專利名稱：從微蝕、酸洗產(chǎn)生的低濃度含銅廢液中電解回收銅的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種從低濃度含銅廢液中電解回收銅的裝置，特別涉及一種從印
制電路板的微蝕、酸洗工藝產(chǎn)生的低濃度含銅廢液中電解回收銅的裝置。
背景技術(shù)：
印制電路板(Printed Circuit Board,簡稱PCB)是電子產(chǎn)品的基本零部件，由于 電子工業(yè)的蓬勃發(fā)展，PCB的需求量也不斷增加，而PCB的制作過程中會產(chǎn)生大量含銅廢 液，若直接排入環(huán)境，不僅造成資源浪費，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，因此，對于含銅廢液的回收處 理意義非常重大。 PCB制造過程中產(chǎn)生的含銅廢液主要包括含銅量較高的酸性或堿性蝕刻廢液(銅 含量一般在100g/L以上)和微蝕、酸洗制程產(chǎn)生的低濃度含銅廢液(銅含量一般僅為3 30g/L左右)。目前，低濃度含銅廢液的治理仍以末端治理為主，微蝕和酸洗這部分低濃度 含銅廢液由于回收利用的價值比較小，絕大多數(shù)企業(yè)僅將其納入廢水系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的化 學(xué)沉淀、絮凝沉淀等方法進行一般的工業(yè)廢水處理后達標(biāo)排放，然后再將得到的含銅污泥 或銅泥轉(zhuǎn)移到相關(guān)的回收處理單位。這些方法在處理過程中需投入大量藥劑，不僅增加了 廢水處理的負擔(dān)和成本，而且最終產(chǎn)生了大量的銅污泥，造成環(huán)境的二次污染。 國家"十一五"規(guī)劃對電子行業(yè)的發(fā)展提出了新的要求大力開展節(jié)能新技術(shù)，減 少污染物排放總量，控制或避免重金屬污染對生態(tài)環(huán)境及人類健康的威脅，因此實現(xiàn)清潔 生產(chǎn)已成為電子業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，重金屬污染治 理已從末端治理向清潔生產(chǎn)工藝和物質(zhì)循環(huán)利用等綜合防治階段發(fā)展。因此，以清潔生產(chǎn) 為理念的含銅廢液循環(huán)再生技術(shù)已成為PCB行業(yè)污染治理的新趨勢。 考慮到微蝕和酸洗等低濃度含銅廢液仍有一定的回收價值，但采用與蝕刻廢液相 同的綜合利用方法回收成硫酸銅等產(chǎn)品的成本又過高。所以，應(yīng)選擇一種經(jīng)濟合理、技術(shù)可 行的方法對其進行回收處理。電解法是近年來公認的清潔生產(chǎn)工藝，廣泛應(yīng)用于各類重金 屬廢液的資源回收和重金屬廢水處理，但目前電解裝置的電極主要為板式，板式電解法存 在的主要問題是電極有效面積小，電流密度小，電解效率不高。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種從微蝕、酸洗產(chǎn)生的低濃度含銅廢液中電解回收銅的裝置， 解決現(xiàn)有電解裝置存在的電解效率不高的問題。 為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種從微蝕、酸洗產(chǎn)生的低濃度 含銅廢液中電解回收銅的裝置， —電解槽槽體，該電解槽槽體內(nèi)交替插設(shè)有陽極網(wǎng)和陰極板，陽極網(wǎng)和陰極板之 間的極距為80mm 120mm， 所述電解槽槽體的一側(cè)設(shè)有進水管，另一側(cè)對應(yīng)設(shè)有出水管，所述進水管通過水 泵與出水管連接。