一种微蚀液在线循环再生系统的制作方法

1.本实用新型涉及在废水中硫酸-过硫酸钠微蚀液循环再生设备，特别是涉及一种微蚀液在线循环再生系统。


背景技术：

2.市面上pcb厂家的微蚀液一般采用硫酸-过硫酸钠体系和硫酸-双氧水体系。目前微蚀废液一般采用化学手段处理，比如中和置换等，都需要消耗大量化学物料，使其对环保废水处理造成很大压力，对环境造成污染。也有通过直接电解的方法回收铜，但铜无法完全电解沉积出来，回收铜后产生的高盐高酸低铜废水仍旧需要消耗大量化学物料来处理，无法利用其中的酸和硫酸盐造成资源的浪费。这些都不符合现在的绿色发展理念。
3.实用新型专利cn201120212047.6公开了一种微蚀循环再生系统，该实用新型辅助系统有与微蚀生产槽相连的辅助槽，收集系统有收集失效微蚀液的收集罐，铜回收系统利用电化学氧化还原原理将失效微蚀液中铜离子提取所需的电极，微蚀液调整系统有调整失效微蚀液na2s2o8(过硫酸钠)含量的调整槽，调整槽设有失效微蚀液的输入及调整后再生微蚀液的输出管路，将调整后的再生微蚀液通过泵抽至辅助槽。这是一种能降低微蚀液成本、保证再生微蚀液质量、环保的微蚀液循环再生系统。但该系统不好控制微蚀液中过硫酸盐的浓度，而且往微蚀缸添加的时候无法自动控制，只能手动添加容易造成微蚀缸药水浓度变化太大，影响产品的稳定性。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型目的是为了解决目前硫酸-过硫酸钠微蚀液循环再生问题，而提供一种微蚀液在线循环再生系统。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种微蚀液在线循环再生系统，包括微蚀缸和电解槽；所述电解槽包括槽体，槽体内设有阳极区、阴极区、阳极循环区、微蚀循环区和阴极循环区；所述电解槽阳极区和阳极循环区通过管道相连，所述微蚀循环区和电解槽阳极区通过溢流槽相连，所述微蚀循环区顶部与阳极循环区连通；所述电解槽阴极区与阴极循环区底部通过管路连通，顶部溢流连通；
7.进一步的，所述微蚀循环区连接过滤机，所述过滤机连接微蚀缸，所述微蚀缸连接废液收集桶，所述废液收集桶连接阳极循环区；
8.进一步的，所述阳极循环区连接微蚀液储存桶，所述微蚀液储存桶连接阴极循环区；所述阴极循环区连接再生液储存桶，所述再生液储存桶连接阳极循环区。
9.进一步的，所述过滤机设有药水进口和药水出口，所述药水进口连接微蚀循环区，所述药水出口连接微蚀缸，所述过滤机设有压力表、泄压阀和排空阀；所述过滤机内设有过滤滤芯，所述过滤滤芯可以是折叠滤芯或者过滤棉芯或活性碳滤芯，所述过滤机设有过滤机机盖。
10.进一步的，所述阳极循环区内设有第一比重控制器，所述阴极循环区内设有第二比重控制器。
11.进一步的，所述电解槽阳极区连接直流电源正极一端，所述电解槽阴极区连接直流电源负极一端；
12.所述的第一比重控制器根据铜离子浓度调整，将铜离子浓度控制在20~25g/l；
13.所述的第二比重控制器根据铜离子浓度调整，将铜离子浓度控制在10~15g/l。
14.进一步的，所述的电解槽阳极区包含离子膜膜框和阳极板，所述的离子膜包括阳离子膜或阴离子膜，所述的阳极板选自亚氧化钛电极镀铂电极或掺硼金刚石电极或玻璃态电极或其它析氧高电位电极。
15.进一步的，所述的电解槽阴极区包含阴极板，阴极板为不锈钢板或钛板或其它电极。
16.再生系统原理：
17.微蚀液的工作原理是过硫酸钠和铜反应生成硫酸钠和硫酸铜，微蚀废液中的铜采用阴极还原电化学方法进行回收，铜离子直接电沉积为金属铜。阳极把硫酸根氧化为过硫酸根实现微蚀液再生。其在电解再生过程中涉及以下几个反应：
18.在阳极：so
42-‑
2e-→
s2o
82-oh-‑
e-→
o2↑
h

