CN214004793U

CN214004793U - 一种碱性蚀刻废液电解回用设备

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Publication number: CN214004793U
Application number: CN202021488166.XU
Authority: CN
Inventors: 叶涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2030-07-24

Abstract

本实用新型提供了一种碱性蚀刻废液电解回用设备，包括电解再生槽、电解阳极、电解阴极、电源，所述电解阳极和电解阴极置于电解再生槽内，分别与电源的正极、负极连接，其特征在于，还增设有用于对电解再生槽内的电解液进行固液分离的固液分离装置，所述固液分离装置与所述电解再生槽连接，以便对电解再生槽中的电解液进行去除沉淀物和固体杂质的处理。本实用新型性蚀刻废液电解回用的设备通过设置固液分离装置，对碱性蚀刻废液电解处理后的电解液进行固液分离，有效去除电解液中的沉淀物和固体杂质，使得再生后电解液返回到蚀刻生产线上使用时不影响蚀刻质量。

Description

一种碱性蚀刻废液电解回用设备

技术领域

本实用新型涉及一种印刷线路板蚀刻废液的回用设备，尤其涉及一种适用于线路板碱性蚀刻废液的电解回用设备。

背景技术

在现有的印刷线路板(PCB)制作过程中，蚀刻是重要的一步。蚀刻是指将覆铜箔基板上不需要的铜用蚀刻液以化学反应方式予以除去，使其形成所需要的电路图形。

碱性氯化铜铵蚀刻液(下面简称碱性蚀刻液)是目前最常见的线路板蚀刻液之一，其主要成份为铜盐、氯化铵、氨水、水、可选的碳酸盐及可选的添加剂，所述的碳酸盐通常采用碳酸铵和/或碳酸氢铵。由于实际生产中，为了保持蚀刻液的成分稳定，需要不断地加投补充液，不可避免地导致蚀刻槽内的蚀刻液增多而溢出槽外，溢出蚀刻槽外的蚀刻液或已经使用过的蚀刻液一般都称之为蚀刻废液。所述的碱性蚀刻补充液通常为氨水和/或氯化铵和/或铵盐的水溶液，含有一种以上成分时业内统称为碱性蚀刻子液。

对于使用碱性蚀刻生产工艺的线路板生产厂而言，每日都有大量高铜离子浓度的碱性蚀刻废液需要处理。目前业界除了将该废液外售给环保公司进行处理以外，也有部分厂商采用电解设备在工厂内对其进行电解取铜再生利用。现有技术中，蚀刻废液的电解处理通过在电解阴极上进行电化学还原反应将电解废液中的铜离子还原为金属铜。

由于碱性蚀刻废液中含有大量的氯离子，难免在所述的电解过程中对含铁材质的电解阴极产生腐蚀导致有少量铁溶于电解液中，而铁离子在氨碱性条件下容易形成固体沉淀化合物，故对于碱性蚀刻废液进行电解再生时，若采用的是含铁金属的电解阴极，会导致电解再生后的电解液返回到蚀刻生产线上使用时，影响蚀刻质量。因此，现有技术中通常采用在碱性蚀刻废液中抗腐蚀能力较优的钛材作为电解阴极，且钛阴极由于其抗腐蚀能力强，可避免电流尖端放电效应导致析出的铜面粗糙松散问题，能在钛阴极上形成结构较为密致并可以整块剥落的铜皮；或者直接采用薄铜板作为阴极电解后作整块收集，这两种电解阴极都非常方便收集和存放电析所得的金属铜，因此，业界偏好采用钛阴极和薄铜板作所述的电解阴极，基本不会采用含铁金属制成的电解阴极。由此造成了设备的材料成本较高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碱性蚀刻废液电解回用设备，有效去除电解液中的沉淀物和固体杂质，确保再生后的电解液重复使用时不会因沉淀物或/和杂质而影响蚀刻质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种碱性蚀刻废液电解回用设备，包括电解再生槽、电解阳极、电解阴极、电源，所述电解阳极和电解阴极置于电解再生槽内，分别与电源的正极、负极连接，其特征在于，还增设有用于对电解再生槽内的电解液进行固液分离的固液分离装置，所述固液分离装置与所述电解再生槽连接，以便对电解再生槽中的电解液进行去除沉淀物和固体杂质的处理。

