一种氯气回收装置的制作方法

文档序号:12232725阅读:604来源:国知局

本实用新型属于氯化物领域,尤其涉及一种氯气回收装置。



背景技术:

酸性蚀刻是制造印制电路板过程中必不可少的工序,一般适用于多层印制板的外层电路图形的制作。酸性蚀刻液一般由氯化铜、氯化铵、氯酸钠以及盐酸配置而成,由于其产生的废液对环境的危害很大,故大多数的印制电路板厂都采取了蚀刻液在线循环再生技术,实现资源循环利用,清洁生产。

目前酸性蚀刻液再生循环处理的工艺基本上分为两种:一种是采用溶剂萃取来进行酸性铜蚀刻液再生循环利用方法,由于酸性氯化铜萃取剂种类少,易失效,且价格昂贵,一般不为企业所接受。另外一种是采用膜电解来进行酸性铜蚀刻液再生循环利用方法,酸性蚀刻液隔膜电解槽电解,回收单质铜,降低蚀铜液的铜离子含量使其得以循环利用。第二种工艺运行成本低,操作难度不高,较为企业所接受。然而,在电解循环再生酸性蚀刻液工艺中,阳极会产生氯气,而氯气是有强烈刺激性气味的有毒气体,需要对其进行处理。目前常用的方法有碱液吸收和氯化亚铁吸收,但这两种方法都会产生大量的废水,从而产生二次污染,特别是氯化亚铁吸收氯气产生的三氯化铁,处理成本高,且产生的污泥也多。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种氯气回收装置,旨在将酸性蚀刻液废液经电解产生的氯气进行回收利用,在减少环境污染的同时,实现资源的回收利用。

本实用新型是这样实现的,一种氯气回收装置,包括用于对待处理的酸性蚀刻液进行电解处理并产生氯气的酸性蚀刻电解再生装置及用于将所述氯气转化为氯离子和次氯酸根离子的氯气吸收装置,所述氯气回收装置还包括用于将所述氯离子转化为次氯酸根离子的无隔膜电解装置,所述无隔膜电解装置与所述氯气吸收装置连接。

进一步地,所述无隔膜电解装置包括阴极板和阳极板,所述阴极板和阳极板并排排列。

进一步地,所述阴极板和阳极板的间距为1~5mm。

进一步地,所述阳极板材料为钛涂贵金属氧化物电极,阴极板材料为金属钛。

进一步地,所述无隔膜电解装置包括用于对所述无隔膜电解装置中溶液进行加热的加热装置。

进一步地,所述无隔膜电解装置包括用于探测所述无隔膜电解装置中溶液的pH值的pH探头。

进一步地,所述氯气回收装置还包括用于将所述无隔膜电解装置处理后的溶液用于生产酸性蚀刻液的酸性蚀刻液生产装置,所述酸性蚀刻液生产装置与所述无隔膜电解装置连接。

进一步地,所述氯气回收装置还包括用于将所述酸性蚀刻电解再生装置产生的氯气排入到所述氯气吸收装置中的射流吸收装置,所述射流吸收装置连接于所述酸性蚀刻电解再生装置与所述氯气吸收装置之间。

进一步地,所述氯气吸收装置包括用于对所述氯气吸收装置中液体进行加热的加热装置。

进一步地,所述氯气回收装置还包括铜回收装置,所述铜回收装置与所述酸性蚀刻电解再生装置连接。

本实用新型与现有技术相比,有益效果在于:本实用新型提供的氯气回收装置包括无隔膜电解装置,通过无隔膜电解装置将氯气被吸收后产生的氯离子进行电解处理,转化为次氯酸根离子,消除了废液中氯离子带来的污染问题。

进一步地,氯气回收装置还包括酸性蚀刻液生产装置,通过酸性蚀刻液生产装置将无隔膜电解装置处理后的溶液中所含的次氯酸根离子作为氧化剂,用于生产新的酸性蚀刻液。这不仅消除了废液处理问题,而且实现了资源的循环使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的氯气回收装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

如图1所示,为本实用新型实施例提供的一种氯气回收装置100,包括用于对待处理的酸性蚀刻液进行电解处理并产生氯气的酸性蚀刻电解再生装置1及用于将所述氯气转化为氯离子和次氯酸根离子的氯气吸收装置2,氯气回收装置100还包括用于将所述氯离子转化为次氯酸根离子的无隔膜电解装置3,无隔膜电解装置3与氯气吸收装置2连接。

具体地,酸性蚀刻液电解再生装置1包括阳极室和阴极室,其阴极和阳极反应如下所示:

