一种酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置

本技术属于资源回收，更具体地，涉及一种酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置。

背景技术：

1、酸性氯化铜蚀刻液来源于线路板制造流程当中的蚀刻工序，产生于酸性蚀刻线的蚀刻槽，酸性蚀刻是以酸性蚀刻液将铜箔基板上未覆盖干膜的铜面全部溶解，留下来被干膜保护的铜线路，化学方程式如下：

2、cucl2+cu→2cucl

3、2cucl+naclo+2hcl→2cucl2+h2o+nacl

4、酸性蚀刻液中的主要成分为盐酸(hcl)、氯化钠(nacl)、氯化铜(cucl2)及次氯酸(hclo)。其主要可回收成分浓度分布如下：cucl2：15％～25％，nacl：5％～15％。随着越来越多的铜膜被蚀刻，蚀刻液内的cu2+越来越少，cu+越来越多，于是蚀刻液的蚀刻能力下降，当蚀刻液的蚀刻能力下降到一定程度，需要将蚀刻液排出更换新的蚀刻液。传统处理方式为将排出的蚀刻液流向废水处理厂，由于需要较长管道运输酸性、强氧化性蚀刻废液，导致其委外处置成本高昂。

5、cn111717930a公开了一种基于含铜蚀刻废液生产碱式碳酸铜的方法，该方法是将含铜酸性蚀刻液与碱性蚀刻液经过各自的前处理除杂后混合，进行酸碱中和反应产生碱式碳酸铜沉淀，再对沉淀的碱铜进行离心固液分离和清洗，形成工业化碱铜产品。cn113373479a公开了一种酸性蚀刻液体处理酸液及回收铜的工艺，cn112939055a公开一种利用废酸性蚀刻液生产氯化铜的方法，均公开了酸碱中和后采用电解法电解回收铜的工艺。但以上处理方法在运行时需投入大量碱液，极大消耗了再生运行成本，针对此问题，cn113460965a提出了一种热析法处理酸性氯化铜蚀刻废液全回收的方法，采用分步降温冷凝法析出氯化钠及氯化铜晶体，但该装置未考虑不同厂家蚀刻废液成分差距较大，且氯化钠及氯化铜在浓缩蚀刻废液中浓度与其饱和浓度差异较小，在实际应用过程中极易导致生产的工业氯化铜及氯化钠纯度较低，难以满足商业化需求。但在蚀刻过程中，氯化铜及盐酸是酸性蚀刻液必须成分之一，若能实现产物在厂内自循环，一方面可降低蚀刻废液(危废)委外处置费用，另一方面可大大提升氯化铜资源化再利用，降低蚀刻药剂运行成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，旨在解决现有的蚀刻液处理装置运行成本高、易造成环境污染的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其包括加药单元、排盐排渣单元、循环再生单元和在线监测单元，其中：所述加药单元用于与蚀刻池的入口连接，以向蚀刻池中添加蚀刻液；所述排盐排渣单元用于与蚀刻池的出口连接，以接收蚀刻废液并进行排盐排渣处理，进而获得预处理蚀刻废液；所述循环再生单元的入口与排盐排渣单元的出口连接，其出口与加药单元连接，用于接收所述预处理蚀刻废液并进行循环再生处理以获得盐酸、氯化钠和复合再生液，并将所述复合再生液与盐酸混合送回加药单元以实现循环再生；所述在线监测单元分别与蚀刻池、排盐排渣单元和加药单元连接，用于监测所述蚀刻池中蚀刻液的离子浓度、ph和orp值并根据其控制加药单元和排盐排渣单元。

3、作为进一步优选地，所述加药单元包括再生液模块和新液模块，所述再生液模块的内部设置有复合再生液，用于将复合再生液送入蚀刻池实现循环再生；所述新液模块的内部设置有次氯酸钠、氯化铜和盐酸，用于向蚀刻池补充新液。

4、作为进一步优选地，所述加药单元还包括稀释模块，所述稀释模块与蚀刻池连接，用于向蚀刻池加水进行稀释。

5、作为进一步优选地，所述排盐排渣单元包括排盐排渣离心泵，所述排盐排渣离心泵安装在蚀刻池的底部。

6、作为进一步优选地，所述循环再生单元包括氧化模块、蒸发模块和分离模块，其中：所述氧化模块与排盐排渣单元的出口连接，用于添加次氯酸钠以对所述蚀刻废液进行氧化；所述蒸发模块的入口与氧化模块连接，其出口与分离模块连接，用于对氧化后的蚀刻废液进行蒸发浓缩并送入分离模块；所述分离模块用于对蒸发后的蚀刻废液进行气固液分离，以获得盐酸、氯化钠和复合再生液。

7、作为进一步优选地，所述蒸发模块采用两级mvr蒸发器。

8、作为进一步优选地，所述在线监测单元包括成分监测模块和控制模块，所述成分监测模块与蚀刻池连接，用于监测所述蚀刻液中各个离子的浓度、ph和orp值；所述控制模块与加药单元和排盐排渣单元连接，用于根据监测结果控制其工作。