[0010] 所述電解槽槽體的底部設(shè)有通氣管，該通氣管的管壁上分布有曝氣孔； 所述電解槽槽體上蓋接有密封蓋，該密封蓋上開設(shè)有排氣口 。 上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下 1、上述方案中，所述進水管和出水管在電解槽槽體內(nèi)均有延伸段，該延伸段的端 部封閉，其管壁上分布有通水孔。 2、上述方案中，所述電解槽槽體的底部為漏斗形，在該漏斗形的底端設(shè)有排渣口。 3、上述方案中，所述陽極網(wǎng)上套設(shè)有保護袋。 4、上述方案中，所述每塊陽極網(wǎng)上設(shè)有一陽極掛架，該陽極掛架由多根平行布置 的豎向集電條和與各豎向集電條一端固定連接的橫向集電條構(gòu)成，該多根豎向集電條的另 一端與陽極網(wǎng)固定連接。 5、上述方案中，所述每塊陰極板上設(shè)有一陰極掛架，該陰極掛架由多根平行布置 的豎向集電條和與各豎向集電條一端固定連接的橫向集電條構(gòu)成，該多根豎向集電條的另 一端與陰極板固定連接。 6、上述方案中，電解回收銅是運用電化學(xué)反應(yīng)的原理，利用電極間的電位差為驅(qū) 動力，在電極與電解液的界面發(fā)生如下氧化還原反應(yīng) 陽極反應(yīng)2H20 — 4H++02+4e— 陰極反應(yīng)Cu2++2e— — Cu 2H++2e—— H2 由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點 本實用新型針對低濃度的酸性含銅廢液，采用小極距多片平行間隔排列的陰陽極
板，減少陰陽極板的間距，增加電極的有效面積，同時通過通氣裝置使電解廢液循環(huán)流動，
有效提高了電解效率，同時陽極板采用鍍鉑鈦不溶性陽極網(wǎng)，不易腐蝕及鈍化，該裝置操作
方便，回收銅的純度達99. 5%以上，銅板鍍層均勻、緊密。

附圖1為本實用新型的俯視圖； 附圖2為附圖1的A-A剖視示意圖； 附圖3為附圖1的B-B剖視示意圖； 附圖4為陰極板和陰極掛架組合示意圖； 附圖5為陽極網(wǎng)和陽極掛架組合示意圖； 附圖6為密封蓋示意圖； 附圖7為通氣管示意圖。 以上附圖中1、電解槽槽體；2、陽極網(wǎng)；3、陰極板；4、進水管；5、出水管；6、通氣 管；7、密封蓋；8、延伸段；10、陰極掛架；11、豎向集電條；12、橫向集電條；13、陽極掛架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述 實施例一種從微蝕、酸洗產(chǎn)生的低濃度含銅廢液中電解回收銅的裝置 參見附圖1、附圖2、附圖3、附圖4、附圖5、附圖6和附圖7所示，電解裝置設(shè)計如下 電解裝置主要包括電解槽槽體1、陽極網(wǎng)2、陰極板3和密封蓋7。 (1)電解槽槽體1的尺寸為1200mmX 1000mmX 1200mm，電解槽槽體1材料為厚度 10mm的聚丙烯(PP)板。電解槽槽體1的相對面分別設(shè)有進水管4和出水管5，通過外設(shè)水 泵(圖中未示出)的作用，使廢液從出水管5至水泵再至進水管4，實現(xiàn)微蝕、酸洗產(chǎn)生的 低濃度含銅廢液持續(xù)循環(huán)進出。進水管4和出水管5為圓柱形PP管，其在電解槽槽體1內(nèi) 的延伸段的管壁上設(shè)有通水孔，端部封閉，管子直徑約為80mm，管長850mm，通水孔的布置 為周向均布10孑L縱向均布30孑L孔徑約為24. 7mm，孔距約27. 4mm，通水孔的作用是在循 環(huán)進水、出水時達到布水均勻的目的。在進水管4的同側(cè)還安裝了一通氣管6，通氣管6直 徑為32mm，上面布置了若干曝氣孔，同樣周向均布10孔，縱向均布30孔，可在電解槽槽體1 外備一個鼓風(fēng)機(圖中未示出)，通過通氣管6向電解槽槽體1內(nèi)廢液持續(xù)曝氣。