一种ITO刻蚀废液的处理设备的制作方法

文档序号:12875494阅读:347来源:国知局
本实用新型涉及废液的处理领域,具体地说涉及一种ITO刻蚀废液的处理设备。
背景技术
:液晶显示器现已成为技术密集、资金密集型的高新技术产业,透明导电玻璃则是LCD的三大主要材料之一。液晶显示器之所以能显示特定的图形,就是利用导电玻璃上的透明导电膜,经蚀刻制成特定形状的电极,上下导电玻璃制成液晶盒后,在这些电极上加适当电压信号,使具有偶概矩的液晶分子在电场作用下特定的方面排列,进而显示出与电极波长相对应的图形。在氧化物导电膜中,以掺Sn(锡)的In2O3(ITO)膜的透过率最高和导电性能最好,而且容易在酸液中蚀刻出徴细的图形,其透过率已达90%以上。在LCD生产工艺中,需要使用高温烘烤及各种酸破液的浸泡,因此产生了大量的含氧化铟锡的ITO刻蚀液废液。此类ITO刻蚀液通常为两种以上的酸混合而成,通常是硫酸、盐酸或者硝酸等,单酸含量小于7%,累计酸含量不超过20%。经过刻蚀工段后因刻蚀的铟锡,其废液中含有铟和锡离子。铟锡的含量为50ppm左右。此类废液通常采取中和处理后再经生化系统的方法无害化处理,其中的铟锡进入污泥中被浪费。目前化工行业内针对中和处理酸碱废水的设备很多,但是针对此类ITO刻蚀废液的中和处理设备较少,ITO刻蚀废液中的金属离子含量较大,酸的腐蚀性和总酸度很高,在中和处理过程中会放出大量的热,温度剧烈上升,很难控制反应过程中的温度及pH变化,存在一定危险性。技术实现要素:本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够有效地控制反应过程中的温度及pH变化的ITO刻蚀废液的处理设备。为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:一种ITO刻蚀废液的处理设备,包括液碱储罐、反应罐以及第一输送机构;所述液碱储罐与所述第一输送机构的进料口和出料口之间分别连接有第一输料管道和第二输料管道,所述反应罐与所述第一输送机构的进料口和出料口之间分别连接有第三输料管道和第四输料管道。进一步地,还包括上清液外排管道,所述上清液外排管道的一端插接在所述反应罐内、另一端与所述第一输送机构的进料口连通。进一步地,还包括达标水罐,所述达标水罐与所述第一输送机构的出料口之间连接有上清液输送管。进一步地,所述上清液输送管上安装有过滤器。进一步地,所述过滤器为袋式过滤器。进一步地,还包括沉淀外排管道,所述沉淀外排管道与所述第一输送机构的出料口连通。进一步地,还包括与第一输送机构的进料口连通的液碱进料管道。进一步地,所述第一输送机构包括两台相互并联的第一抽液泵。进一步地,还包括ITO刻蚀废液储罐以及第二输送机构,所述ITO刻蚀废液储罐与所述第二输送机构的进料口之间连接有第五输料管道,所述反应罐与所述第二输送机构的出料口之间连接有第六输料管道。进一步地,所述第二输送机构包括两台相互并联的第二抽液泵。本实用新型的有益效果为:本实用新型结构简单,一泵多用,节省资源,液碱储罐用于储存液碱,在处理ITO刻蚀废液时,第一输送机构提供输送动力,液碱储罐内的液碱依次经过第一输料管道、第一输送机构、第四输料管道进入反应罐内,加水稀释后,再向反应罐内加入ITO刻蚀废液进行中和处理,在加水、ITO刻蚀废液以及中和反应的过程中,反应罐内的相应物料可在第一输送机构的作用下,通过第三输料管道排出,再通过第四输料管道重新回到反应罐,实现相应物料在反应罐内循环,从而使物料能够充分混合反应,另外,当液碱储罐内的液碱有沉淀产生时,同样的,液碱也可通过第一输料管道排出,再通过第二输料管道重新回到液碱储罐,实现液碱在液碱储罐内循环,以对沉淀进行溶解。