本發(fā)明涉及酸性蝕刻廢液的處理再生利用領(lǐng)域，特別涉及一種能將氯氣高效吸收利用的酸性蝕刻廢液的回收利用方法及回收處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電子工業(yè)中，印制電路板的制造不僅消耗大量的水和能量，而且產(chǎn)生對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康有害的化學(xué)物質(zhì)，而酸性蝕刻廢液是蝕刻銅箔過(guò)程中產(chǎn)生的一種銅含量較高、酸度較大的工業(yè)廢水。酸性蝕刻廢液的主要成分為氯化銅、氯化氫、氯化鈉等，嚴(yán)重污染環(huán)境，影響水中微生物的生存，破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，影響農(nóng)作物生存?？蒲腥藛T一直在致力于經(jīng)濟(jì)、高效的酸性蝕刻廢液回收利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)與推廣。

現(xiàn)有酸性蝕刻液再生循環(huán)利用工藝主要為膜電解法，該方法是基于電化學(xué)原理，即酸性蝕刻廢液中的銅氯絡(luò)離子在陰極得到電子還原為銅，陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣作為氧化劑氧化蝕刻生產(chǎn)中產(chǎn)生的亞銅離子。但因蝕刻工序生產(chǎn)要求限制，溶液中亞銅離子含量少，存在時(shí)間短，導(dǎo)致產(chǎn)生的氯氣利用率低，后續(xù)較多未經(jīng)利用的氯氣進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)，需消耗大量片堿或還原劑處理，物料浪費(fèi)嚴(yán)重，運(yùn)營(yíng)成本高，使項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用存在限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種酸性蝕刻廢液的回收利用方法及回收處理系統(tǒng)，能將酸性蝕刻廢液的膜電解再生工藝中產(chǎn)生的氯氣進(jìn)行高效吸收再利用，實(shí)現(xiàn)污染物轉(zhuǎn)化為資源回收。

本發(fā)明提出一種酸性蝕刻廢液的回收利用方法，包括以下步驟：

1)將待處理的酸性蝕刻廢液加入膜電解槽中，酸性蝕刻廢液在膜電解槽的陰極室和陽(yáng)極室進(jìn)行電解反應(yīng)，在陰極室生成金屬銅，在陽(yáng)極室生成氯氣；

2)將步驟1中電解產(chǎn)生的氯氣通過(guò)氯氣吸收裝置吸收并導(dǎo)入至濃熱堿液中，反應(yīng)生成可替代原蝕刻生產(chǎn)中需添加的氧化劑使用的混合溶液；

3)將步驟2中生成的混合溶液收集在氧化劑收集桶中，作為原蝕刻生產(chǎn)中需添加的氧化劑來(lái)使用；

4)酸性蝕刻廢液在膜電解槽中電解完成后，得到酸性蝕刻再生液，將酸性蝕刻再生液和生成的金屬銅分離，酸性蝕刻再生液收集至儲(chǔ)存槽中。

優(yōu)選地，在步驟2中，所述堿液為濃度為0.5～50％，溫度為30～80攝氏度的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，所述氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鈉、次氯酸鈉以及氯化鈉的混合溶液；所述氫氧化鉀溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鉀、次氯酸鉀以及氯化鉀的混合溶液。

優(yōu)選地，在步驟2中，所述氯氣吸收裝置為噴射吸收或噴淋吸收裝置。

優(yōu)選地，在步驟2中設(shè)置有用于加熱所述堿液的加熱裝置，所述加熱裝置為蒸汽加熱裝置或電加熱裝置。

優(yōu)選地，在步驟2中設(shè)置有用于檢測(cè)氯氣的氯氣傳感器，在所述氯氣傳感器檢測(cè)到陽(yáng)極室有氯氣析出時(shí)，所述氯氣吸收裝置開(kāi)始啟動(dòng)，吸收氯氣。

優(yōu)選地，在步驟1中，膜電解槽的陰極室和陽(yáng)極室分別與同一循環(huán)槽連通，通過(guò)水泵將酸性蝕刻廢液在離子膜電解槽的陰極室和陽(yáng)極室與循環(huán)槽之間循環(huán)流動(dòng)。

本發(fā)明又提出一種酸性蝕刻廢液的回收處理系統(tǒng)，包括用于收集蝕刻生產(chǎn)線(xiàn)的酸性蝕刻廢液的廢液收集槽、用于對(duì)酸性蝕刻廢液進(jìn)行電解的膜電解槽，所述廢液收集槽與所述膜電解槽之間通過(guò)輸液管連通，并安裝水泵將所述廢液收集槽中的酸性蝕刻廢液輸入所述膜電解槽中；所述膜電解槽由膜將電解槽分為陰極室和陽(yáng)極室，所述膜電解槽將酸性蝕刻廢液電解析出金屬銅和氯氣，得到酸性蝕刻再生液；

