一种碱性蚀刻液再生及其铜回收系统的制作方法

本发明涉及蚀刻液处理领域，尤其涉及一种碱性蚀刻液再生及其铜回收系统。

背景技术：

线路板制造流程中的蚀刻工序,是线路板制造的一道重要工序,此工序过程中产生的废液是一种高含铜量的废液(含铜110-160克/升)。对此蚀刻废液，最传统的做法是由当地有资质的回收公司把废液拉走，然后使用化学方法(中和法或置换法)回收废液内的铜做成海绵铜或硫酸铜。这些方法工艺落后，铜回收不彻底，处理的经济效益不明显，提完铜后的废液直接外排，造成“二次污染”，对当地水体生态系统造成较大破坏。

因此，市面上出现了众多的蚀刻液铜回收系统，采用电解的方式获得阴极铜板，虽然对铜回收有了进一步的成效，但依然存在以下几点不足：

(1)阴极铜板表面易被氧化，发黑，纯度低；

(2)阴极板上四周都会长铜，且铜分布不均匀，四周被很厚的铜包裹，而中间薄，厚度不一致，阴极板上铜的有效面积小，导致后续很难将铜拆下来；

(3)在电解的过程中，挥发出的有害气体溢出，对人体有害；

(4)需要人工搬运输送阴极铜板，消耗很多的人力，且效率低。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的在于提供一种碱性蚀刻液再生及其铜回收系统，可实现碱性蚀刻液的循环再生、及铜的高效回收，获得的阴极铜板纯度高、无氧化、且光亮，阴极板上铜的有效面积大，铜分布均匀，厚度一致，便于后续将铜拆下来。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种碱性蚀刻液再生及其铜回收系统，包括一机台与一控制器，在该机台上形成有一电解装置与一铜回收处理装置，且该电解装置分别连通至一废液槽与一再生液调节槽，其特征在于，所述铜回收处理装置包括设置于电解装置一侧边上的一酸洗中和槽、设置于酸洗中和槽侧边上的至少一水洗槽、及设置于水洗槽侧边上的一抗氧化槽。

作为本发明的进一步改进，在所述抗氧化槽的两内侧边上部分别横置有一风刀，该风刀内部形成有连通至外置鼓风机的一风腔，在该风刀侧边上开设有连通至风腔的若干条形出风口，且该条形出风口的开口方向倾斜向下。

作为本发明的进一步改进，在所述抗氧化槽内加入有抗氧化剂溶液，在所述酸洗中和槽中加入有酸性溶液，在所述水洗槽中加入有清水，且该水洗槽的数量为两个。

作为本发明的进一步改进，所述电解装置包括形成于机台上的若干电解槽、设置于电解槽中的一阳极板、及设置于电解槽中且分别位于阳极板两侧的一阴极板，其中，在该电解槽两端内侧分别形成有供阴极板端部由上至下插入的两个纵向条形插槽，且该两个纵向条形插槽分布于电解槽端部的两侧边上，该阴极板两端插入纵向条形插槽中之后，该阴极板外侧面与电解槽内壁相靠近。

作为本发明的进一步改进，在所述电解装置四周围设有一围壁，在该围壁相对的两侧边上分别形成有与电解槽一一对应的若干卡槽组，该卡槽组包括供阳极板端部卡入的一中卡槽、及分别位于中卡槽两侧且供阴极板端部卡入的一侧卡槽。

作为本发明的进一步改进，在所述电解槽内底部开设有与外部抽风机相连通的若干抽气孔，且在该电解槽内底部设置有与外部鼓风机相连通的一进气管，在该进气管上开设有若干进气孔；同时，在所述围壁上凹设有若干内密封槽，在该内密封槽内设置有内密封条，在该围壁上盖设有与内密封条相贴合的一内玻璃盖；在所述机台上且位于电解装置外围凹设有一外密封槽，在该外密封槽内设置有外密封条，在该机台上且位于电解装置外围盖设有与外密封条相贴合的一外玻璃盖。

