一种含铜废液旋流电解装置及方法与流程

本发明涉及含铜废液旋流电解的技术领域，特别是一种含铜废液旋流电解装置及方法。

背景技术：

蚀刻是一种在pcb(印刷电路板(printedcricuitboard))、tab(载带自动键合(tapeautomatedbonding))、bga(球栅阵列(ballgridarray))、cof(柔性印刷电路板上的芯片(chiponflexibleprintedcircuit))、引线框架(leadframe)等的电子元件及精密零件的电路形成中，选择性地只留下电路，而去除铜及铜合金的工艺。通常，蚀刻机制为通过重复先由蚀刻液氧化铜及铜合金的表面而形成金属氧化物，再溶解这些氧化物的过程来实现的。根据这种蚀刻工艺生成的废含铜废液具有毒性，且含铜废液中还存在大量的铜离子，若直接将含铜废液排放掉，含铜废液会造成环境污染，且铜离子还可以直接回收利用，若直接排放掉，还增加了生产成本。因此人们采用电解的方法来将铜离子还原成单质铜，回收后的单质铜又可以作为生产电路板的基板，然而这种电解方法要释放大量的热量，使周围温度环境升高，进一步影响工人工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、充分利用电解热量、重复利用含铜废液、重新回收铜的含铜废液旋流电解装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种含铜废液旋流电解装置，它包括外壳、整流电源、气体收集罐、顶盖和阳极棒，所述外壳为圆柱状，外壳的顶部为开口，外壳的底部封闭，外壳的上下端部分别开设有出液口和进液口，出液口和进液口均与外壳相切，外壳的外部设置有环形壳，环形壳与外壳之间形成有环形腔，环形壳上设置有连通环形腔的进水口和出水口，外壳的外部设置有下法兰盘，顶盖的外部设置有上法兰盘，顶盖盖合在外壳的开口上，且顶盖的上法兰盘与外壳的下法兰盘之间连接有多根螺栓，所述顶盖的底部固设有阳极棒，阳极棒伸入于外壳中，阳极棒的外表面上涂覆有涂层，涂层的外表面上包裹有金属网，所述顶盖上还开设有出气孔，出气孔处经管卡连接有气管，气管的另一端与气体收集罐的入口端经管卡连接，所述顶盖的底表面上还固设有套设于阳极棒外部的阴极筒，阴极筒的侧壁上开设有连通出液口的通槽，阴极筒的底部设有开口，所述顶盖中还固设有阳极导电柱和阴极导电柱，阳极导电柱的底部固设于阳极棒的顶部，阴极导电柱的底部固设于阴极筒的顶部，所述整流电源的正负极端上均连接有导线，一根导线的另一端固设于阳极导电柱的顶部，另一根导线的另一端固设于阴极导电柱的顶部。

所述环形壳焊接于外壳的外壁上。

所述环形壳位于进液口和出液口之间。

所述装置旋流电解含铜废液的方法，它包括以下步骤：

s1、接通整流电源，正电流经导线、阳极导电柱流入到阳极棒上，负电流经导线、阴极导电柱流入到阴极筒上；通过泵将蚀刻槽内盛装的含铜废液泵入到进液口中，含铜废液在泵压下进入到外壳中，含铜废液沿着阴极筒的内壁螺旋的向上运动，含铜废液中的阴离子移动到阳极棒的金属网上，阴离子氧化后得到气体，气体在气压下顺次穿过出气孔、气管而进入到气体收集罐中，从而实现气体的收集，同时含铜废液中的阳离子移动到阴极筒上，得电后还原成单质铜，同时向进水口中通入冷却水，冷却水进入到环形腔中，冷却水与外壳内产生的热量进行热交换，热量加热冷却水，被加热后的冷却水从出水口流出；

s2、随着含铜废液的继续上移，含铜废液从出液口流出，由于流出的含铜废液中不含有铜离子而含有大量的氢离子。

本发明具有以下优点：本发明结构紧凑、溶液流转快速，减少电解浓度差极化，电解效率高，操作简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1的主剖视图；

图3为外壳的俯视图；

图中，1-外壳，2-气体收集罐，3-顶盖，4-阳极棒，5-出液口，6-进液口，7-环形壳，8-环形腔，9-进水口，10-出水口，11-下法兰盘，12-上法兰盘，13-螺栓，14-金属网，15-出气孔，16-气管，17-整流电源，18-阳极导电柱，19-阴极导电柱，20-阴极筒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~3所示，一种含铜废液旋流电解装置，它包括外壳1、整流电源17、气体收集罐2、顶盖3和阳极棒4，所述外壳1为圆柱状，外壳1的顶部为开口，外壳1的底部封闭，外壳1的上下端部分别开设有出液口5和进液口6，出液口5和进液口6均与外壳1相切，外壳1的外部设置有环形壳7，本实施例中所述，环形壳7位于进液口6和出液口5之间，环形壳7焊接于外壳1的外壁上，环形壳7与外壳1之间形成有环形腔8，环形壳7上设置有连通环形腔8的进水口9和出水口10，外壳1的外部设置有下法兰盘11，顶盖3的外部设置有上法兰盘12，顶盖3盖合在外壳1的开口上，且顶盖3的上法兰盘12与外壳1的下法兰盘11之间连接有多根螺栓13，所述顶盖3的底部固设有阳极棒4，阳极棒4伸入于外壳1中，阳极棒4的外表面上涂覆有涂层，涂层的外表面上包裹有金属网14。

如图1~2所示，所述顶盖3上还开设有出气孔15，出气孔15处经管卡连接有气管16，气管16的另一端与气体收集罐2的入口端经管卡连接，所述顶盖3的底表面上还固设有套设于阳极棒4外部的阴极筒20，阴极筒20的侧壁上开设有连通出液口5的通槽，阴极筒20的底部设有开口，所述顶盖3中还固设有阳极导电柱18和阴极导电柱19，阳极导电柱18的底部固设于阳极棒4的顶部，阴极导电柱19的底部固设于阴极筒20的顶部，所述整流电源17的正负极端上均连接有导线，一根导线的另一端固设于阳极导电柱18的顶部，另一根导线的另一端固设于阴极导电柱19的顶部。

所述装置旋流电解含铜废液的方法，它包括以下步骤：

s1、接通整流电源17，正电流经导线、阳极导电柱18流入到阳极棒4上，负电流经导线、阴极导电柱19流入到阴极筒20上；通过泵将蚀刻槽内盛装的含铜废液泵入到进液口6中，含铜废液在泵压下进入到外壳1中，含铜废液沿着阴极筒20的内壁螺旋的向上运动，含铜废液中的阴离子移动到阳极棒4的金属网14上，阴离子氧化后得到气体，气体在气压下顺次穿过出气孔15、气管16而进入到气体收集罐2中，从而实现气体的收集，同时含铜废液中的阳离子移动到阴极筒20上，得电后还原成单质铜，同时向进水口9中通入冷却水，冷却水进入到环形腔8中，冷却水与外壳1内产生的热量进行热交换，热量加热冷却水，被加热后的冷却水从出水口10流出，从而充分利用了热量，节省了热能；

s2、随着含铜废液的继续上移，含铜废液从出液口5流出，由于流出的含铜废液中不含有铜离子而含有大量的氢离子，可将含铜废液重新使用，节省生产成本。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。