[发明专利]酸性蚀刻液及其电解提铜再生利用装置和方法

说明书

本发明提供一种酸性蚀刻液及其电解提铜再生利用装置和方法，具备出色的蚀刻稳定性、蚀刻速度、精细度，具备简单可控原位电解循环利用方式，获得平整光亮的铜板，无蚀刻液膨胀，无氯气产生，无需调配缸进行人为干预调整，再生液可直接回蚀刻机蚀刻线路生产。

技术领域

本发明属于线路板酸性蚀刻领域，尤其涉及到一种酸性蚀刻液及其电解提铜再生利用装置和方法。

背景技术

电路板的线路酸性蚀刻制造过程是采用一种富含盐酸、氯化钠、氯酸钠、氯化铵等的多组分酸性蚀刻子液对覆铜板上的铜箔进行蚀刻(氧化还原反应)形成线路的过程，同时产生是一种富含铜氯化铜、盐酸、氯化钠、氯化铵的成分复杂的含铜酸性蚀刻废液。传统的酸性蚀刻工艺用由最初的用31％盐酸作为子液+空气氧化再生工艺，到用15％盐酸+100g/L氯化铵+有机添加剂络合剂等组成的单液型酸性子液进行酸性蚀刻的工艺，因为这两种酸性蚀刻工艺酸度高、废液氨氮难处理、一价铜含量高不能用于精密线路蚀刻等缺陷逐渐被淘汰。目前线路板酸性蚀刻工艺一般采用31％盐酸，氧化剂(双氧水、次氯酸钠或氯酸钠水溶液)和水三种物料作为子液单独添加，通过日本Aqua公司或上海毅蓝公司产的氯化铜在线检测及自动添加再生控制器ECS9100在线监测H+浓度(如2.0mol/L)、比重(如1.300)和氧化还原电位ORP(如530mV)三个参数来分别反映蚀刻工作液中酸度2.0mol/L、铜离子浓度140g/L和一价铜离子浓度2g/L(ORP值越低表示一价铜含量越高，药水的氧化蚀刻能力越弱，当一价铜浓度超过2g/L，线路蚀刻易出现毛边和蚀刻不尽，蚀刻速度变慢等问题而影响线路板品质和产能)，当酸度低于设定值自动补加盐酸，比重高于设定值自动补加水，ORP低于设定值自动补加氧化剂添加，最后形成了稳定的酸性蚀刻工作液(也叫酸性蚀刻母液)，它的成分组成一般为1.0-3.0mol/L H+浓度，120-160g/L二价铜，1-3g/L一价铜，230-330g/L氯离子，其余水。随着子液不断补充，酸性蚀刻母液溢流出蚀刻机到蚀刻废液储存桶储存成为含铜酸性蚀刻废液。

该含铜酸性蚀刻废液可通过酸性中和沉淀法，置换还原法、蒸馏、电解等化学或物理反应的方法脱除获得含铜酸性蚀刻废液里面的铜，蚀刻液的组分遭到破环，脱铜后的尾液需要进一步环保物理或化学处理，无法进行循环利用，造成很大的环保处置成本和资源浪费。如专利中安徽绿洲危险废物综合利用有限公司CN201910751200.3一种酸性蚀刻液的氢氧化铜及其制备方法，采用电解+氢氧化钠中和制备氢氧化铜；陕西安信显像管循环处理应用有限公司CN201910584325.1一种酸性蚀刻液置换生产氯化亚铁的方法；红板(江西)有限公司CN201410088652.5介绍了一种铁铝置换获得海绵铜和制备聚合氯化铁的方法；广东德同环保科技有限公司CN201910473571.X一种酸性蚀刻液再生方法，介绍了一种通过加氧化剂和减压蒸发获得氯化铜结晶副产物的方法；深圳市新锐思环保科技有限公司CN201710456226.6介绍了一种加硫酸制备硫酸铜的方法；惠州大亚湾亿田环保技术有限公司CN201811002050.8，鲁铭；李晓清；刘琨CN201710665696.3介绍了一种酸碱中和化学沉淀法获得氢氧化铜泥的方法；广东省博罗县湘澧精细化工有限公司CN201710321291.8介绍了一种将酸碱性蚀刻废液中和反应生成碱式氯化铜后，将碱式氯化铜与碱性溶液反应形成氧化铜，再将氧化铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的化学处置的方法；张家港市佰坤物资有限公司CN201810040730.2介绍了一种蒸发+反渗透+电解提铜的工艺方法，赣州明高科技股份有限公司CN201611161135.1介绍了一种蒸馏收集盐酸+结晶脱除氯化钠+电解提铜的方法；陕西瑞凯环保科技有限公司CN201510284808.1介绍了一种酸碱中和沉淀+硫酸酸化渗出+电沉积提铜的方法；西安瑞凯电力科技有限公司CN201310038564.X介绍了一种蒸馏收集盐酸+中和沉淀硫酸酸化+电解提铜的方法，长沙铂鲨环保设备有限公司CN201210477021.3介绍了一种加氧化剂再生结晶获取氯化铜的方法；杭州电子科技大学CN201320581155.X介绍了一种离心分离+结晶的处理装置。以上专利提到的方法成功提取了酸性蚀刻液中的铜，但是形成的脱铜尾液需要环保深度处理或资源化，不能回蚀刻线循环利用。