一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置及其方法
2023-04-25 04:30:21
專利名稱：一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置及其方法，尤其是將製作印刷電路板過程中產生的廢液中所含的氨氮去除掉，並提取出該廢液中的高純度銅的裝置及其方法。
背景技術：
近年來，隨著世界電子工業的穩步增長，我國的印製電路板(PCB)製造業業快速發展，其產量及產值已列居世界前列。據權威機構的統計，2006年我國的印製電路板產量為 13000萬平方米，每生產一萬平方米電路板將產生50-100噸氨氮廢液(其中部分廢液中含有一定量的銅)，主要分布在鹼性蝕刻、氨水洗等製作工藝上。如果將這部分廢液直接排入汙水處理站，將會對整個的汙水處理系統帶來一定的難度，且處理的不徹底。本方法將單獨收集處理，並且在這部分廢液中有部分的含銅量在10_45g/l，有一定的回收價值。在處理氨氮廢水的過程中同時可以回收一部分的銅，以目前所具有的技術對如此低銅含量的廢液進行回收處理，企業無利可圖，因此現在大部分線路板生產企業只能以付費的方式將這種既含有氨氮有含有金屬銅離子的廢液交由處理商處理。目前，對PCB生產過程中所產生的氨氮廢液的處理技術還是比較單一的，主要是依靠生化處理中的厭氧處理
發明內容
為解決上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置及其方法。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是，一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，包括集液槽、反應器、耐酸鹼循環泵和廢氣處理塔，所述耐酸鹼循環泵進液管與集液槽的出液口連接，出液管與反應器進液口連接，所述反應器頂端一側壁上設有與集液槽連接的廢液循環管，所述反應器頂部設有與廢氣處理塔連接的廢氣管，所述集液槽一側壁上設有廢液輸入管。優選的，所述反應器為兩個空心圓柱體套接且圓心在同一軸線上，所述反應器底部設有兩個支撐腳，在內空心圓柱體外壁及上端面上覆蓋純鈦板後作為陰極桶，在外空心圓柱內壁上覆蓋純鈦板後作為陽極桶，在所述陰極桶中心設有銅軸，所述銅軸的第一端穿過陰極桶頂部中心的手柄孔，所述銅軸在所述陰極桶頂部內壁上通過軸承固定，所述銅軸在所述陰極桶頂部外壁的純鈦板上通過墊圈和螺帽固定，所述銅軸的第二端穿過陰極桶的底部中心與導電滑環連接，所述銅軸與所述陰極桶底部內壁上通過軸承固定，在所述銅軸穿過陰極桶底部和導電滑環之間的位置設有鏈條，所述鏈條第一端通過軸承與銅軸連接， 第二端通過軸承與變頻旋轉泵連接，所述導電滑環與陰極導電銅條通過墊圈和螺帽連接， 所述外空心圓柱體內壁上的純鈦板與陽極導電銅條連接，所述陰極導電銅條與高頻電源的負極連接，所述陽極導電銅條與高頻電源的正極連接。
優選的，所述純鈦板的厚度為1. 5-2. mm，所述陰、陽極桶可以為一個或多個並聯連接。優選的，所述陰極桶外壁的純鈦板上鍍有一層稀有金屬。優選的，所述陰、陽極桶的直徑差為4-6cm，所述陰極桶為順時針旋轉，所述陽極桶固定不動，所述陰極桶的旋轉速度為20-60r/min。優選的，所述高頻電源的電流為50-1500A，電壓為1. 8-3. 0V。優選的，一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的方法，包括以下步驟(1)將各車間所產生的微蝕廢液通過廢液輸入管排到集液槽內；(2)經耐酸鹼循環泵將集液槽內的廢液打入反應器內；(3)經過反應器反應後的廢液通過廢液循環管排入集液槽內，再經耐酸鹼循環泵打入反應器內，在循環泵的作用下，廢液循環進入反應器內反應。優選的，所述步驟(1)中廢液的氨氮濃度為0_150g/l。優選的，所述步驟(1)中廢液的二價銅離子濃度為8_50g/l。優選的，所述步驟(1)中廢液的PH值為6.5。本發明的有益效果是，利用簡單的裝置來去除氨氮和提取高純度銅，方法簡單、易操作，在調試設備運行穩定之後，日常的運行管理比較簡易，在運行費用方面比其他方法要經濟得多，達到減少浪費、合理利用、長期穩定達標的目的，對印製電路板的企業在處理所產生的廢液大有幫助，為我國環保事業做貢獻。