作为本发明的进一步改进，所述电解装置与废液槽之间通过一废液进液管连接，在该废液进液管上设置有与控制器电连接的一水泵。

作为本发明的进一步改进，在所述电解装置侧边上设置有一电解液比重检测装置，该电解液比重检测装置包括一检测腔体、及悬挂于检测腔体内且电连接至控制器的一比重计，在该检测腔体内设置有一进液端隔板与一出液端隔板，该进液端隔板与出液端隔板将检测腔体内部分成一检测区、位于进液端隔板外侧的一进液区、及位于出液端隔板外侧的一出液区，该比重计位于检测区内，该进液端隔板一侧预留有将进液区与检测区相连通的一侧开口，该出液端隔板上端预留有将出液区与检测区相连通的一上开口；同时，在该进液区侧边上部与电解装置之间连接有一检测进液管，在该检测进液管上设置有与控制器电连接的一电动阀门；在该出液区侧边下部设置有一出液管。

作为本发明的进一步改进，在所述机台上滑动架设有一铜板输送装置，该铜板输送装置包括架设于机台上的一支架、设置于支架上端的一转动电机、贯穿转动电机的一电机转轴、连接于电机转轴两端之间的一铜板升降带动组件、及连接于铜板升降带动组件下端的若干铜板挂钩，其中，该铜板升降带动组件包括套设于电机转轴左端的一左套轴、缠绕于左套轴外围的一左拉伸皮带、套设于电机转轴右端的一右套轴、缠绕于右套轴外围的一右拉伸皮带、及连接于左拉伸皮带端部与右拉伸皮带端部之间的一升降带动杆，该铜板挂钩连接于升降带动杆上；该支架主要由一上支板、连接于上支板左端下部的一左纵向支板、及连接于上支板右端下部的一右纵向支板组成，该转动电机、电机转轴、左套轴与右套轴分别设置于上支板上，该左拉伸皮带与右拉伸皮带穿过上支板朝左纵向支板与右纵向支板之间垂直向下延伸；在该左纵向支板与右纵向支板内侧边分别设置有一纵向滑轨，在所述升降带动杆两端分别设置有滑动于纵向滑轨上的一升降滑轮；在该机台上端相对的两侧上分别设置有一平移滑轨，该左纵向支板与右纵向支板下端分别通过若干平移滑轮滑动于平移滑轨上；在该左纵向支板或右纵向支板侧边上设置有电连接于转动电机并控制转动电机正反转的若干按钮。

作为本发明的进一步改进，所述废液槽与再生液调节槽之间通过一隔板隔开，且在该隔板侧边上设置有位于再生液调节槽中的一液位计；同时，在该废液槽与再生液调节槽内分别设置有一冷却盘管。

本发明的有益效果为：

(1)通过增设抗氧化槽，对电解后形成的阴极铜板进行抗氧化处理，使得在阴极铜板表面附着抗氧化层，有效防止阴极铜板氧化发黑，由此，获得高纯度、无氧化、光亮的阴极铜板；同时，在抗氧化槽的开口处增设风刀，可吹出高速风，将阴极铜板表面吹干，有效防止阴极铜板表面被氧化，提高抗氧化性能，从而进一步提高阴极铜板的纯度与光亮度；

(2)通过在电解槽上增设供阴极板端部卡入的纵向条形插槽，则在阴极板端部表面与纵向条形插槽内壁之间、及阴极板外侧面与电解槽内壁之间几乎无铜离子存在，由此，在阴极板端部表面(靠边上)、及阴极板外侧面上长铜很少，甚至不长铜，而仅仅在阴极板内侧表面上(除了端部表面)附上了一层铜，且铜分布均匀，厚度一致，阴极板上铜的有效面积大，便于后续将铜拆下来，有效杜绝了阴极板上铜层四周厚、中间薄现象的发生；

(3)通过在电解槽上增设由抽气孔、带进气孔的进气管等结构相结合，形成空气循环通道，可快速有效的将电解槽内产生的有害气体抽出，并将外部新鲜的空气带入电解槽内，由此，当操作员接近打开状态的电解装置时，不会受到有害气体的污染；同时，在电解的过程中，由内玻璃盖、内密封条、外玻璃盖与外密封条相结合，对整个电解装置进行双重密封，防止电解过程中产生的有害气体溢出外部，对人体产生危害，从而提高生产的安全性；

(4)通过增设半自动化铜板输送装置，用以代替人工搬运输送，实现对阴极铜板进行机械搬运输送过程，节省人力，使得原来需要3个专门人力看机，减少到只需1个人即可，提高工作效率的目的；

(5)通过为电解装置增设电解液比重检测装置，对电解槽内的电解液药水比重进行检测，以获知电解液药水中铜离子的含量，当出现铜离子含量过低，可及时控制加入蚀刻废液，使得电解液药水中铜离子的含量符合要求，保证电解过程的正常进行；而且，每隔开一两个小时只添加几分钟，比传统的流量控制添加方式更精确，大幅度节省电力，降低成本；