所述回收處理系統(tǒng)還包括用于儲(chǔ)存酸性蝕刻再生液的儲(chǔ)存槽、用于吸收氯氣的氯氣吸收裝置、儲(chǔ)存有濃度為0.5～50％的堿液的堿液反應(yīng)槽和與所述堿液反應(yīng)槽連通的氧化劑收集桶，在所述堿液反應(yīng)槽上安裝有用于對(duì)堿液進(jìn)行加熱的加熱裝置，使所述堿液保持在30～80攝氏度，所述氯氣吸收裝置將析出的氯氣進(jìn)行吸收并導(dǎo)入至所述堿液反應(yīng)槽的堿液中，氯氣與堿液反應(yīng)生成能作為原蝕刻生產(chǎn)中需添加的氧化劑來(lái)使用的混合溶液，反應(yīng)完成后形成的混合溶液輸入所述氧化劑收集桶中。

優(yōu)選地，還包括安裝在所述膜電解槽上方的氯氣傳感器和用于控制所述氯氣吸收裝置的控制模塊，所述控制模塊與所述氯氣傳感器、所述氯氣吸收裝置電氣連接，在所述氯氣傳感器檢測(cè)到氯氣時(shí)，所述控制模塊控制所述氯氣吸收裝置開(kāi)啟。

優(yōu)選地，還包括與所述膜電解槽連通的循環(huán)槽，所述陰極室和陽(yáng)極室分別通過(guò)輸液管與所述循環(huán)槽循環(huán)連通，并分別安裝水泵使酸性蝕刻廢液在所述陽(yáng)極室與所述循環(huán)槽之間及所述陰極室與所述循環(huán)槽之間循環(huán)流動(dòng)；所述氯氣吸收裝置為噴射吸收或噴淋吸收裝置。

優(yōu)選地，所述堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，所述氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鈉、次氯酸鈉以及氯化鈉的混合溶液；所述氫氧化鉀溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鉀、次氯酸鉀以及氯化鉀的混合溶液。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明對(duì)酸性蝕刻廢液進(jìn)行膜電解再生工藝處理，將酸性蝕刻廢液在膜電解再生工藝中產(chǎn)生的氯氣經(jīng)氯氣吸收裝置吸收并導(dǎo)入至濃熱堿液中，反應(yīng)生成混合溶液，生成的混合溶液可作為原蝕刻液生產(chǎn)中需添加的氧化劑來(lái)使用，實(shí)現(xiàn)污染物轉(zhuǎn)化為資源回收再利用，更加環(huán)保，且具有較好經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的酸性蝕刻廢液的回收處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的酸性蝕刻廢液的回收利用方法的工藝流程圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照?qǐng)D1，提出本發(fā)明的一種酸性蝕刻廢液的回收處理系統(tǒng)的實(shí)施例：

一種酸性蝕刻廢液的回收處理系統(tǒng)，包括用于收集蝕刻生產(chǎn)線(xiàn)的酸性蝕刻廢液的廢液收集槽、用于對(duì)酸性蝕刻廢液進(jìn)行電解的膜電解槽、與膜電解槽連通的循環(huán)槽。廢液收集槽與膜電解槽之間通過(guò)輸液管連通，并安裝水泵將廢液收集槽中的酸性蝕刻廢液輸入膜電解槽中。膜電解槽由膜將電解槽分為陰極室和陽(yáng)極室，陰極室和陽(yáng)極室分別通過(guò)輸液管與循環(huán)槽循環(huán)連通，并分別安裝水泵使酸性蝕刻廢液在陽(yáng)極室與循環(huán)槽之間及陰極室與循環(huán)槽之間循環(huán)流動(dòng)。膜電解槽將酸性蝕刻廢液電解析出金屬銅和氯氣，得到酸性蝕刻再生液?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下：

陽(yáng)極室反應(yīng)：

2(CuCl₃)^2-+2Cl^-→2(CuCl₄)^2-+2e

2Cl^-→Cl₂↑+2e

陰極室反應(yīng)：

(CuCl₄)^2-+Cu+2Cl^-→2(CuCl₃)^2-

2(CuCl₃)^2-→2(CuCl₂)^-+2Cl^-

2(CuCl₂)^-+2e→2Cu↓+4Cl^-

2H⁺+2e→H₂↑

回收處理系統(tǒng)還包括用于儲(chǔ)存酸性蝕刻再生液的儲(chǔ)存槽、用于吸收氯氣的氯氣吸收裝置、儲(chǔ)存有濃度為0.5～50％堿液的堿液反應(yīng)槽和與堿液反應(yīng)槽連通的氧化劑收集桶。將分離出的酸性蝕刻再生液收集至儲(chǔ)存槽中。

回收處理系統(tǒng)還包括安裝在膜電解槽上方的氯氣傳感器和用于控制氯氣吸收裝置的控制模塊?？刂颇K與氯氣傳感器、氯氣吸收裝置電氣連接，在氯氣傳感器檢測(cè)到陽(yáng)極室有氯氣析出時(shí)，控制模塊控制氯氣吸收裝置開(kāi)始啟動(dòng)，吸收氯氣。