本实用新型中，所述固液分离装置和所述电解再生槽通过设有泵浦和/或阀门的管道相连接。

进一步地，所述电解阳极选自石墨、耐碱金属阳极、涂层阳极、镀有惰性金属的阳极中的至少一种。

所述电解阴极为含铁材料，包括铁和/或铁合金和/或合金钢和/或不锈钢。

进一步地，所述电解阴极的边沿围固上塑胶边框，以方便剥离电析铜的操作。

所述的固液分离装置为可以对固液混合物进行固液分离的材料或装置。具体而言，可以是滤布、滤网、滤板、过滤网栅、滤膜、滤纸、板框式压滤机、线绕滤芯式过滤机、砂土过滤机、滤布式过滤机和旋转离心式脱水机中的一种或一种以上的组合。

发明人为了解决现有碱性蚀刻废液电解回收工艺中常用铜电解阴极和钛电解阴极造成的成本偏高问题，摒弃业内对含铁金属电解阴极的偏见，启用含铁金属电解阴极。因为铁、铁合金、合金钢、不锈钢均是价廉易得且其电阻率低于钛材，若以含铁材料作为碱性蚀刻废液电解过程使用的电解阴极，能有效地降低电解设备的材料成本和节省电解电能。为了解决含铁材质的电解阴极在碱性电解液中会被腐蚀导致有少量铁溶于电解液中，并容易形成固体沉淀化合物，影响碱性蚀刻废液再生的重复利用的问题，在本实用新型的碱性蚀刻废液电解回用设备中增设固液分离装置，以便有效地去除电解液中的沉淀物和固体杂质，使得即使采用含铁金属电解阴极，也能使碱性蚀刻废液电解再生后返回到蚀刻生产线上使用而不会影响蚀刻质量。同时，发明人发现，由于含铁金属电解阴极更容易进行机械加工打磨，若对所述含铁金属在表面上进行打磨抛光后作电解阴极，能有效地降低电流尖端放电效应造成的不良影响，使电解过程中析附在其表面的金属铜变得较为密致平整，容易剥离，既能降低劳动强度，又能多次重复抛光使用。

本实用新型进行以下改进，所述电解再生槽设置有分隔物，所述分隔物将电解再生槽分隔为电解阳极区和电解阴极区，使得电解阳极和电解阴极分别位于电解阳极区内部和电解阴极区内部。

进一步地，所述电解槽分隔物包括滤布、滤板、阳离子交换膜、双极膜。

优选地，所述电解槽分隔物为滤布。电解液含有碱性蚀刻废液时，滤布既能有效使阳离子通过，又能隔挡电解阳极区中的氧气，而且材料使用成本较低。

进一步地，设有电解槽分隔物时，所述电解电源为双脉冲式电源。当本实用新型设有电解槽分隔物时，电解阳极区的铵离子会随着电场力穿过所述电解槽分隔物进入电解阴极区，容易造成电解阳极液因缺氨而有铜泥析出。而双脉冲式电源能够在反极相时将电解阴极液中的部分铵离子反向引回电解阳极区中，有效避免电解阳极上因缺少氨而导致有铜泥析出和电解槽压升高浪费电能。

进一步地，所述电解再生槽设有入液口和/或出液口和/或搅拌装置，所述搅拌装置为机械式搅拌装置和/或泵液流动式搅拌装置。搅拌装置能有效保持电解再生槽中电解液的均匀性。当所述电解再生槽设有电解槽分隔物分为电解阳极区和电解阴极区时，在所述电解阴极区设置搅拌装置还能促进阴极电解液中的氨顺利逸出以减少阴极电解液对电解阴极上所析出金属铜进行返蚀。

本实用新型可以进一步改进，所述碱性蚀刻废液电解回用设备设置阴极洗液储存槽或者电解液储存槽与阴极洗液储存槽的组合。电解液储存槽用于暂时储存和/或调配电解再生槽的电解液，阴极洗液储存槽用于储存清洗电解阴极的阴极洗液。

更优选地，所述电解液储存槽和/或阴极洗液储存槽通过管道和泵浦和/或阀门与所述电解再生槽相连。当所述电解再生槽设有电解槽分隔物分为电解阳极区和电解阴极区时，所述电解液储存槽通过管道和泵浦和/或阀门与所述电解再生槽的电解阳极区和/或电解阴极区相连，和/或所述阴极洗液储存槽通过管道和泵浦和/或阀门与所述电解再生槽的电解阴极区相连。

