一种碱性蚀刻液电解循环再生系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及蚀刻液再生技术领域，更具体地说，它涉及一种碱性蚀刻液电解循环再生系统。
【背景技术】
[0002]印制电路板(PCB)加工的典型工艺采用〃图形电镀法〃。即先在板子外层需保留的铜箔部分上(是电路的图形部分)预镀一层铅锡抗蚀层，然后用化学方式将其余的铜箔腐蚀掉，称为蚀刻。
[0003]在蚀刻过程中，板面上的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应如下:
[0004]Cu (NH3) /.+Cu 一 2Cu (NH3) 2+
[0005]所生成的[Cu (NH3)2]+为Cu+的络离子，不具有蚀刻能力。在有过量NH3和(SO42+)的情况下，能很快地被空气中的O2所氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其再生反应如下:
[0006]2Cu (NH3) 2++2 (NH4) ++2NH3+0.502 一 2Cu (NH3) /++H2O
[0007]从上述反应可看出，每蚀刻I克分子铜需要消耗2克分子氨和2克分子氯化铵。因此，在蚀刻过程中，随着铜的溶解，要不断补加氨水和氯化铵，因而蚀刻槽母液会不断增加。由于所生成的[Cu(NH3)2]+为Cu+的络离子，不具有蚀刻能力，所以必须排除部分母液，增加新的子液(子液不含铜离子)来满足蚀刻要求。
[0008]蚀刻液再生多应用于线路板生产企业中，相对于线路板生产企业生产工艺中，蚀刻工序可分为:碱性蚀刻、酸性蚀刻及微蚀三种。
[0009]其中，碱性蚀刻原理:在线路板的蚀刻过程中，蚀刻液中的铜离子浓度会逐渐升高而降低蚀刻效果，要使蚀刻液达到最佳的蚀刻效果，就必须将蚀刻液中的铜离子(Cu2+)、硫酸根离子(S042_)和PH值保持在一个合理稳定的范围内，要持续蚀刻液中上述各种成份的最佳浓度，就需不断添加子液来取代已失去蚀刻能力的『废蚀刻液』即“母液”。而该系统则可将原本需要排放的母液即『废蚀刻液』再生成为新子液即『再生蚀刻液』，该系统现在主要采用的工艺是电解硫酸铜，主要流程是先用萃取剂萃取母液中的铜离子，富铜油相再用低浓度的硫酸铜溶液(即电解液)反萃，得到高浓度的硫酸铜溶液(即新电解液)，然后电解出铜离子。而被反萃后的蚀刻液则需添加极少量的补充剂，变成子液循环使用。同时还回收氨洗水，将氨洗水再生后循环利用。
[0010]目前，申请号为CN201220013823.4的中国专利公开了一种碱性蚀刻液再生及铜回收系统，该系统包括萃取系统、电解系统、动力系统和控制系统4个子系统，萃取系统和电解系统通过连接管路相连，所述的连接管路中包括循环泵、管道电动阀门以及中转槽；所述动力系统与各循环泵和管道电动阀门电连接；所述控制系统与动力系统连接。是一种能将废蚀刻液完全循环再生、可获得高经济价值的电解铜产品、无任何废水废气产生的碱性蚀刻液再生及铜回收系统。
[0011]但是，这种碱性蚀刻液再生及铜回收系统，其使用萃取剂萃取过程中得到的铜离子浓度具有一定极限值(萃取剂中铜离子浓度难以再提高)，因此在后续的反萃过程中需要大量的时间进行反萃，因此如何进一步提高萃取剂中铜离子浓度，以及降低反萃过程中所需的时间仍旧是一个待解决的问题。
【实用新型内容】
[0012]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种碱性蚀刻液电解循环再生系统，可进一步提高萃取剂中铜离子浓度，降低反萃过程中所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生系统的工作效率。
[0013]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:一种碱性蚀刻液电解循环再生系统，包括动力及控制系统、电解系统、萃取系统、反萃系统、分配系统和储料装置，所述萃取系统内包括用于提高萃取剂内铜离子浓度的反渗透装置；动力及控制系统，与电解系统、萃取系统、反萃系统、分配系统相连接，用于控制各系统运行；萃取系统，包括依次连接的萃取缸和反渗透装置，通过萃取剂对废蚀刻液内的铜离子进行萃取；反萃系统，用于将萃取剂中铜离子制备高浓度的铜离子电解液；电解系统，与反萃系统管道连接，用于电解铜离子电解液，制备铜；分配系统，通过管道与反萃系统、萃取系统和储料装置相连接，将各个系统内产生的液体进行分配输送；储料装置，与萃取系统和分配系统管道连接，用于存储蚀刻液再生过程中产生的各类液体。
[0014]通过采用上述技术方案，利用“萃取一反萃一电沉积铜”工艺，与蚀刻机相互连接后，自动循环运作，进行蚀刻液和氨洗水的回收及再生工作，蚀刻效果稳定，全封闭式系统，无废水、废气及废物排放，可使蚀刻工序成为清洁生产工序。其中，萃取系统中的反渗透装置用于进一步增加萃取剂中铜离子浓度，降低反萃过程所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生系统的工作效率。
[0015]本实用新型进一步设置为:所述萃取缸包括第一萃取缸和第二萃取缸，第一萃取缸、第二萃取缸和反渗透装置串联，第二萃取缸连接第一萃取缸和反渗透装置，反渗透装置连接分配系统。
[0016]通过采用上述技术方案，第一萃取缸用于初步萃取，第二萃取缸用于进一步对母液进行萃取，提高萃取率，增加萃取剂中铜离子的含量。
[0017]本实用新型进一步设置为:所述反萃系统包括多个并联的反萃缸。