在堿液反應(yīng)槽上安裝有用于對(duì)堿液進(jìn)行加熱的加熱裝置，使堿液保持在30～80攝氏度。加熱裝置為蒸汽加熱裝置或電加熱裝置。

氯氣吸收裝置將析出的氯氣進(jìn)行吸收并導(dǎo)入至堿液反應(yīng)槽的堿液中。堿液為濃度為0.5～50％，溫度為30～80攝氏度的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液：采用氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鈉、次氯酸鈉以及氯化鈉的混合溶液；采用氫氧化鉀溶液，氫氧化鉀溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鉀、次氯酸鉀以及氯化鉀的混合溶液。

氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)方程式：

2NaOH+CI2＝NaCI+NaCIO+H2O

6NaOH+3CI2＝5NaCI+NaCIO3+3H2O

氯氣與堿液反應(yīng)生成的混合溶液能作為原蝕刻液生產(chǎn)中需添加的氧化劑來(lái)使用，反應(yīng)完成后形成的混合溶液輸入氧化劑收集桶中。

其中，氯氣吸收裝置為噴射吸收或噴淋吸收裝置。氯氣吸收裝置可以為單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。

圖2為本發(fā)明的酸性蝕刻廢液的回收利用方法的工藝流程圖，酸性蝕刻廢液的回收利用方法包括以下步驟：

1)將蝕刻生產(chǎn)線(xiàn)的酸性蝕刻廢液收集至廢液收集槽中，將廢液收集槽中的待處理的酸性蝕刻廢液加入膜電解槽中；膜電解槽由膜將電解槽分為陰極室和陽(yáng)極室，膜電解槽的陰極室和陽(yáng)極室分別與同一循環(huán)槽連通，通過(guò)水泵將酸性蝕刻廢液在膜電解槽的陰極室和陽(yáng)極室與循環(huán)槽之間循環(huán)流動(dòng)；酸性蝕刻廢液在膜電解槽的陰極室和陽(yáng)極室進(jìn)行電解反應(yīng)：

陽(yáng)極室反應(yīng)：

2(CuCl₃)^2-+2Cl^-→2(CuCl₄)^2-+2e

2Cl^-→Cl₂↑+2e

陰極室反應(yīng)：

(CuCl₄)^2-+Cu+2Cl^-→2(CuCl₃)^2-

2(CuCl₃)^2-→2(CuCl₂)^-+2Cl^-

2(CuCl₂)^-+2e→2Cu↓+4Cl^-

2H⁺+2e→H₂→

在陰極室生成金屬銅，在陽(yáng)極室生成氯氣。

2)將步驟1中電解產(chǎn)生的氯氣通過(guò)氯氣吸收裝置吸收并導(dǎo)入至濃熱堿液中，反應(yīng)生成混合溶液，形成的混合溶液能作為原蝕刻液生產(chǎn)中需添加的氧化劑使用。

其中，堿液為濃度為0.5～50％，溫度為30～80攝氏度的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液：采用氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鈉、次氯酸鈉以及氯化鈉的混合溶液；采用氫氧化鉀溶液，氫氧化鉀溶液與氯氣反應(yīng)生成氯酸鉀、次氯酸鉀以及氯化鉀的混合溶液。

氫氧化鈉溶液與氯氣反應(yīng)：

2NaOH+CI2＝NaCI+NaCIO+H2O

6NaOH+3CI2＝5NaCI+NaCIO3+3H2O

3)將步驟2中生成的混合溶液收集在氧化劑收集桶中，作為原蝕刻液生產(chǎn)中需添加的氧化劑來(lái)使用。

4)酸性蝕刻廢液在膜電解槽中電解完成后，得到酸性蝕刻再生液，將酸性蝕刻再生液和生成的金屬銅分離，酸性蝕刻再生液收集至儲(chǔ)存槽中。

在步驟2中設(shè)置有用于檢測(cè)氯氣的氯氣傳感器，在所述氯氣傳感器檢測(cè)到陽(yáng)極室有氯氣析出時(shí)，所述氯氣吸收裝置開(kāi)始啟動(dòng)，吸收氯氣。

在步驟2中，氯氣吸收裝置為噴射吸收缸或噴淋吸收裝置，氯氣吸收裝置可以為單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)。

在步驟2中設(shè)置有用于加熱堿液的加熱裝置。加熱裝置為蒸汽加熱裝置或電加熱裝置。

本發(fā)明對(duì)酸性蝕刻廢液進(jìn)行離子膜電解再生工藝處理，將酸性蝕刻廢液在膜電解再生工藝中產(chǎn)生的氯氣經(jīng)氯氣吸收裝置吸收并導(dǎo)入至濃熱堿液中，反應(yīng)生成混合溶液，生成的混合溶液可作為原蝕刻液生產(chǎn)中需添加的氧化劑來(lái)使用，實(shí)現(xiàn)污染物轉(zhuǎn)化為資源回收再利用，更加環(huán)保，且具有較好經(jīng)濟(jì)效益。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。