本实用新型还可以进一步做以下改进，还设置蚀刻再生液配制槽。蚀刻再生液配制槽用于配制和储存用于碱性蚀刻生产线上的蚀刻再生液，所述蚀刻再生液由所述电解再生槽中电解后的电解液与化学原料和/或蚀刻废液混合而成。

优选地，所述蚀刻再生液配制槽设有搅拌装置。

更优选地，所述蚀刻再生液配制槽通过管道分别与所述电解再生槽和/或碱性蚀刻生产线相连接。

进一步地，所述管道设有泵浦和/或阀门和/或固液分离装置和/或流量控制器。所述流量控制器为变频泵和/或流量控制泵阀。

优选地，设置蚀刻废液储存槽，用于暂储从蚀刻生产线溢出的蚀刻废液。

本实用新型还可以进一步做以下改进，还设置检测投料器。所述的检测投料器包含检测装置，所述的检测装置包括计时器、比重检测器、光电比色检测器、氧化还原电位检测器、pH值检测器、酸度计、液位检测器中的至少一种。所述检测装置用于对所述电解再生槽和/或蚀刻再生液配制槽和/或蚀刻废液储存槽和/或蚀刻生产线中液体的参数值进行检测，所述检测投料器根据对所述电解再生槽中电解液进行检测得到的参数结果自动调整电解电流和/或控制向所述电解再生槽加投电解补充液的泵浦，根据对所述蚀刻再生液配制槽中液体进行检测得到的参数结果向蚀刻再生液配制槽加投所需的化学原料和/或将蚀刻再生液配制槽中液体加入电解再生槽中，根据对所述蚀刻废液储存槽中液体进行检测得到的参数结果控制电解电流，根据对碱性蚀刻生产线上液体进行检测得到的参数结果控制电解电流和/或所述蚀刻再生液配制槽与碱性蚀刻生产线之间的流量控制器。关于蚀刻生产线上的检测装置，可直接采用蚀刻生产线上原有安装的工艺参数检测器，也可另外设置工艺参数检测器。

优选地，设置阴极保护槽，用于浸泡闲置的含铁阴极以防止其表面氧化。

进一步地，设置水油分离器。通过水油分离器对蚀刻废液中的油状物进行分离处理，以保证电解再生系统的正常生产使用。

本实用新型进一步做以下改进，所述碱性蚀刻废液电解回用设备还设有气体抽排系统装置和/或尾气吸收处理塔，所述气体抽排系统装置用于对电解过程中逸出的气体收集处理，所述尾气吸收处理塔用于对电解再生槽所逸出尾气进行吸收。

进一步地，所述尾气吸收处理塔可以是气体管道式喷淋装置和/或气体吸收射流式装置，使生产过程的尾气达标排放。

进一步地，所述尾气吸收处理塔设置有多个，依次连接。当两个或多个尾气吸收处理塔首尾串接使用时，可使尾气的吸收处理更为彻底。

本实用新型还可以做以下改进，所述电解阴极与电解电源负极连接的导电体和/或电解阴极的气液介面和/或电解阴极的极板边缘包裹有防腐材料，以确保良好的散热条件下减少对所述连接电解阴极与电解电源负极的导电体和/或电解阴极的腐蚀并延长使用寿命，和/或更好地剥离电解阴极上电析出的铜块。所述的防腐材料为在碱性环境下性质稳定的物质，包括但不限于：钛、铂、金、银、塑胶。

本实用新型还可以做以下改进，所述电解再生槽和/或蚀刻再生液配制槽安装设有冷热温度交换器。通过这种设置以有效控制电解液的温度和/或将蚀刻生产线上蚀刻液的温度稳定在设定的工作温度范围。

本实用新型还可以进一步改进，所述电解再生槽和蚀刻再生液配制槽分别与补充液槽连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型性蚀刻废液电解回用的设备通过设置固液分离装置，对碱性蚀刻废液电解处理后的电解液进行固液分离，有效去除电解液中的沉淀物和固体杂质，使得再生后电解液返回到蚀刻生产线上使用时不影响蚀刻质量。

(2)本实用新型摒弃业内对含铁金属电解阴极的偏见，采用含铁材料作为电解阴极，能减少贵金属的使用，从而节省设备制造成本；采用含铁材料作为电解阴极，电解阴极板表面容易加工抛光令电析铜层能更容易地被剥离，减少劳动强度，此外含铁材料电阻低于钛材，与采用钛材作为电解阴极的现有技术相比可节省电能。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的碱性蚀刻废液电解回用再生设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的碱性蚀刻废液电解回用再生设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的碱性蚀刻废液电解回用再生设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例4的碱性蚀刻废液电解回用再生设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例5的碱性蚀刻废液电解回用再生设备的结构示意图；