本实用新型能有效地处理LCD行业产生的ITO刻蚀废液,提高ITO刻蚀废液的处理能力,节约了处理成本,并将其中的有价金属离子铟、锡最大程度的收集起来(回收率>99%),做成产品实现市场化,并且能够有效地控制反应过程中的温度及pH变化,降低反应的生产操作中的安全隐患。附图说明图1是本实用新型一实施例ITO刻蚀废液的处理设备的结构示意图。附图中各部件的标记为:1液碱储罐、2反应罐、3ITO刻蚀废液储罐、31IBC吨桶、41第一抽液泵、42第一旁路管、43第一旁路阀、51第二抽液泵、52第二旁路管、53第二旁路阀、61第一输料管道、62第二输料管道、63第三输料管道、64第四输料管道、65第五输料管道、66第六输料管道、661流量计、71上清液外排管道、72上清液输送管、73沉淀外排管道、74液碱进料管道、75自来水管线、81达标水罐、82储水罐、83废料罐、84快速接头、91第三抽液泵、92达标水外排管道、10过滤器、11喷头。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。参见图1。本实用新型ITO刻蚀废液的处理设备,包括液碱储罐1、反应罐2以及第一输送机构;所述液碱储罐1与所述第一输送机构的进料口和出料口之间分别连接有第一输料管道61和第二输料管道62,所述反应罐2与所述第一输送机构的进料口和出料口之间分别连接有第三输料管道63和第四输料管道64。液碱储罐用于储存液碱,在处理ITO刻蚀废液时,第一输送机构提供输送动力,液碱储罐内的液碱依次经过第一输料管道、第一输送机构、第四输料管道进入反应罐内,加水稀释后,再向反应罐内加入ITO刻蚀废液进行中和处理,在加水、ITO刻蚀废液以及中和反应的过程中,反应罐内的相应物料可在第一输送机构的作用下,通过第三输料管道排出,再通过第四输料管道重新回到反应罐,实现相应物料在反应罐内循环,从而使物料能够充分混合反应,另外,当液碱储罐内的液碱有沉淀产生时,同样的,液碱也可通过第一输料管道排出,再通过第二输料管道重新回到液碱储罐,实现液碱在液碱储罐内循环,以对沉淀进行溶解。具体实施中,第一输料管道61连接在液碱储罐1的下端,第二输料管道62连接在液碱储罐1的顶部,第三输料管道63连接在反应罐2的下端,第四输料管道64连接在反应罐2的顶部。在一实施例中,设备还包括上清液外排管道71,所述上清液外排管道71的一端插接在所述反应罐2内、另一端与所述第一输送机构的进料口连通。在反应完成后,静置一端时间,反应罐内上清液可通过第一输送机构和上清液外排管道71排出,进一步地,设备还包括达标水罐81,所述达标水罐81与所述第一输送机构的出料口之间连接有上清液输送管72,这样排出的上清液可直接通过上清液输送管打入达标水罐内,方便进行下一步的处理。进一步地,为了进一步净化上清液,在上清液输送管72上安装过滤器10。在一实施例中,过滤器10选用三级过滤器,规格依次为50目、100目、200目;过滤器10优选袋式过滤器,可定期收集和清理氢氧化铟锡的沉淀,便于回收,具体可通过过滤器出口的压力表判断,当压力高于2kg时要停止出液,清理滤袋。在一实施例中,还包括沉淀外排管道73,所述沉淀外排管道73与所述第一输送机构的出料口连通。在反应完成后,反应罐内产生沉淀,此时,可通过第三输料管道63、第一输送机构、沉淀外排管道73将沉淀和中和液从反应罐内排出。在一实施例中,还包括与第一输送机构的进料口连通的液碱进料管道74。液碱不足时,可在第一输送机构的作用下,通过液碱进料管道、第二输料管道向液碱储罐内补充液碱。