19.在阴极：cu
2
2e-→
cus2o
82- e-→
so
42-h2o 2e-→
ho- h2↑
20.阳极析氧会影响微蚀液生成过硫酸根的效率，所以选择析氧高电位阳极，如亚氧化钛电极，掺硼金刚石电极（bdd电极），玻璃态电极，镀铂电极等析氧高电位阳极来抑制阳极析氧，再加入析氧抑制剂，如聚磷酸铵、硫氰酸盐、硫脲等析氧抑制剂来抑制阳极析氧，提高阳极微蚀液再生效率。阴极使用钛板，不锈钢板等电极，而阴极液在铜离子浓度高于5g/l阴极板电流在3a/dm2以下不会发生析氢反应，由于过硫酸根的还原电位较高有2.07v，在有铜离子的情况系会优先电沉积铜，过硫酸根不会还原成硫酸根。
21.与现有技术相比，本实用新型的优势是：
22.1、本实用新型是一种微蚀液在线循环再生系统，解决目前微蚀液循环再生及铜回收的问题。设有过滤机，过滤机能把药水中的杂质过滤掉，保证药水的纯净度。药水通过过滤机过滤后回到产线微蚀缸，完成循环再生，该系统可以将硫酸-过硫酸钠微蚀液循环再生再次直接利用，减少了物料浪费及废水排放，节约成本，做到废水零排放，从而保护环境。
23.2、本实用新型是一种微蚀液在线循环再生系统，设有第一比重控制器和第二比重控制器根据铜离子浓度调整，控制铜离子浓度，且控制微蚀液中过硫酸盐的浓度，使其稳定性高。
24.以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
25.图1为一种微蚀液在线循环再生的工艺流程示意图。
26.图2为过滤机的内部结构示意图。
27.图中：1、微蚀缸；2、过滤机；3、废液收集桶；4、微蚀液储存桶；5、再生液储存桶；6、电解槽；7、电解槽阳极区；8、微蚀循环区；9、阳极循环区；10、阴极循环区；11、电解槽阴极区；12、直流电源；13、第一比重控制器；14、第二比重控制器；15、压力表；16、泄压阀；17、药
水出口；18、药水进口；19、排空阀；20、过滤滤芯；21、过滤机机盖。
具体实施方式
28.如图1所示：一种微蚀液在线循环再生系统，包括微蚀缸1和电解槽6；所述电解槽6包括槽体，槽体内设有阳极区7、阴极区11、阳极循环区9、微蚀循环区8和阴极循环区10；所述电解槽阳极区7和阳极循环区9通过管道相连，所述微蚀循环区8和电解槽阳极区7通过溢流槽相连，所述微蚀循环区8顶部与阳极循环区9连通；所述电解槽阴极区11与阴极循环区10底部通过管路连通，顶部溢流连通；
29.所述微蚀循环区8连接过滤机2，所述过滤机2连接微蚀缸1，所述微蚀缸1连接废液收集桶3，所述废液收集桶3连接阳极循环区9；
30.所述阳极循环区9连接微蚀液储存桶4，所述微蚀液储存桶4连接阴极循环区10；所述阴极循环区10连接再生液储存桶5，所述再生液储存桶5连接阳极循环区9。
31.所述过滤机2设有药水进口18和药水出口17，所述药水进口18连接微蚀循环区8，所述药水出口17连接微蚀缸1，所述过滤机2设有压力表15、泄压阀16和排空阀19；所述过滤机2内设有过滤滤芯20，所述过滤滤芯20可以是折叠滤芯或者过滤棉芯或活性碳滤芯，所述过滤机2设有过滤机机盖21。
32.所述阳极循环区9内设有第一比重控制器13，所述阴极循环区10内设有第二比重控制器14。
33.所述电解槽阳极区7连接直流电源12正极一端，所述电解槽阴极区11连接直流电源12负极一端。
34.所述的电解槽阳极区7包含离子膜膜框和阳极板，所述的离子膜包括阳离子膜或阴离子膜，所述的阳极板选自亚氧化钛电极或镀铂电极或掺硼金刚石电极或玻璃态电极或其它析氧高电位电极。
35.所述的电解槽阴极区11包含阴极板，阴极板为不锈钢板或钛板或其它电极。
36.本实用新型所述的微蚀液在线循环再生系统，其特点包括以下步骤：
37.步骤一：产线微蚀缸1微蚀后的微蚀废液抽到电解槽6的阳极循环区9，阳极循环区9的微蚀废液抽到电解槽阳极区7再生，然后再溢流会电解槽微蚀循环区8。
38.步骤二：微蚀循环区8的药水通过过滤机2过滤后回到与产线微蚀缸1完成循环再生，微蚀循环区8顶部与阳极循环区9连通，当液位过高时，通过液位控制器把多余的药水从阳极循环区9外排到微蚀液储存桶4。
39.步骤三：当微蚀液因蚀刻铜，铜离子上升比重上升后，通过第一比重控制器13从再生液储存桶5添加再生液来降低阳极循环区的比重。
40.步骤四：阴极区循环区10的药水抽到电解槽阳极区11把药水中的铜电解沉积到阴极板上，再溢流回阴极循环区10。
41.步骤五：阴极循环区10的药水电解沉积铜后，比重下降，通过第二比重控制器14从微蚀液储存桶4自动添加高铜含量的微蚀液。阴极循环区10液位上升时，通过液位控制把多余的药水从阴极循环区10外排到再生液储存桶5。
42.步骤 6：为抑制电解槽阳极析氧，在阳极区加入0.5
‰
~2
‰
的析氧抑制剂，所述的析氧抑制剂为聚磷酸铵。
43.步骤 7：为使电解槽阴极板上的沉积铜平整，降级阳极药水的表面张力，提高微蚀的效果，在阴极区和阳极区加入润湿剂和表面活性剂，添加量为1
‰
~3
‰
。所是的湿润剂为聚乙二醇系列中的2000。表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
44.以上所述为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围之内。