图6为本实用新型实施例5的碱性蚀刻废液电解回用再生设备的结构示意图；

附图标记：1-电解再生槽；2-电解阳极；3-电解阴极；4-电源；5-固液分离装置；6-电解槽分隔物；7-入液口；8-出液口；9-搅拌装置；10-电解液储存槽； 11-阴极洗液储存槽；12-检测投料器；13-水油分离器；14-蚀刻再生液配制槽； 15-流量控制器；16-气体抽排系统装置；17-尾气吸收处理塔；18-冷热温度交换器；19-蚀刻废液储存槽；20-阴极保护槽；21-补充液槽；22-蚀刻生产线；⊕- 阀门；P-泵浦。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细的说明，以便本领域技术人员更好地理解和实施。

实施例1

如图1所示碱性蚀刻废液电解回用设备，包括电解再生槽1、电解阳极2、电解阴极3、电源4和固液分离装置5。电解阳极2和电解阴极3置于电解再生槽1内，分别与电源4的正极、负极连接。固液分离装置5用于对电解再生槽1内的电解液进行固液分离，通过设有泵浦的管道和电解再生槽1相连接。电解阳极2为石墨，电解阴极3为不锈钢。本实施例中固液分离装置5是线绕滤芯式过滤机。

实施例2

如图2所示碱性蚀刻废液电解回用设备，与实施例1不同之处在于，还包括电解液储存槽10、阴极洗液储存槽11、检测投料器12、

蚀刻再生液配制槽14和三个尾气吸收处理塔17。电解液储存槽10通过设有泵浦的管道与电解再生槽1连接，用于暂时储存或调配电解再生槽1的电解液；阴极洗液储存槽11通过设有泵浦的管道与电解再生槽1连接，其内有水，用于对电解阴极3进行清洗。蚀刻再生液配制槽14和电解再生槽1都安装有冷热温度交换器18，通过这种设置以有效控制电解液的温度和/或将蚀刻生产线22上蚀刻液的温度稳定在设定的工作温度范围。三个尾气吸收处理塔17 采用串联方式依次连接，设于电解再生槽1槽口上方，其中第一个尾气吸收处理塔17为气体管道式喷淋装置，第二个尾气吸收处理塔17和第三个尾气吸收处理塔17为气体吸收射流式装置。气体管道式喷淋装置的吸收液为蚀刻再生液，气体管道式喷淋装置盛装吸收液的吸收液槽体通过设有泵浦和阀门的管道与电解再生槽1相连接；中间的气体吸收射流式装置的吸收液为水和碱性蚀刻液的混合液，气体吸收射流式装置盛装吸收液的槽体通过设有泵浦的管道与蚀刻生产线22相连接；最后的气体吸收射流式装置的吸收液为无机酸溶液。

电解再生槽1还设置有搅拌装置9，本实施例中搅拌装置9为泵液流动式搅拌装置9；检测投料器12包括检测装置，检测装置为比重检测器、液位检测器、氧化还原电位检测器和pH检测器，对电解再生槽1中电解液的工艺参数值进行检测并根据测得的结果来调整电解电流。此外，本实施例中电解阳极2为涂层阳极，电解阴极3为铁。

实施例3

如图3所示碱性蚀刻废液电解回用设备，其与实施例2不同之处在于，本实施例中电解阳极2为镀有惰性金属的阳极，所述电解阴极3为合金钢。电解再生槽1设有入液口7和出液口8，电解再生槽1中间设置有电解槽分隔物 6，具体为双极膜，将电解再生槽1分隔为电解阳极2区和电解阴极3区，使得电解阳极2和电解阴极3分别位于滤布两侧的电解阳极2区内部和电解阴极3区内部。电解阳极2区的电解液为碱性蚀刻废液，电解阴极3区的电解液为碱性蚀刻废液、氨、铵盐的混合液。相应地，电源4为双脉冲式电源。