阴极:Cu2++2e-=Cu

阳极:2Cl--2e-=Cl2

阳极反应所产生的氯气通入到氯气吸收装置2中进行吸收,氯气吸收装置2中吸收液可以是浓度为10~30%的NaOH、KOH溶液等碱液,溶液温度为70~90℃。以NaOH溶液为例,氯气在高温条件下与一定浓度的NaOH溶液反应能生成氯酸钠和氯化钠,其反应式如下所示:

3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O

随着酸性蚀刻液循环电解再生的进行,阳极室不断产生的氯气被NaOH溶液吸收生成的氯酸钠和氯化钠浓度逐渐升高,当氯化钠浓度达到120~150g/L时,将氯酸钠与氯化钠混合液排入到无隔膜电解装置3。

具体地,无隔膜电解装置3包括阴极板和阳极板,阴极板和阳极板并排排列;所述阴极板和阳极板的间距为1~5mm,优选3mm。阳极材料为钛涂贵金属氧化物电极,阴极材料为金属钛。无隔膜电解装置3中温度为80℃,溶液氯酸钠与氯化钠混合液进入无隔膜电解装置作为电解液,用重铬酸钠或重铬酸钾调节pH至6.0~7.0,并保持溶液温度为80℃,在电流密度为2000~5000A/m2,电压为2.5V~3.5V,溶液中的氯化钠能生成氯酸钠,反应式如下所示:

NaCl+3H2O=NaClO3+3H2

在本实施例提供的氯气回收装置100包括无隔膜电解装置3,通过无隔膜电解装置3将氯气被吸收后产生的氯离子转化为次氯酸根离子,消除了废液中氯离子带来的污染问题。

进一步地,氯气回收装置100还包括用于将无隔膜电解装置3处理后的溶液用于生产酸性蚀刻液的酸性蚀刻液生产装置5,酸性蚀刻液生产装置5与无隔膜电解装置3连接。无隔膜电解装置3将其处理后的溶液排入到酸性蚀刻生产装置5中,酸性蚀刻生产装置5将排入的所述溶液用于生产酸性蚀刻液。随着电解反应的进行,氯离子不断转化成次氯酸根离子,当电解液中氯离子含量降至10~30g/L时,即可将溶液中的次氯酸根作为氧化剂排入到酸性蚀刻生产装置5中,用于生产新的酸性蚀刻液。此外,阴极反应生成的氢气可储存用于氨合成、盐酸合成等工艺。

本实施例提供的氯气回收装置100进一步通过酸性蚀刻液生产装置5,将无隔膜电解装置3处理后的溶液中所含的次氯酸根离子作为氧化剂,用于生产新的酸性蚀刻液。这不仅消除了废液处理问题,而且实现了资源的循环使用。

具体地,无隔膜电解装置3还包括用于对无隔膜电解装置3中溶液进行加热的加热装置(图中未示出),通过加热可以加快溶液中的反应速率。无隔膜电解装置3还包括用于探测无隔膜电解装置3中溶液的pH值的pH探头(图中未示出)。

具体地,氯气回收装置100还包括用于将酸性蚀刻电解再生装置1产生的氯气排入到氯气吸收装置2中的射流吸收装置4,射流吸收装置4连接于酸性蚀刻电解再生装置1与氯气吸收装置2之间。

氯气回收装置100还包括铜回收装置6,铜回收装置6与酸性蚀刻电解再生装置1连接,用于回收铜回收装置6产生的单质铜。

具体地,氯气吸收装置2包括用于对氯气吸收装置2中液体进行加热的加热装置(图中未示出),以保持液体温度在80℃左右。

本实施例的氯气回收装置进行酸性蚀刻液的处理步骤如下:

将酸性蚀刻液废液置于酸性蚀刻电解再生装置1,开启酸性蚀刻电解再生装置1的电源开关,对酸性蚀刻液进行电解处理,产生氯气和铜;

铜经铜回收装置6回收利用,氯气经射流吸收装置4排入到氯气吸收装置2中,氯气吸收装置2中盛放的是一定浓度及温度的NaOH溶液;同时氯气吸收装置2中加热装置启动以保持溶液温度恒定;

氯气被NaOH溶液吸收生成的氯酸钠和氯化钠浓度逐渐升高,当氯化钠浓度达到135g/L时,将氯酸钠与氯化钠混合液排入到无隔膜电解装置3中;

使用重铬酸钠或重铬酸钾将进入无隔膜电解装置3中的混合液的pH进行调整,保持溶液,在一定电流密度和电压条件下进行电解处理;

随着电解反应的进行,无隔膜电解装置3的混合液中氯离子不断转化成次氯酸根离子,当电解液中氯离子含量降至20g/L以下时,将混合液排入到酸性蚀刻生产装置5中,用于生产新的酸性蚀刻液。此外,阴极反应生成的氢气可储存用于氨合成、盐酸合成等工艺。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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