(6)可实现蚀刻废液完全循环再生，并获得高经济价值的电解铜产品。整个生产过程为闭路循环，基本无废水废气产生，对pcb行业实现清洁生产和循环经济具有里程碑的意义。

上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中抗氧化槽的结构示意图；

图3为本发明中风刀的外部结构示意图；

图4为本发明中电解装置的部分结构示意图；

图5为本发明中电解液比重检测装置的结构示意图；

图6为本发明中铜板输送装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式详细说明。

请参照图1，本发明实施例提供一种碱性蚀刻液再生及其铜回收系统，包括一机台1与一控制器，在该机台1上形成有一电解装置2与一铜回收处理装置3，且该电解装置2分别连通至一废液槽4与一再生液调节槽5，所述铜回收处理装置3包括设置于电解装置2一侧边上的一酸洗中和槽31、设置于酸洗中和槽31侧边上的至少一水洗槽32、及设置于水洗槽32侧边上的一抗氧化槽33。具体的，本实施例在所述抗氧化槽33内加入有抗氧化剂溶液，在所述酸洗中和槽31中加入有酸性溶液，例如，弱硫酸溶液，在所述水洗槽32中加入有清水，且该水洗槽32的数量为两个，即进行两次水洗工序。

本实施例由电解装置2对废液槽4中的碱性蚀刻液(蚀刻工序产生)进行直接电解，获得阴极铜板。同时，由铜回收处理装置3对阴极铜板进行后续处理，先将阴极铜板放入到酸洗中和槽31中，将阴极铜板表面残留的碱性溶液中和掉；然后，将阴极铜板放入到水洗槽32中，对阴极铜板表面进行水洗；最后，将阴极铜板放入到抗氧化槽33中，对阴极铜板表面进行抗氧化处理，使得在阴极铜板表面附着抗氧化层，有效防止阴极铜板氧化发黑(无氧化铜生成)，由此，获得高纯度、无氧化、光亮的阴极铜板。

为了进一步提高阴极铜板的抗氧化性能，如图2与图3所示，本实施例在所述抗氧化槽33的两内侧边上部分别横置有一风刀331，该风刀331内部形成有连通至外置鼓风机的一风腔，在该风刀331侧边上开设有连通至风腔的若干条形出风口3311，且该条形出风口3311的开口方向倾斜向下，优先的，该条形出风口3311的开口方向向下倾斜30°。当阴极铜板放入抗氧化槽33中后，由鼓风机向风刀331的风腔内鼓风，则由数个条形出风口3311吹出高速风，将阴极铜板表面吹干，有效防止阴极铜板表面被氧化，提高抗氧化性能，从而提高阴极铜板的纯度与光亮度。

在本实施例中，如图1与图4所示，所述电解装置2包括形成于机台1上的若干电解槽21、设置于电解槽21中的一阳极板22、及设置于电解槽21中且分别位于阳极板22两侧的一阴极板23，电解时，铜形成于阴极板23表面上，形成阴极铜板。

为了能在阴极板23单侧表面上形成均匀分布且厚度一致的铜，以便于后续的剥离，本实施例在该电解槽21两端内侧分别形成有供阴极板23端部由上至下插入的两个纵向条形插槽211，且该两个纵向条形插槽211分布于电解槽21端部的两侧边上，该阴极板23两端插入纵向条形插槽211中之后，该阴极板23外侧面与电解槽21内壁相靠近，且接近于贴合，优选的，阴极板23外侧面与电解槽21内壁接触贴紧时为最佳的状态，则此时阴极板23外侧面与电解槽21内壁之间无缝隙。由于阴极板23端部插入到了纵向条形插槽211中，则阴极板23端部表面与纵向条形插槽211内壁之间几乎没有缝隙，同时，阴极板23外侧面与电解槽21内壁之间也几乎没有缝隙，因此，在阴极板23端部表面与纵向条形插槽211内壁之间、及阴极板23外侧面与电解槽21内壁之间电解液药水很少，几乎没有，即在这两个位置处电解液交换量很少，甚至没有，即在这两个位置处无铜离子的存在。由此，在阴极板23端部表面(靠边上)、及阴极板23外侧面上长铜很少，甚至不长铜，而仅仅在阴极板23内侧表面上(除了端部表面)附上了一层铜，且铜分布均匀，厚度一致，阴极板上铜的有效面积大，便于后续将铜拆下来，有效杜绝了阴极板23上铜层四周厚、中间薄现象的发生。