固液分离装置5设置有两个，分别通过设有泵浦的管道和电解再生槽1的阳极区和阴极区相连接。还设置有两个补充液槽21，其中一个通过设置有泵浦的管道与电解再生槽1连接，另一个通过设置有泵浦的管道与蚀刻再生液配制槽14连接。检测投料器12设置有两个，其中一个检测投料器12对电解再生槽1中电解液的工艺参数值进行检测并根据测得的结果调整电解电流和控制补充液槽21向电解再生槽1加投电解补充液的泵浦流量大小；另一个检测投料器12对蚀刻

再生液配制槽14中液体的参数值进行检测并根据测得的结果控制补充液槽21向蚀刻再生液配制槽14加投所需的化学原料；本实施例中阴极洗液储存槽11独立设置，其内阴极洗液为水与氨、碱性蚀刻废液和碱性蚀刻子液的混合液；蚀刻再生液配制槽14通过管道与电解再生槽1相连，管道设有泵浦和阀门；电解再生槽1口设有气体抽排系统装置16和一个气体管道式喷淋装置，其中气体管道式喷淋装置的吸收液为电解液，盛装电解液的吸收液槽体通过管道与蚀刻再生液配制槽14相连接；蚀刻再生液配制槽14安装设有冷热温度交换器18。

实施例4

如图4所示碱性蚀刻废液电解回用设备，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，电解阳极2为耐碱金属阳极，电解阴极3为铁合金。电解再生槽1 设有入液口7、出液口8和机械式搅拌装置9。电解再生槽1通过设置有泵浦的管路与一个补充液槽21连接。检测投料器12设置有三个，其中第一个检测投料器12对电解再生槽1中电解液的工艺参数值进行检测并根据测得的结果控制补充液槽21向电解再生槽1加投电解补充液的泵浦开停。

整个设备还设置有电解液储存槽10、阴极洗液储存槽11、水油分离器13 和蚀刻再生液配制槽14。

其中，蚀刻再生液配制槽14通过设有固液分离装置5的管路与电解再生槽1的出液口8连接，还通过设有流量控制器15的管路与碱性蚀刻生产线 22连接，流量控制器15为流量控制泵阀。蚀刻再生液配制槽14设置有搅拌装置9，还与一个补充液槽21连接。第二个检测投料器12对蚀刻再生液配制槽14中液体的参数值进行检测并根据测得的结果控制补充液槽21向蚀刻再生液配制槽14加投所需的化学原料；第三个检测投料器12对蚀刻生产线22中液体的参数值进行检测并根据测得的结果调节流量控制器15向蚀刻再生液配制槽14加蚀刻液。电解液储存槽10、阴极洗液储存槽11和水油分离器13都独立设置，过水油分离器13对蚀刻废液中的油状物进行分离处理，以保证电解再生系统的正常生产使用。

实施例5

如图5所示碱性蚀刻废液电解回用设备，其与实施例1的不同之处在于，本实施例中，电解阳极2为耐碱金属阳极，所述电解阴极3为铁合金。电解再生槽1设置有电解槽分隔物6，具体为滤板和阳离子交换膜的组合，电解槽分隔物6将电解再生槽1分隔为电解阳极2区和电解阴极3区，电解阳极2 区的电解液为碱性蚀刻废液和水的混

合液，电解阴极3区的电解液为碱性蚀刻废液、氨、铵盐、水的混合液；固液分离装置5和电解再生槽1的阴极区通过设有泵浦的管道相连接。

整个设备还设置有两个电解液储存槽10、一个阴极洗液储存槽11、检测投料器12、一个阴极保护槽20、两个蚀刻再生液配制槽14和一个蚀刻废液储存槽19。其中，两个电解液储存槽10分别通过设有泵浦的管道与电解阳极区、电解阴极区连接。阴极洗液储存槽11通过设有泵浦和阀门的管道与电解阴极区连接，阴极洗液储存槽11内的阴极洗液为氨水。阴极保护槽20中装有还原剂的水溶液，用于浸泡闲置的含铁阴极以防止其表面氧化。蚀刻废液储存槽19通过管道与碱性蚀刻生产线22相连接。检测投料器12对碱性蚀刻生产线22上液体的参数值进行检测并根据测得的结果控制电解电流。