圖1是本發明裝置的結構示意圖；圖2是本發明裝置中反應器的結構示意圖；圖中1.集液槽，2.反應器，3.耐酸鹼循環泵，4.廢液輸入管，5.廢液循環管，6.廢氣管，7.進液管，8.出液管，9.進液口，10.出液口，21.陰極桶，22.陽極桶，23.支撐腳， 24.純鈦板，25.銅軸，26.軸承，27.墊圈，28.螺帽，29.導電滑環，30.鏈條，31.變頻旋轉泵，32.陰極導電銅條，33.陽極導電銅條。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述如圖1所示，一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，包括集液槽1、反應器 2、耐酸鹼循環泵3和廢氣處理塔(圖中未顯示)，所述耐酸鹼循環泵3進液管7與集液槽1 的出液口 10連接，出液管8與反應器2進液口 9連接，所述反應器2頂端一側壁上設有與集液槽1連接的廢液循環管5，所述反應器2頂部設有與廢氣處理塔連接的廢氣管6，所述集液槽1 一側壁上設有廢液輸入管4。如圖2所示，所述反應器2為兩個空心圓柱體套接且圓心在同一軸線上，所述反應器2底部設有兩個支撐腳23，在內空心圓柱體外壁及上端面上覆蓋純鈦板M後作為陰極桶21，在陰極桶外壁的純鈦板上鍍有一層稀有金屬，例如釕、銥等，在外空心圓柱內壁上覆蓋純鈦板M後作為陽極桶22，所述純鈦板的厚度為1. 5-2. mm左右，兩個成套的陰、陽極桶的直徑差為4-6cm左右，所述陰、陽極桶可以為一個或多個並聯連接使用，這樣可以增加廢液的處理量，提高工作效率。在所述陰極桶21中心設有銅軸25，所述銅軸25的第一端穿過陰極桶21頂部中心的手柄孔，所述銅軸25在所述陰極桶21頂部內壁上通過軸承沈固定，所述銅軸25在所述陰極桶21頂部外壁的純鈦板M上通過墊圈27和螺帽28固定，所述銅軸25的第二端穿過陰極桶21的底部中心與導電滑環四連接，所述銅軸25與所述陰極桶21底部內壁上通過軸承沈固定，在所述銅軸25穿過陰極桶21底部和導電滑環四之間的位置設有鏈條30，所述鏈條30第一端通過軸承沈與銅軸25連接，第二端通過軸承沈與變頻旋轉泵31連接，所述導電滑環四與陰極導電銅條32通過墊圈27和螺帽觀連接， 所述外空心圓柱體內壁上的純鈦板M與陽極導電銅條33連接，所述陰極導電銅條32與高頻電源(圖中未顯示)的負極連接，所述陽極導電銅條33與高頻電源的正極連接。將各車間所產生的的廢液用比色法測試氨氮的濃度，用測試氨氮濃度的測試條沾少許廢液，根據測試條顏色的變化對照比色卡的顏色，然後讀出氨氮的濃度值；用比色法測試二價銅離子的濃度，用測試二價銅離子的測試條沾少許廢液，根據測試條顏色的變化對照比色卡的顏色，然後讀出二價銅離子的濃度值；把氨氮濃度為0-150g/l和二價銅離子濃度為8-50g/l的廢液用PH試紙測PH值，當PH值在6. 5以下時向廢液中加鹼性藥劑調節， 當PH值在6. 5以上時向廢液中加酸性藥劑調節，最後使PH值保持在6. 5左右，然後把上述調整好的廢液通過廢液輸入管4排到集液槽1內，開啟耐酸鹼循環泵3，廢液經耐酸鹼循環泵3從反應器2的進液口 9打入反應器2內部，反應器2的進液口 9與反應器2的側壁成傾斜狀，傾斜角度為30-45度，保證了廢液流進去能夠與陰極桶21形成旋轉水流。當廢液液面超過反應器2頂端一側壁上的廢液循環管5時，超出的廢液通過廢液循環管5流入集液槽1內，再次經過耐酸鹼循環泵3打入反應器2中，此時整個反應裝置形成廢液循環， 然後開啟變頻旋轉泵31，此時鏈條8帶動銅軸25旋轉，進而銅軸25帶動陰極桶21順時針旋轉，與反應器2進液口 9的水流方向做同方向的圓周運動，陰極桶的旋轉速度為20-601·/ min，使廢液在反應器2內部緊貼陰極桶21外壁旋轉，最後開啟高頻電源開關，所使用的高頻電源電流為50-1500A，電壓為1. 8-3. 0V,使整個反應器2形成電流通路，在反應器2頂部高出液面位置設有一與廢氣處理塔連接的廢氣管6，在反應器2工作過程中氨氮形成氣態物質隨廢氣一起被廢氣處理塔抽走，高純度銅附著在陰極桶21的外壁表面，當該裝置停止工作後剝下陰極桶21上的高純度銅。這樣就即去除了廢液中的氨氮也提取了廢液中的銅。在上述方法中，在反應器2中陰、陽極桶的直徑可根據自己的要求而定，但直徑差不得超過4-6cm，陰、陽極桶可以是一套，也可以是多套並聯使用。綜上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以作成若干個變形和改進，這些也應視為本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，包括集液槽、反應器、耐酸鹼循環泵和廢氣處理塔，其特徵在於，所述耐酸鹼循環泵進液管與集液槽的出液口連接，出液管與反應器進液口連接，所述反應器頂端一側壁上設有與集液槽連接的廢液循環管，所述反應器頂部設有與所述廢氣處理塔連接的廢氣管，所述集液槽一側壁上設有廢液輸入管。