電解槽 槽體1底部用PP板設(shè)計成漏斗形，同時在漏斗形的底部設(shè)有一個排渣口，便于掉落的銅粉 和其他廢渣的排放收集。電解槽槽體1相對的兩個槽邊上分別裝兩條導(dǎo)電板，根據(jù)陽極網(wǎng) 2和陰極板3的數(shù)目，在兩條導(dǎo)電板上交叉安裝若干端子，端子的間距僅為lcm，并通過外界 整流器向?qū)щ姲骞╇?。在電解過程中，電解槽槽體l內(nèi)的廢液通過進水管4和出水管5保 持循環(huán)流動。 (2)電解槽槽體1內(nèi)交替插設(shè)有陽極網(wǎng)2和陰極板3，陽極網(wǎng)材質(zhì)采用鍍鉑鈦不溶 性陽極網(wǎng)，比較耐用，不易鈍化、腐蝕，導(dǎo)電性好，尺寸為600mmX500mm，為了延長使用壽命， 陽極網(wǎng)套設(shè)有保護袋。陰極板3則為純銅板，尺寸為750mmX600mm，根據(jù)電解槽槽體l的大 小，陽極網(wǎng)2選5塊，陰極板3選4塊，陰極板3的有效面積為360dm2，陽極網(wǎng)2和陰極板3 之間的距離為100mm。陽極網(wǎng)2和陰極板3各自通過陰、陽極掛架安裝在電解槽槽體1上。 每塊陽極網(wǎng)2上設(shè)有一陽極掛架13，該陽極掛架13由3根平行布置的豎向集電條11和與 各豎向集電條11 一端固定連接的橫向集電條12構(gòu)成，該3根豎向集電條11的另一端與陽 極網(wǎng)2固定連接。所述每塊陰極板3上設(shè)有一陰極掛架IO，該陰極掛架10由3根平行布置 的豎向集電條11和與各豎向集電條11 一端固定連接的橫向集電條12構(gòu)成，該3根豎向集 電條11的另一端與陰極板3固定連接。豎向集電條11和橫向集電條12起的作用是支撐 陽極網(wǎng)2或者陰極板3，并向陽極網(wǎng)2和陰極板3供電，豎向集電條11長為450mm，橫向集 電條12兩端裝有導(dǎo)電插件，通過導(dǎo)電插件與導(dǎo)電板上的端子配套連接，同一性質(zhì)的電極板 安裝在同一條導(dǎo)電板上。整流器的正負極分別與陽極網(wǎng)2和陰極板3所在的導(dǎo)電板連接。 (3)密封蓋7的兩邊配有凹口 ，正好與電解槽槽體1配套密封，蓋子頂上設(shè)有一個 排氣口 ，因為電解會產(chǎn)生氫氣、氧氣和其他一些酸霧，需將廢氣抽入廢氣處理設(shè)施。 電解工藝要求如下 (1)電鍍前陰極板要拋光、酸洗，去除氧化膜，以增加銅層附著力，回收銅均勻性 高，無尖端效應(yīng)。為操作方便，在實際工業(yè)生產(chǎn)中，可設(shè)計利用自動行車將電極取出。 (2)電解槽的尺寸，陰陽極板的間距、數(shù)量和有效面積可根據(jù)處理的廢液量來確 定。通常陰陽極板的間距越小，電流密度越大，電解效率越高，但要防止電解過程中短路的 發(fā)生。為了防止陰極邊緣電流過強長樹枝結(jié)晶，原則上陽極有效面積比陰極要小點。陽極 板可考慮采用保護袋，以延長使用壽命，同時也可防止電解出的銅顆粒與陽極接觸而溶解。
(3)根據(jù)陰極板的有效面積，算出電解所需電流強度的范圍，通過調(diào)節(jié)電解電壓來進行電解。針對低濃度的含銅廢液，電解銅工藝的電壓控制最適電流密度在1 2A/dm2，如 電流密度過高，陰極板表面會產(chǎn)生黑色粉末。 (4)調(diào)節(jié)電解溶液的pH值，控制pH < l，可以盡可能得到銅板，減少銅粉的產(chǎn)生。 (5)回收設(shè)備為密閉式電解槽，同時配有抽氣裝置，因為電解會產(chǎn)生氫氣、氧氣等 廢氣，以疏散氣體，造成良好的電解環(huán)境。 (6)進行電解時，電解槽內(nèi)的廢液保持循環(huán)進出，同時使用鼓風(fēng)機向槽內(nèi)通氣，進 一步使電解液循環(huán)流動，克服低濃度離子傳輸?shù)馁|(zhì)傳問題，增加鍍層的緊密、均勻性，并可 有效回收處理到較低的金屬濃度。 (7)電解后的含銅廢液中銅的濃度可降到lg/1以下，廢液排入廢水處理設(shè)施繼續(xù) 處理后達標(biāo)排放，銅板可出售，收集散落的銅粉可繼續(xù)提純回收。 上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù) 的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。 凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求一種從微蝕、酸洗產(chǎn)生的低濃度含銅廢液中電解回收銅的裝置，其特征在于一電解槽槽體，該電解槽槽體內(nèi)交替插設(shè)有陽極網(wǎng)和陰極板，陽極網(wǎng)和陰極板之間的極距為80mm～120mm；所述電解槽槽體的一側(cè)設(shè)有進水管，另一側(cè)對應(yīng)設(shè)有出水管，所述進水管通過水泵與出水管連接；所述電解槽槽體的底部設(shè)有通氣管，該通氣管的管壁上分布有曝氣孔；所述電解槽槽體上蓋接有密封蓋，該密封蓋上開設(shè)有排氣口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解回收銅的裝置，其特征在于所述進水管和出水管在電 解槽槽體內(nèi)均有延伸段，該延伸段的端部封閉，其管壁上分布有通水孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解回收銅的裝置，其特征在于所述電解槽槽體的底部為 漏斗形，在該漏斗形的底端設(shè)有排渣口 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解回收銅的裝置，其特征在于所述陽極網(wǎng)上套設(shè)有保護袋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解回收銅的裝置，其特征在于所述每塊陽極網(wǎng)上設(shè)有一 陽極掛架，該陽極掛架由多根平行布置的豎向集電條和與各豎向集電條一端固定連接的橫 向集電條構(gòu)成，該多根豎向集電條的另一端與陽極網(wǎng)固定連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解回收銅的裝置，其特征在于所述每塊陰極板上設(shè)有一 陰極掛架，該陰極掛架由多根平行布置的豎向集電條和與各豎向集電條一端固定連接的橫 向集電條構(gòu)成，該多根豎向集電條的另一端與陰極板固定連接。
專利摘要本實用新型針對印刷電路板企業(yè)產(chǎn)生的銅含量偏低、回收存在較大難度的微蝕、酸洗含銅廢液，進行電解回收銅的電解裝置研究。本電解裝置采用小極距多片平行間隔排列的陰陽極板，陽極板采用鍍鉑鈦不溶性陽極網(wǎng)，同時通過循環(huán)裝置使電解廢液循環(huán)流動，有效提高了電解效率，該裝置實現(xiàn)了銅資源的回收利用，減輕了廢液后續(xù)處理的壓力，這將有效解決PCB生產(chǎn)中處境尷尬的一類廢液的資源回收問題，同時創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。
文檔編號C25C7/00GK201534880SQ200920283659
公開日2010年7月28日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者朱國華, 陳慧科, 高雪建 申請人:蘇州天地環(huán)境科技有限公司