实施例6

如图6所示碱性蚀刻废液电解回用设备，其与实施例1的不同之处在于，本实施例中，电解阳极2为耐碱金属阳极，电解阴极3为铁合金，电解阴极3 的边沿围固有塑胶边框；电解再生槽1设置有电解槽分隔物6，具体为滤布，电解槽分隔物6将所述电解再生槽1分隔为电解阳极2区和电解阴极3区，电解阳极2区的电解液为碱性蚀刻废液和水的混合液，电解阴极3区的电解液为碱性蚀刻废液、氨、铵盐、水的混合液。固液分离装置5和电解再生槽1的阴极区通过设有泵浦的管道相连接。

整个设备还设置有蚀刻再生液配制槽14、阴极洗液储存槽11、检测投料器 12、蚀刻废液储存槽19和阴极保护槽20。蚀刻再生液配制槽14通过设有泵浦的管道与电解再生槽1阳极区相连接，通过设有泵浦和阀门的管道与碱性蚀刻生产线22相连接，还通过设有泵浦的管道与补充液槽21连接。蚀刻再生液配制槽14还设有搅拌装置9，搅拌装置9采用机械式搅拌装置9。蚀刻废液储存槽19通过管道与蚀刻生产线22连接。阴极保护槽20中装有还原剂的水溶液，用于浸泡闲置的含铁阴极以防止其表面氧化。检测投料器12对蚀刻再生液配制槽14中液体的参数值进行检测并根据测得的结果控制补充液槽21向蚀刻再生液配制槽14加投所需化学原料的泵浦，对蚀刻生产线22上液体的参数值进行检测并根据测得的结果控制向蚀刻生产线22加投蚀刻再生液配制槽14 中的液体和控制电解电流，对蚀刻废液储存槽19中液体的参数值进行检测并根据测得的结果控制电解电流。

基于上述碱性蚀刻废液电解回用设备的电解回收蚀刻液的方法，具体地：

电解再生槽内装有电解液，电解液起始为碱性蚀刻废液或其与添加剂的混合溶液，电解液的铜离子质量浓度等于或低于碱性蚀刻废液的铜离子质量浓度，碱性蚀刻废液的pH值为6.5-11.5，添加剂为有机酸和/或还原剂和/或氨和/或铵盐和/或碱性蚀刻子液和/或水，电解过程中可对电解液加投碱性蚀刻废液和/ 或碱性蚀刻废液或其与添加剂的混合溶液以使电解作业持续进行。有机酸可单独一种或一种以上同时使用，包括但不限于乙醇酸、苯甲酸、苹果酸、柠檬酸、抗坏血酸、丙酸、乙酸、甲酸、乳酸、山梨酸、酒石酸、赖氨酸、谷氨酸、水杨酸。当向碱性蚀刻废液添加有机酸进行电解时，有机酸能与碱性蚀刻废液中的游离氨结合，降低溶液pH值的同时能减少氨气挥发。还原剂为能与溶液中的氧气进行反应消耗的还原性物质，可单独一种或一种以上同时使用，包括但不限于亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫酸羟胺、盐酸羟胺、水合肼、草酸或其盐、甲酸或其盐、柠檬酸或其盐、葡萄糖、维C、酒石酸、亚磷酸盐或次亚磷酸盐。采用还原剂与碱性蚀刻废液混合配制电解液，能有效地控制消耗电解液中的活性氧，使阴极析出的铜减少溶蚀从而提高电解铜收率。铵盐可单独一种或一种以上同时使用，包括但不限于碳酸铵、碳酸氢铵。氨可以是氨气和/或液氨和/或氨水。

将电解液的铜离子质量浓度控制低于碱性蚀刻液的铜离子质量浓度，能够有效减少电解液对电解阴极上电析铜的攻击返蚀。

采用本实用新型对碱性蚀刻废液进行电解处理的过程中发生的主要电化学反应式如下：

阳极：H₂O–e^-→2H⁺+1/2O₂；

阴极：Cu²⁺+e^-→Cu⁺；

Cu⁺+e^-→Cu。

电解过程中，随着铜金属的生成、铜氨络合物的络合结构被打破，溶液中氯化铵和氨的浓度越来越高，同时伴随着阳极上氧气的生成导致溶液中的含氧量也逐渐增加。在此条件下，蚀刻废液中一价铜氨络合物可与溶于蚀刻废液中的氯化铵、氨以及氧气共同反应再生成可与金属铜反应的二价铜氨络合物，对电解析出所得的金属铜进行返蚀，因而阴极上金属铜的析出效率较低。所述二价铜氨络合物腐蚀金属铜的化学反应方程式如下：

