管9和出液管10，所述進液管9處設有第二抽料泵6和排液管11，所述第二抽料泵6使電解液通過進液管9和出液管10在電解池3與冷卻池2之間循環；當需要對電解池3進行清洗時，關閉進液管9的控制閥，開啟第二抽料泵6，使最終的廢棄電解液和廢水從排液管11排出；所述第一抽料泵5和第二抽料泵6均採用耐酸鹼磁力泵浦；所述電解池3的上部設有溢流區，所述溢流區設有出料口，所述出料口通過溢流管道16與冷卻池2的進料口相連，電解池3中過多的電解液通過溢流管道16回流到冷卻池2中；所述冷卻池2底部開設有排渣閥13，再生液進入到冷卻池後首先進行重金屬沉降，沉降後的重金屬物質從冷卻池2底部的排渣閥13排出；所述冷卻池2上部開設有配液管18，需要重新調配電解液成分時，調配藥物和液體從配液管18中進入冷卻池2，以便循環使用電解液；所述電解池3內設有若干個相同的電解槽，所述電解槽內設有石墨陽極板19和經鈍化處理的不鏽鋼陰極板20，所述陽極板19和陰極板20位於電解槽兩側且相對平行放置，兩塊電極板間形成一個狹長的電解液通道；所述進液管10靠近電解池3的一端連接有若干噴液管12，所述噴液管12位於電解槽的陽極板19與陰極板20的底部的中間位置，所述電解液經噴液管12朝電解槽兩側的電極板傾斜噴出，所述噴液管12的數量與電解槽的數量相同；所述冷卻池2內設置有一整捆由若干細小塑料管道組成的冷卻盤管17，所述冷卻盤管17通過冷媒輸送管路14與冷媒儲存池4構成循環迴路，所述冷媒儲存池4中的冷媒為水，所述冷媒輸送管路14上和電解池3內設置有溫度測試儀15；所述冷卻池2外側設有浮標式液位計8，所述液位計8浮標的高度對應於冷卻池2內液體的高度，為保證冷卻池的冷卻效果，當液位計8浮標的高度上升到與冷卻盤管17的高度一致時，冷卻池2中的再生液剛好沒過冷卻盤管17，此時停止向冷卻池中輸入再生液。

在使用過程中，將電解液從冷卻池通過進液管路輸送到電解池底部，電解液從電解池底部的噴液管末端斜置噴射，使電解液沿靠近於電解槽兩側的電極板方向傾斜噴出，然後，電解液通電，噴出的電解液通過電極板與電解槽槽體側壁之間的空腔、電極板與槽體底部之間的空腔向槽體兩端運動，使電解液中形成帶電的陰陽離子電泳運動，將金屬銅依附在電解槽的陰極板上，最後低銅電解廢液通過管道返回冷卻池，進行冷卻沉降，沉降後的重金屬等物質從冷卻池底部的排渣閥排出，由此構成電解提銅循環系統。電解一段時間後，電解液溫度升高，將第二抽料泵打開，第二抽料泵使正在工作中的電解液通過循環管路中的出液管和進液管在電解池和冷卻池之間不斷循環，同時，冷媒儲存池與冷卻池之間構成冷卻循環系統，該冷卻循環系統用於降低電解池中溫度升高的電解液的溫度，從而控制電解液的溫度長期保持在一個相對穩定的溫度範圍內，操作時，只要打開循環裝置，就能連續地進行電解工作。

由此可知，本實用新型的有益技術效果是通過設置電解冷卻循環系統，提高了電解液循環速度，穩定了電解液的溫度，使電解液沿電極板兩側斜置噴射，使藥水銅離子均勻地分布在電解液中，以保證銅電解過程中電極板附近銅離子濃度，防止陰極附近因銅離子急速析出造成的濃差極化，另一方面很好地解決電解液在電解過程中的散熱問題；同時循環冷卻系統中設置的細小塑料冷卻盤管，通過增加冷卻盤管和冷卻池中再生液的接觸面積，有效降低冷卻池的溫度，即降低了電解液的溫度，使銅電解過程電耗較低，另外，循環冷系統中的冷媒可以循環使用，電解過程中無重金屬排放，真正達到節能減排的目的。其中，通過液位計和流量計檢測冷卻池的液位及流量，保證循環冷卻系統的冷卻效果，然後根據溫度測試儀來調整加冷媒的流速與流量，使電解液維持在穩定的溫度範圍內，保證銅在電解過程中的速度與品質。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。