同时，为了便于阳极板22与阴极板23的放入与取出，如图4所示，本实施例在所述电解装置2四周围设有一围壁24，在该围壁24相对的两侧边上分别形成有与电解槽21一一对应的若干卡槽组241，该卡槽组241包括供阳极板22端部卡入的一中卡槽2411、及分别位于中卡槽2411两侧且供阴极板23端部卡入的一侧卡槽2412。

作为本实施例的进一步改进，为了防止电解液药水发出有害气体(例如氨气)对人体造成伤害，如图4所示，本实施例在所述电解槽21内底部开设有与外部抽风机相连通的若干抽气孔212，且在该电解槽21内底部设置有与外部鼓风机相连通的一进气管213，在该进气管213上开设有若干进气孔2131。在电解完成后，将电解槽21内的电解液药水抽走后，采用外部抽风机通过抽气孔212将电解槽21内的有害气体抽出，同时，由外部鼓风机通过进气管213上的数个进气孔2131将外部新鲜的空气带入电解槽21内，由此，当操作员接近打开状态的电解装置2时，不会受到有害气体的污染。

同时，在所述围壁24上凹设有若干内密封槽242，在该内密封槽242内设置有内密封条，在该围壁24上盖设有与内密封条相贴合的一内玻璃盖；在所述机台1上且位于电解装置2外围凹设有一外密封槽11，在该外密封槽11内设置有外密封条，在该机台1上且位于电解装置2外围盖设有与外密封条相贴合的一外玻璃盖。在电解的过程中，由内玻璃盖、内密封条、外玻璃盖与外密封条相结合，对整个电解装置2进行双重密封，防止电解过程中产生的有害气体溢出外部，对人体产生危害，从而提高生产的安全性。

在本实施例中，所述电解装置2与废液槽4之间通过一废液进液管连接，在该废液进液管上设置有与控制器电连接的一水泵。

作为本实施例的进一步改进，为了保证电解液药水中铜离子含量符合要求，本实施例在所述电解装置2侧边上设置有一电解液比重检测装置6，如图5所示，为了便于显示出内部的结构特征，图5为将前侧板拆下后的视图，具体的，该电解液比重检测装置6包括一检测腔体61、及悬挂于检测腔体61内且电连接至控制器的一比重计62，在该检测腔体61内设置有一进液端隔板63与一出液端隔板64，该进液端隔板63与出液端隔板64将检测腔体61内部分成一检测区65、位于进液端隔板63外侧的一进液区66、及位于出液端隔板64外侧的一出液区67，该比重计62位于检测区65内，该进液端隔板63一侧预留有将进液区66与检测区65相连通的一侧开口631，该出液端隔板64上端预留有将出液区67与检测区65相连通的一上开口641；同时，在该进液区66侧边上部与电解装置2之间连接有一检测进液管68，在该检测进液管68上设置有与控制器电连接的一电动阀门；在该出液区67侧边下部设置有一出液管69。

通常情况下，电解液药水中铜离子含量为25-35g/l时，符合要求。由于蚀刻废液中铜离子的含量为110-160g/l，因此，在电解液药水中铜离子含量低于25-35g/l时，可以通过加入蚀刻废液的方式，将电解液药水中铜离子含量调节至符合范围。具体检测时，电解装置2中的电解液药水通过检测进液管68进入进液区66，同时，通过侧开口631进入到检测区65，由比重计62对检测区65内电解液药水的比重进行检测，而电解液药水中含有一定量的铜离子，当检测到电解液药水的比重在预定的范围内时，说明铜离子含量在预定的范围内，则说明电解液药水中铜离子含量在25-35g/l范围内，符合要求；而当检测到电解液药水的比重低于该范围内时，说明铜离子含量低于规定范围，则说明电解液药水中铜离子含量低于25-35g/l范围，则由控制器控制水泵将废液槽4中的蚀刻废液加入到电解装置2中，直到比重计62检测到电解液药水中铜离子含量符合要求，才停止加入蚀刻废液。同时，当检测区65内的电解液药水的液位达到上开口641时，电解液药水由上开口641进入到出液区67，并由出液管69排出。