二价铜氨络合物再生反应：2Cu(NH₃)₂Cl+4NH₄Cl+2NH₃+1/2O₂→

2Cu(NH)₄Cl₂+H₂O

返蚀反应：Cu+Cu(NH₃)₄Cl₂→2Cu(NH₃)₂Cl；

总反应：Cu+2NH₄Cl+2NH₃+1/2O₂→Cu(NH)₄Cl₂+H₂O。

因此，降低所述电解液中的铜离子浓度可以降低电解液中可能生成的二价铜氨络合物的量，从而提高取铜效率和保护含铁材质的电解阴极。

采用电解槽分隔物将电解再生槽分隔为电解阳极区和电解阴极区并使电解阴极区电解液的铜离子质量浓度低于电解阳极区电解液的铜离子质量浓度，能有效阻止电解阳极区中生成的氧气进入电解阴极区，从而减少电解阴极区中二价铜氨络合物的生成，减少阴极上金属铜被返蚀以提高电析铜效率。

当电解再生槽设有电解槽分隔物分为电解阳极区和电解阴极区时，电解液储存槽用于暂时储存电解再生槽阴极区的电解液，也可以设置两种储存对象不同的电解液储存槽分别用于暂时储存电解再生槽阳极区的电解液和电解再生槽阴极区的电解液以防止从电解再生槽的单边槽区抽取电解液时导致电解槽分隔物受到两面压差过大缩短使用寿命。

由于收集铜皮或铜板时需要将电解阴极整块从电解液中取出，过程中通常带出大量氨气挥发于工作车间，严重影响环境和生产人员健康。故在收取电解阴极上所生成的金属铜之前先对电解阴极进行降温，或者将电解再生槽中电解阴极所在槽区内的电解液转移出电解再生槽外并采用阴极洗液在此槽区对所述电解阴极进行清洗，其后才将电解阴极从电解再生槽中取出来进行金属铜的剥离收集。如此能显著减少取铜过程中电解阴极所带出的氨气，减少对大气环境的污染。在直接对电解阴极进行降温的方案中，可以通过将电解再生槽中电解阴极所在槽区内的部分电解液抽出并电解再生槽中电解阴极所在槽区内加入阴极洗液来完成，也可以通过电解再生槽中电解阴极所在槽区内的电解液与阴极洗液储存槽中的阴极洗液进行混合降温来完成。在将电解再生槽中电解阴极所在槽区内的电解液转移出电解再生槽外来对电解阴极进行清洗的方案中，电解阴极清洗完成后可将阴极洗液转移出电解再生槽并向电解再生槽重新注入电解液，安装好电解阴极后继续进行电解作业。使用过的阴极洗液可根据蚀刻工艺要求补充所需的化学原料后配制成为蚀刻液和/或蚀刻子液，并回用于蚀刻生产工序中。

蚀刻再生液配制槽通过管道和流量控制器与蚀刻生产线相连时，管道中蚀刻再生液进入蚀刻生产线的流量根所述蚀刻生产线上蚀刻液的比重和/或比色和 /或氧化还原电位和/或pH值工艺参数信号数值通过流量控制器来进行流量大小控制或启动关停，以保持蚀刻生产线上蚀刻液的性能稳定。关于蚀刻生产线上蚀刻液的参数测定，可直接采用蚀刻生产线上原有安装的工艺参数检测器，也可另外设置工艺参数检测器。蚀刻过程中，除蚀刻再生液外，还可根据具体生产工艺按原有的蚀刻生产工艺方法向蚀刻生产线补充加投蚀刻补充液，以维持蚀刻液各成分浓度的稳定。

气体抽排系统装置用于对电解过程中逸出的气体收集处理，所述尾气吸收处理塔用于将电解再生槽所逸出尾气溶于尾气吸收处理塔内的吸收液中。当两个或多个尾气吸收处理塔首尾串接使用时，可使尾气的吸收处理更为彻底。吸收液可以是水和/或电解液和/或碱性蚀刻液和/或蚀刻再生液，也可以是无机酸，吸收尾气后的吸收液可在补充所需化学原料进行调配后成为蚀刻液和/或蚀刻子液并用于蚀刻生产工序中。

电解电源的电流大小根据蚀刻生产线上蚀刻液的比重和/或比色和/或氧化还原电位和/或pH值工艺参数信号自动进行调整，以平衡协调蚀刻工段和电解工段的工作系统平衡。关于蚀刻生产线上蚀刻液的工艺参数测定，可直接采用蚀刻生产线上原有的工艺参数检测器，也可另外设置参数检测器。