[0018]通过采用上述技术方案，多个并联的反萃缸同时工作，降低反萃过程中所需的时间，降低反萃过程所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生系统的工作效率。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生系统实施例的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生系统实施例的具体结构连接示意图；
[0021]图3为本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生系统实施例的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0022]参照图1至图3对本实用新型碱性蚀刻液电解循环再生系统实施例做进一步说明。
[0023]图2为本实施例的具体结构连接示意图，一种碱性蚀刻液电解循环再生系统，该系统包括萃取系统、反萃系统、分配系统、电解系统、动力及控制系统。
[0024]动力及控制系统，与电解系统、萃取系统、反萃系统、分配系统相连接，用于控制各系统运行；其中，各个系统通过管道相连接，管道中包括循环泵、管道电动阀门以及中转槽；动力及控制系统与各循环泵和管道电动阀门电连接，用于控制阀门的启闭以及管道内液体的流动。
[0025]萃取系统，包括氨洗水萃取缸和依次串联的第一萃取缸、第二萃取缸、反渗透装置，第一萃取缸用于初步萃取，第二萃取缸用于进一步对第一步萃取后母液进行萃取，提高萃取率，增加萃取剂中铜离子的含量。之后通过反渗透装置对二次萃取的萃取剂进行反渗透，将其中的萃取剂排出，从而进一步提高铜离子浓度，使铜离子浓度突破萃取剂的极限值。氨洗水萃取缸与分配系统相连接。
[0026]其中，反渗透装置采用500L/H—级反渗透处理设备，反渗透装置包括反渗透膜，反渗透膜对铜离子、硫酸根离子具有阻挡作用，防止其通过反渗透膜，而萃取液和水可通过反渗透膜，在反渗透装置加压时，萃取液和水通过反渗透膜，而各种离子无法通过，使得萃取液中离子(主要目的是收集铜离子)含量提高，对萃取液中铜离子进行提纯，反渗透得到的萃取液中的铜离子浓度更高。
[0027]反萃系统，用于将萃取剂中铜离子制备高浓度的硫酸铜电解液；包括2个并联的反萃缸(可以称作二级混合双程反萃缸)，多个并联的反萃缸同时工作，降低反萃过程中所需的时间，降低反萃过程所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生系统的工作效率。反萃得到的硫酸铜溶液，输送至电解系统中的Ac缸。
[0028]电解系统，包括Ac缸和电解槽，Ac缸用于收集反萃缸内的高浓度硫酸铜溶液，电解槽用于电解硫酸铜电解液，制备铜(此电解工艺简称电积，位于图3中)。电积后的硫酸铜溶液铜离子浓度降低，输送至反萃缸内，用于反萃制备高浓度硫酸铜溶液，以此达到一个循环。
[0029]分配系统，通过管道与反萃系统、萃取系统和储料装置相连接，将各个系统内产生的液体进行分配输送；包括吸铜剂循环缸以及用于存储各类液体的用后液槽、用后水槽、再生水槽、再生液槽。其中吸铜剂循环缸与反渗透装置、反萃缸相连接，用于存储反渗透得到的高浓度铜离子萃取剂，并将萃取剂输送至反萃缸内，实现萃取剂的收集和反萃工艺中铜呙子的输送。
[0030]储料装置，与萃取系统和分配系统管道连接，用于存储蚀刻液再生过程中产生的各类液体。
[0031]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种碱性蚀刻液电解循环再生系统，包括动力及控制系统、电解系统、萃取系统、反萃系统、分配系统和储料装置，其特征是:所述萃取系统内包括用于提高萃取剂内铜离子浓度的反渗透装置； 动力及控制系统，与电解系统、萃取系统、反萃系统、分配系统相连接，用于控制各系统运行； 萃取系统，包括依次连接的萃取缸和反渗透装置，通过萃取剂对废蚀刻液内的铜离子进行萃取； 反萃系统，用于将萃取剂中铜离子制备高浓度的铜离子电解液； 电解系统，与反萃系统管道连接，用于电解铜离子电解液，制备铜； 分配系统，通过管道与反萃系统、萃取系统和储料装置相连接，将各个系统内产生的液体进行临时储存以及分配输送； 储料装置，与蚀刻机、萃取系统和分配系统管道连接，用于存储蚀刻液及再生蚀刻液。2.根据权利要求1所述的碱性蚀刻液电解循环再生系统，其特征是:所述萃取缸包括第一萃取缸和第二萃取缸，第一萃取缸、第二萃取缸和反渗透装置串联，第二萃取缸连接第一萃取缸和反渗透装置，反渗透装置连接分配系统。3.根据权利要求1或2所述的碱性蚀刻液电解循环再生系统，其特征是:所述反萃系统包括多个并联的反萃缸。
【专利摘要】本实用新型公开了一种碱性蚀刻液电解循环再生系统,包括动力及控制系统、电解系统、萃取系统、反萃系统、分配系统和储料装置,所述萃取系统内包括用于提高萃取剂内铜离子浓度的反渗透装置。萃取后的萃取剂可通过反渗透装置，进一步提高萃取剂中铜离子浓度，是萃取剂中铜离子浓度能够超过萃取剂的溶解极限，降低反萃过程中所需的时间，提高碱性蚀刻液电解循环再生系统的工作效率。
【IPC分类】C23F1/46
【公开号】CN204625787
【申请号】CN201520197326
【发明人】李新海
【申请人】昆山捷斯安环保科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月2日