具体实施中,第一输料管道61、第二输料管道62、第三输料管道63、第四输料管道64、上清液外排管道71、上清液输送管72、沉淀外排管道73、液碱进料管道74在接近第一输送机构的进料口和出料口处合并,方便连接,各管道上安装阀门,便于控制物料。在一实施例中,所述第一输送机构包括两台相互并联的第一抽液泵41。具体实施中,各第一抽液泵41的进液口和出液口之间连接有第一旁路管42,第一旁路管上安装有第一旁路阀43,起到调节流量,防止憋泵的功能。在一实施例中,还包括ITO刻蚀废液储罐3以及第二输送机构,所述ITO刻蚀废液储罐3与所述第二输送机构的进料口之间连接有第五输料管道65,所述反应罐2与所述第二输送机构的出料口之间连接有第六输料管道66。ITO刻蚀废液储罐用于储存ITO刻蚀废液,加料时,在第二输送机构的动力作用下,ITO刻蚀废液通过第五输料管道、第六输料管道进入反应罐。在一实施例中,设备还包括储水罐82,储水罐82与所述第二输送机构的进料口连通,用于向反应罐内加水。具体实施中,ITO刻蚀废液储罐3和储水罐82的出料口安装快速接头84,用于管道的快速拆接。另外,为方便储水罐82补水,将储水罐82与自来水管线75接通;ITO刻蚀废液储罐的底部垫有一个IBC吨桶31,用于ITO刻蚀废液储罐的安全放置以及ITO刻蚀废液进料稳定。在一实施例中,设备还包括废料罐83。反应罐底部的中和液及沉淀定期进行处理,通过沉淀外排管道打至废料罐中暂存。在一实施例中,所述第二输送机构包括两台相互并联的第二抽液泵51。同样地,具体实施中,各第二抽液泵51的进液口和出液口之间连接有第二旁路管52,第二旁路管上安装有第二旁路阀53,起到调节流量,防止憋泵的功能。在一实施例中,上清液输送管72上安装有第三抽液泵91,用于提高输送动力。进一步地,达标水罐81与第三抽液泵91的进液口连通,设备还包括达标水外排管道92,达标水外排管道92与第三抽液泵91的出液口连通。当达标水罐内水满时,可通过第三抽液泵和达标水外排管道将水排出。在一实施例中,64第四输料管道和66第六输料管道的出口端设有喷头11,用于将相应物料喷洒进反应罐,有助于相应物料的混合。在一实施例中,所述第六输料管道66上安装有流量计661,用于检测相应物料的进料量。在一实施例中,所述反应罐2为盘管式反应釜,可对反应物进行降温。在一实施例中,所述反应罐2内安装有沉入式pH计,用于监测pH。使用上述ITO刻蚀废液的处理设备进行ITO刻蚀废液处理的工艺,包括以下步骤:(1)利用第一输送机构、第一输料管道和第四输料管道,将液碱储罐内的液碱(液碱选用质量浓度为32%的NaOH水溶液)打至反应罐中,然后利用第二输送机构、第六输料管道将储水罐内的自来水加入到反应罐中对液碱进行稀释,在加水的过程中,利用第一输送机构、第三输料管道和第四输料管道使物料在反应罐内循环,使液碱与自来水充分混合,直至NaOH质量浓度达到3.2%,稀释完成后,温度与室外环境温度基本相同;(2)利用第二输送机构、第五输料管道和第六输料管道,将ITO刻蚀废液储罐内的ITO刻蚀废液以2m3/h的流速打至反应罐中,在pH值由12下降时,通过控制相应的旁路阀,降低ITO刻蚀废液的流速至0.3m3/h,在加ITO刻蚀废液的过程中,利用第一输送机构、第三输料管道和第四输料管道使物料在反应罐内循环,以令稀释后的液碱与ITO刻蚀废液能充分反应,pH计显示的数值不会部门区域化,直至沉入式pH计显示pH值为9~10,停止加ITO刻蚀废液,然后继续使物料在反应罐内循环15分钟;(3)利用第二输送机构、第五输料管道和第六输料管道,将ITO刻蚀废液储罐内的ITO刻蚀废液以0.1m3/h的流速打至反应罐中,同样地,在此过程中,利用第一输送机构、第三输料管道和第四输料管道使物料在反应罐内循环,直至沉入式pH计显示pH值为7~7.5,停止加ITO刻蚀废液,然后继续使物料在反应罐内循环15分钟;在步骤(2)和步骤(3)的过程中,当反应温度大于40℃时,启动反应罐的盘管中的冷凝水上水,让系统降温,自动启动1小时后停止;当pH低于7.0时,自动停止第二抽液泵51,停止ITO刻蚀液废液的进料。