采用防腐材料对所述连接电解阴极与电解电源负极的导电体和/或电解阴极的气液介面和/或电解阴极的极板边缘进行包裹，以确保良好的散热条件下减少对所述连接电解阴极与电解电源负极的导电体和/或电解阴极的腐蚀并延长使用寿命，和/或更好地剥离电解阴极上电析出的铜块；防腐材料为在碱性环境下性质稳定的物质，包括但不限于：钛、铂、金、银、塑胶。

电解液储存槽用于暂时储存和/或调配电解再生槽的电解液，阴极洗液储存槽用于储存清洗电解阴极的阴极洗液。阴极洗液可以是水，可以是水与氨和/ 或碱性蚀刻废液和/或碱性蚀刻子液的混合液，也可以是无机酸溶液，所述的无机酸包括但不限于盐酸、硫酸、硝酸、碳酸等能在水中电离得出氢离子的无机化合物。当阴极洗液为碱性蚀刻废液或者碱性蚀刻废液与水和/或氨和/或碱性蚀刻子液的混合液时，可以仅设置阴极洗液储存槽。

当电解再生槽设有电解槽分隔物分为电解阳极区和电解阴极区时，电解液储存槽用于暂时储存电解再生槽阴极区的电解液，也可以设置两种储存对象不同的电解液储存槽分别用于暂时储存电解再生槽阳极区的电解液和电解再生槽阴极区的电解液以防止从电解再生槽的单边槽区抽取电解液时导致所述电解槽分隔物受到两面压差过大缩短使用寿命。

阴极保护槽中装有氨水和/或还原剂的水溶液，用于浸泡闲置的含铁阴极以防止其表面氧化；还原剂为一种或一种以上在水中能有效防止铁氧化的化合物，包括但不限于亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫酸羟胺、盐酸羟胺、水合肼、草酸或其盐、甲酸或其盐、柠檬酸或其盐、

苹果酸或其盐、乳酸或其盐、葡萄糖、维C、酒石酸、亚磷酸盐、次亚磷酸盐。

以上实施例仅为本实用新型的部分实施例，但并不能作为对本实用新型的限制，任何基于本实用新型构思基础上做出的变形和改变，均落入本实用新型的保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载的为准。

Claims

1.一种碱性蚀刻废液电解回用设备，包括电解再生槽、电解阳极、电解阴极、电源，所述电解阳极和电解阴极置于电解再生槽内，分别与电源的正极、负极连接，其特征在于，还增设有用于对电解再生槽内的电解液进行固液分离的固液分离装置，所述固液分离装置与所述电解再生槽连接，以便对电解再生槽中的电解液进行去除沉淀物和固体杂质的处理。

2.根据权利要求 1 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，所述固液分离装置和所述电解再生槽通过设有泵浦和/或阀门的管道相连接。

3.根据权利要求 2 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，所述电解阳极选自石墨、耐碱金属阳极、涂层阳极、镀有惰性金属的阳极中的至少一种。

4.根据权利要求 2 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，所述电解阴极为含铁材料，包括铁和/或铁合金和/或合金钢和/或不锈钢。

5.根据权利要求 1-4 任一项所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，所述电解再生槽设置有分隔物，所述分隔物将电解再生槽分隔为电解阳极区和电解阴极区，使得电解阳极和电解阴极分别位于电解阳极区内部和电解阴极区内部。

6.根据权利要求 5 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，所述碱性蚀刻废液电解回用设备设置阴极洗液储存槽或者电解液储存槽与阴极洗液储存槽的组合；所述电解液储存槽和/或阴极洗液储存槽通过管道和泵浦和/或阀门与所述电解再生槽相连。

7.根据权利要求 5 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，还设置蚀刻再生液配制槽；所述蚀刻再生液配制槽通过管道分别与所述电解再生槽和/或碱性蚀刻生产线相连接。

8.根据权利要求 5 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，所述碱性蚀刻废液电解回用设备还设有气体抽排系统装置和/或尾气吸收处理塔，所述气体抽排系统装置用于对电解过程中逸出的气体收集处理，所述尾气吸收处理塔用于对电解再生槽所逸出尾气进行吸收。

9.根据权利要求 5 所述碱性蚀刻废液电解回用设备，其特征在于，还设置检测投料器，阴极保护槽和水油分离器。