9、作为进一步优选地，所述成分监测模块包括总铜离子监测组件、钠离子监测组件、氯离子监测组件、亚铜离子监测组件、ph监测组件和orp监测组件。

10、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

11、1.本实用新型提供的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置直接与蚀刻池连接，能够实现蚀刻废液的厂内处置，有效降低了蚀刻废液委外处置的费用，同时该装置通过设置循环再生单元并将其与加药单元连接，将回收的复合再生液直接用于蚀刻液，能够实现氯化铜、氯化钠的重复利用，无需对混盐溶液进行分离，操作难度大大降低，并且多余的氯化钠还能制成工业盐出售，有效降低了运行成本，具有环境友好、成本低廉的优势；

12、2.同时，本实用新型通过对循环再生单元的结构进行优化，能够实现蚀刻废液的高效回收利用，分离出盐酸、氯化钠和复合再生液，并且不需要对盐溶液进行分离，有效降低了运行成本，提高了工作效率；

13、3.此外，本实用新型的蒸发模块采用两级mvr蒸发器，能够实现热量的内循环，既实现了氯化铜溶液的节能蒸发，又避免了腐蚀性蒸汽对蒸发器的腐蚀。

技术特征：

1.一种酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，该酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置包括加药单元、排盐排渣单元、循环再生单元和在线监测单元，其中：所述加药单元用于与蚀刻池的入口连接，以向蚀刻池中添加蚀刻液；所述排盐排渣单元用于与蚀刻池的出口连接，以接收蚀刻废液并进行排盐排渣处理，进而获得预处理蚀刻废液；所述循环再生单元的入口与排盐排渣单元的出口连接，其出口与加药单元连接，用于接收所述预处理蚀刻废液并进行循环再生处理以获得盐酸、氯化钠和复合再生液，并将所述复合再生液与盐酸混合送回加药单元以实现循环再生；所述在线监测单元分别与蚀刻池、排盐排渣单元和加药单元连接，用于监测所述蚀刻池中蚀刻液的离子浓度、ph和orp值并根据其控制加药单元和排盐排渣单元。

2.如权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述加药单元包括再生液模块和新液模块，所述再生液模块的内部设置有复合再生液，用于将复合再生液送入蚀刻池实现循环再生；所述新液模块的内部设置有次氯酸钠、氯化铜和盐酸，用于向蚀刻池补充新液。

3.如权利要求2所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述加药单元还包括稀释模块，所述稀释模块与蚀刻池连接，用于向蚀刻池加水进行稀释。

4.如权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述排盐排渣单元包括排盐排渣离心泵，所述排盐排渣离心泵安装在蚀刻池的底部。

5.如权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述循环再生单元包括氧化模块、蒸发模块和分离模块，其中：所述氧化模块与排盐排渣单元的出口连接，用于添加次氯酸钠以对所述蚀刻废液进行氧化；所述蒸发模块的入口与氧化模块连接，其出口与分离模块连接，用于对氧化后的蚀刻废液进行蒸发浓缩并送入分离模块；所述分离模块用于对蒸发后的蚀刻废液进行气固液分离，以获得盐酸、氯化钠和复合再生液。

6.如权利要求5所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述蒸发模块采用两级mvr蒸发器。

7.如权利要求1所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述在线监测单元包括成分监测模块和控制模块，所述成分监测模块与蚀刻池连接，用于监测所述蚀刻液中各个离子的浓度、ph和orp值；所述控制模块与加药单元和排盐排渣单元连接，用于根据监测结果控制其工作。

8.如权利要求7所述的酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，其特征在于，所述成分监测模块包括总铜离子监测组件、钠离子监测组件、氯离子监测组件、亚铜离子监测组件、ph监测组件和orp监测组件。

技术总结
本技术提供了一种酸性氯化铜蚀刻液在线循环再生装置，属于资源回收技术领域，其包括加药单元、排盐排渣单元、循环再生单元和在线监测单元，其中：加药单元用于与蚀刻池的入口连接；排盐排渣单元用于与蚀刻池的出口连接；循环再生单元的入口与排盐排渣单元的出口连接，其出口与加药单元连接；在线监测单元分别与蚀刻池、排盐排渣单元和加药单元连接，用于监测蚀刻池中蚀刻液的离子浓度、pH和ORP值并根据其控制加药单元和排盐排渣单元。本技术提供能够实现蚀刻废液的厂内处置，有效降低了蚀刻废液委外处置的费用，同时能够实现氯化铜、氯化钠的重复利用，无需对混盐溶液进行分离，操作难度大大降低，具有环境友好、成本低廉的优势。

技术研发人员：罗光前,方灿,邹仁杰,赵天宇,张浩宇,邱文聪,孙春辉,陈凌轩,吴小龙,李明达,李显,姚洪
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：20230322
技术公布日：2024/1/13