通过温度和pH的联动,能有效防止反应过程中因温度的升高而造成对反应容器的不利影响,保证反应过程的安全可控性。(4)反应罐静置0.4~0.6h,然后利用第一输送机构、上清液外排管道和上清液输送管将反应罐内的上清液通过过滤器有效过滤后排入达标水罐,之后再进入污水处理系统进行再次处理,经过COD氨氮在线监测仪检测达标后,进入污水站进行后续生化处理;(5)上一次处理形成的中和液,排放一部分上清液后,剩余的中和液不排出,用于对下一次处理时步骤(1)加入的液碱进行稀释,以减少在稀释液碱时自来水的消耗,达到节能的目的,符合绿色无污染、节能减排的生产理念;随着反应罐内沉淀的积累,通过第三输料管道、第一输送机构、沉淀外排管道将反应罐底部的中和液及沉淀打至废料罐中暂存,待自然沉降完全后,排出上清液,剩下的沉淀晾晒干后回收再利用。由于ITO刻蚀废液的酸性较强,通过在ITO刻蚀废液中加入液碱中来反应至pH等于7很难实现,本实用新型采取反向调节,通过在液碱中加入ITO刻蚀废液来反应,并分步加入ITO刻蚀液废液,且本实用新型先对液碱进行稀释,然后与ITO刻蚀废液进行反应,温度上升幅度减小,且温度会随着液碱浓度和ITO刻蚀废液浓度的降低而减小,不会造成温度剧烈上升,能够有效地控制反应过程中的温度及pH变化,可以很容易调节反应至pH值为7左右,安全性高。出水水质分析结果如下表1所示:表1序号出水COD(mg/L)NH3-N(mg/L)In3+(mg/L)Sn4+(mg/L)色度(度)1出水水样1<3000<5<0.005<0.005<52出水水样2<3000<5<0.005<0.005<5可以看出,本实用新型能有效地处理LCD行业产生的ITO刻蚀液废液,提高ITO刻蚀液废液的处理能力,废液中铟锡沉淀可以回收(回收率>99%),节约了处理成本,并且能够有效地控制反应过程中的温度及pH变化,降低反应的生产操作中的安全隐患。本实用新型将复杂的工艺流程简单化,第一抽液泵一泵多用,分别是:液碱打入液碱储罐;液碱罐内液碱的循环;液碱打入反应罐;反应罐内物料的循环;反应罐内上清液及沉淀的打出;本实用新型可以将氢氧化铟锡最大程度的回收,采用三级过滤系统,并选用袋式过滤器,可操作性强,经实践证明,出水的铟锡含量都小于5ppb,监测结果基本为0;本实用新型反应控制的ph最为合适,能将大于99%的铟锡反应掉,结合出水过滤系统,从而保证了出水的铟锡含量;本实用新型采用反应温度和pH的联合控制系统保证了反应的可控性和高效性;本实用新型解决了液晶显示行业ITO刻蚀液中铟锡的资源浪费问题;本实用新型最大限度的利旧,用旧的储罐内置盘管改造得到ITO刻蚀液废液反应沉淀罐,项目投资少,处理效率较高,平均一个班12h可以处理四批次,每批次处理ITO刻蚀液废液3m3。应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明,并不用于限制本实用新型,本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化,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、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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