[实用新型]一种超临界复合电铸体系回收利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电化学沉积加工技术领域，具体涉及一种超临界复合电铸体系回收利用装置及其工作方法。

背景技术

目前，随着微机电系统（MEMS, Micro-Electro-Mechanical System）技术的飞速发展以及对高性能复合材料的迫切需求，复合电铸技术在当前乃至未来都将扮演重要角色。

超临界流体（Supercritical Fluid）是指纯净物质处于临界点（临界压力和临界温度）以上时，所表现出来的一种介于液态和气态的流体。近年来，将复合电铸技术与超临界流体技术相结合，是制备高性能纳米复合材料的一个研究热点。目前，在超临界环境下电沉积制备纳米复合材料与微细零件的工艺方法和装置已有所见。如授权公告号为CN 101092716B的中国专利文献公开了一种超临界流体细微电镀成型工艺及其装置，其以SCF-CO₂为电镀环境进行微结构零件的成型，通过该方法所得的金属电镀层表面沉积均匀、无积瘤，且铸层组织细密平整；又如公布号为CN 102146573A的中国专利文献提出了一种超临界流体电铸成型制备纳米复合材料的方法，其主要是在机械搅拌辅助条件下电沉积制备金属基纳米复合材料。然而，上述发明并未考虑到对超临界电铸液的回收利用。超临界CO₂复合电铸体系包含CO₂气体、化学镀液和复合粒子。电铸完毕排气过程中，液体容易跟随气体排出进入管道和阀门，里面的复合粒子和凝固后的液态镀液会堵塞管道和阀门，严重损耗电铸装置的使用寿命；而且，CO₂直接排入空气中会加剧全球温室效应；而化学镀液对环境污染影响明显，直接排入大自然，对地表水和土壤都是一种灾难；复合粒子在电镀过程中并不能全部进入电铸层，在溶液中还会残余一部分，况且制备复合粒子尤其是纳米级的成本很高，因而将铸液中的复合粒子回收再利用较为经济。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对超临界CO₂复合电铸体系，提供一种使用时能够回收CO₂气体、电铸液和电铸所需要固定粒子以资循环使用，从而有效提高电铸液的使用效率、减少对环境的污染、降低复合电铸经济成本的超临界复合电铸体系回收利用装置及其工作方法。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的超临界复合电铸体系回收利用装置，包括反应釜，反应釜具有排液口、排气口和进气口；其结构特点是：还包括控制阀组、气体过滤器、气体存储器、电铸液存储器、磁力泵、电铸液检测调配组件、复合颗粒回收器、高压泵、CO₂气瓶和压力表；

上述的控制阀组包括气液混合体排出控制阀、电铸液排出控制阀、反应釜气体输入控制阀和补气控制阀；

气体过滤器包括从下到上依次设置并相通气的气液分离室、气体过滤室和气体干燥室；气液分离室通过控制阀组的气液混合体排出控制阀与反应釜的排气口相连接；

气体存储器设有回收气输入口、补气输入口和供气口；气体存储器的回收气输入口与气体过滤器的气体干燥室相连接；气体存储器的补气输入口通过高压泵和补气控制阀与CO₂气瓶相连接；气体存储器的供气口通过反应釜气体输入控制阀与反应釜的进气口相连接；

电铸液存储器设有进液口、出液口和磁力搅拌器；磁力搅拌器设置在电铸液存储器的底部；电铸液存储器的进液口通过电铸液排出控制阀与反应釜的排液口相连接；

磁力泵设有进液口、出液口和可拆卸式吸附滤芯；磁力泵的进液口与电铸液存储器的出液口相连接；

电铸液检测调配组件包括离子检测槽、离子测量仪和复合电铸液调配槽；离子检测槽设有进液口、出液口、检测出液口和排废口；离子检测槽的进液口与磁力泵的出液口相连接；离子测量仪通过离子检测槽的检测出液口与离子检测槽相连接；离子检测槽的排废口用于排出废液；离子检测槽的出液口与复合电铸液调配槽相连接；

复合颗粒回收器用于回收反应釜放出的复合电铸液中的有用固体颗粒；复合颗粒回收器包括焚烧单元、沉降分离单元、清洗干燥单元和检测单元；

高压泵和CO₂气瓶用于当气体存储器内CO₂不足时向气体存储器内补充CO₂气体；压力表用于检测反应釜内的气压，压力表设置在反应釜气体输入控制阀与反应釜的进气口之间。