2.根據權利要求1所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，其特徵在於， 所述反應器為兩個空心圓柱體套接且圓心在同一軸線上，所述反應器底部設有兩個支撐腳，在內空心圓柱體外壁及上端面上覆蓋純鈦板後作為陰極桶，在外空心圓柱內壁上覆蓋純鈦板後作為陽極桶，在所述陰極桶中心設有銅軸，所述銅軸的第一端穿過陰極桶頂部中心的手柄孔，所述銅軸在所述陰極桶頂部內壁上通過軸承固定，所述銅軸在所述陰極桶頂部外壁的純鈦板上通過墊圈和螺帽固定，所述銅軸的第二端穿過陰極桶的底部中心與導電滑環連接，所述銅軸與所述陰極桶底部內壁上通過軸承固定，在所述銅軸穿過陰極桶底部和導電滑環之間的位置設有鏈條，所述鏈條第一端通過軸承與銅軸連接，第二端通過軸承與變頻旋轉泵連接，所述導電滑環與陰極導電銅條通過墊圈和螺帽連接，所述外空心圓柱體內壁上的純鈦板與陽極導電銅條連接，所述陰極導電銅條與高頻電源的負極連接，所述陽極導電銅條與高頻電源的正極連接。
3.根據權利要求2所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，其特徵在於， 所述純鈦板的厚度為1. 5-2. mm，所述陰、陽極桶可以為一個或多個並聯連接。
4.根據權利要求2所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，其特徵在於， 所述陰極桶外壁的純鈦板上鍍有一層稀有金屬。
5.根據權利要求2所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，其特徵在於， 所述陰、陽極桶的直徑差為4-6cm，所述陰極桶為順時針旋轉，所述陽極桶固定不動，所述陰極桶的旋轉速度為20-60r/min。
6.根據權利要求2所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置，其特徵在於， 所述高頻電源的電流為50-1500A，電壓為1. 8-3. 0V。
7.—種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)將各車間所產生的微蝕廢液通過廢液輸入管排到集液槽內；(2)經耐酸鹼循環泵將集液槽內的廢液打入反應器內；(3)經過反應器反應後的廢液通過廢液循環管排入集液槽內，再經耐酸鹼循環泵打入反應器內，在循環泵的作用下，廢液循環進入反應器內反應。
8.根據權利要求7所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的方法，其特徵在於， 所述步驟(1)中廢液的氨氮濃度為0-150g/l。
9.根據權利要求7所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的方法，其特徵在於， 所述步驟(1)中廢液的二價銅離子濃度為8-50g/l。
10.根據權利要求7所述的一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的方法，其特徵在於， 所述步驟⑴中廢液的PH值為6. 5。
全文摘要
本發明公開了一種去除廢液中氨氮並提取高純度銅的裝置及其方法，所述裝置包括集液槽、反應器、耐酸鹼循環泵和廢氣處理塔，所述耐酸鹼循環泵進液管與集液槽的出液口連接，出液管與反應器進液口連接，所述反應器頂端一側壁上設有與集液槽連接的廢液循環管，所述反應器頂部設有與所述廢氣處理塔連接的廢氣管，所述集液槽一側壁上設有廢液輸入管。其方法包括以下步驟(1)將各車間所產生的微蝕廢液通過廢液輸入管排到集液槽內；(2)經耐酸鹼循環泵將集液槽內的廢液打入反應器內；(3)經過反應器反應後的廢液通過廢液循環管排入集液槽內，再經耐酸鹼循環泵打入反應器內，在循環泵的作用下，廢液循環進入反應器內反應。
文檔編號C02F1/461GK102531106SQ20111042818
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者周洋 申請人:深圳市祐林環保有限公司