作为本实施例的进一步改进，本实施例在所述机台1上滑动架设有一铜板输送装置7，用以代替人工对生成的铜板进行搬运输送，达到减少人力，提高工作效率的目的。具体的，如图6所示，该铜板输送装置7包括架设于机台1上的一支架71、设置于支架71上端的一转动电机72、贯穿转动电机72的一电机转轴73、连接于电机转轴73两端之间的一铜板升降带动组件74、及连接于铜板升降带动组件74下端的若干铜板挂钩75，其中，该铜板升降带动组件74包括套设于电机转轴72左端的一左套轴741、缠绕于左套轴741外围的一左拉伸皮带742、套设于电机转轴73右端的一右套轴743、缠绕于右套轴743外围的一右拉伸皮带744、及连接于左拉伸皮带742端部与右拉伸皮带744端部之间的一升降带动杆745，该铜板挂钩75连接于升降带动杆745上。该支架71主要由一上支板711、连接于上支板711左端下部的一左纵向支板712、及连接于上支板711右端下部的一右纵向支板713组成，该转动电机72、电机转轴73、左套轴741与右套轴743分别设置于上支板711上，该左拉伸皮带742与右拉伸皮带744穿过上支板711朝左纵向支板712与右纵向支板713之间垂直向下延伸；在该左纵向支板712与右纵向支板713内侧边分别设置有一纵向滑轨7121，在所述升降带动杆745两端分别设置有滑动于纵向滑轨7121上的一升降滑轮7451；在该机台1上端相对的两侧上分别设置有一平移滑轨12，该左纵向支板712与右纵向支板713下端分别通过若干平移滑轮7132滑动于平移滑轨12上；在该左纵向支板712或右纵向支板713侧边上设置有电连接于转动电机72并控制转动电机72正反转的若干按钮714。

当需要将阴极铜板从一个槽移动到另一个槽时，例如从酸洗中和槽31移动到水洗槽32，具体操作为：将整体铜板输送装置7推动到酸洗中和槽31上方，按下按钮714，启动转动电机72正转，则带动电机转轴73正转，则左拉伸皮带742从左套轴741上逐渐脱离，右拉伸皮带744从右套轴743上逐渐脱离，并在升降带动杆745的重力作用下，升降带动杆745带着铜板挂钩75下移，左拉伸皮带742与右拉伸皮带744向下同步拉长；当铜板挂钩75下降到勾住阴极铜板时，再次按住按钮714，使转动电机72反转，则带动电机转轴73反转，则带动左拉伸皮带742与右拉伸皮带744上移并缠绕于左套轴741与右套轴743上，左拉伸皮带742与右拉伸皮带744逐渐上移缩短，则带动升降带动杆745与铜板挂钩75上移，直到铜板挂钩75挂起的阴极铜板脱离酸洗中和槽31，则再次按下按钮714，停止转动电机72工作。然后，将整体铜板输送装置7推动到水洗槽32上方，按下按钮714，再次启动转动电机72正转，则带动电机转轴73正转，则左拉伸皮带742从左套轴741上逐渐脱离，右拉伸皮带744从右套轴743上逐渐脱离，并在升降带动杆745的重力作用下，升降带动杆745带着铜板挂钩75与阴极铜板下移，左拉伸皮带742与右拉伸皮带744向下同步拉长，当阴极铜板下降并进入到水洗槽32中之后，将铜板挂钩75脱离阴极铜板即可。

在本实施例中，电解后的电解液药水中铜离子降低，可重新经过重新调配形成再生蚀刻液，重新应用到蚀刻工序上。本实施例所述废液槽4与再生液调节槽5之间通过一隔板8隔开，且在该隔板8侧边上设置有位于再生液调节槽5中的一液位计。废液槽4连通至电解装置2，将蚀刻废液输送到电解装置2中，同时，再生液调节槽5也连通至电解装置2，电解后的电解液药水排出到再生液调节槽5中，当液位计检测到再生液调节槽5中液体达到一定水位以后，将再生液调节槽5中的液体抽走调配，以获得所需的再生蚀刻液。同时，在该废液槽4与再生液调节槽5内分别设置有一冷却盘管9，以便于将内部液体进行冷却降温，特别是再生液调节槽5中的液体，来源于电解装置2，电解装置2中进行电解产生热量，出来的液体温度较高，先降温到一定值再抽走。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征，而得到的其他结构，均在本发明的保护范围之内。