一种印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法技术

本发明专利技术公开了一种印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法，包括以下步骤：（1）在预镀槽中，以非铜金属作为预镀阴极进行预镀，从而在所述的预镀阴极上预镀上一层金属铜；（2）将所述的预镀阴极取出，作为电解阴极置于电解槽中，对铜离子浓度为1～200g/L、酸度为0.5～4M的酸性蚀刻废液进行电解再生处理，在所述的电解阴极表面上析出金属铜；（3）电解再生结束后，将所述的电解阴极取出，剥离并收集所述电解阴极表面的铜皮。该方法能使电解析出的铜在电解阴极上形成平整的铜面，易于整块剥离收集，且不会对电解液造成污染，使其能直接回用到蚀刻生产线上。生产线上。生产线上。

【技术实现步骤摘要】
一种印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法


[0001]本专利技术属于印刷线路板蚀刻废液回收领域，具体涉及一种印刷线路板的酸性蚀刻废液电解再生方法。

技术介绍

[0002]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。故印刷线路板(PCB)生产工厂每天都有大量的含铜废液产出，蚀刻工艺中所使用的蚀刻液包括酸性蚀刻液和碱性蚀刻液，对应所产生的蚀刻废液分别为酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液。
[0003]所述的酸性蚀刻液即为酸性氯化铜蚀刻液，其主要成分为氯化铜、盐酸、可选的氯盐、及可选的添加剂，还有部分酸性蚀刻液同时含有铜和铁、铜和镍、铜和铁和镍等多种金属离子的组合。下文的酸性蚀刻废液即是指由其所产生的废液。
[0004]所述的碱性蚀刻液即为碱性氯化铜蚀刻液，其主要成份为铜盐、氯化铵、氨、水、可选的碳酸盐、及可选的添加剂；其中，碳酸盐通常采用碳酸铵以及碳酸氢铵。下文的碱性蚀刻废液即是对应其所产生的废液；为了保持蚀刻生产线上的碱性蚀刻液的成分稳定，需要不断地添加蚀刻补充液和/或补投氨水，所述的蚀刻补充液称为碱性蚀刻子液。
[0005]在实际的蚀刻生产过程中，为了保持上述蚀刻液的成分稳定，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，从而产生大量蚀刻废液。其中，酸性蚀刻废液的成分及浓度与酸性蚀刻液非常相近，含有大量的铜离子，若直接排放到自然水系中会造成重金属污染，故我国禁止企业直接排放，必须进行环保处理。
[0006]目前业界一般采用将其外售给环保危废公司进行处理，部分有条件的企业也会采用电解设备在工厂内直接对其进行电解回收铜，并再生成为酸性蚀刻液循环利用。
[0007]现有技术中，所述酸性蚀刻废液的电解处理采用酸性蚀刻废液或投加了添加剂和/或水和/或已有成分原料进行调整的酸性蚀刻废液作为电解液，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，而电解阳极上发生金属离子的氧化反应和/或氯气的生成反应。所述电解过程的主要电化学反应式如下：
[0008]阳极：Cl-–
e-→
1/2Cl2↑
；
[0009]Cu
+
–
e-→
Cu
2+
；
[0010]阴极：Cu
2+
+e-→
Cu
+
；
[0011]Cu
+
+e-→
Cu。
[0012]对于含有铁和/或镍的酸性蚀刻废液，除上述电化学反应以外，还会发生以下反应：
[0013]阳极：Fe
2+
–
e-→
Fe
3+
；
[0014]阴极：Fe
3+
+e-→
Fe
2+
。
[0015]所述的电解回收铜工艺理想的情况是：能在电解阴极上形成结构较为密致并可以整块剥落电解析出的铜皮，或者直接采用薄铜板作为阴极电解析铜后作整块铜板收集，则
能更方便收集和存放电解所得的金属铜。
[0016]然而，现有的酸性蚀刻废液电解回收铜工艺存在以下缺陷：
[0017](1)在现有酸性蚀刻废液电解回收铜工艺中，电解阴极通常是使用钛金属或者薄铜板作为电解阴极，当采用非铜金属(如钛材)作为电解阴极时，电解阴极上析出的铜层会变得松散易碎，难以形成完整的析铜板块，不便于收集。
[0018]由于酸性蚀刻废液中含有大量氯离子，在非铜金属的电解阴极上析出的铜层会因受到所述酸性电解液的返蚀而变得疏松且凹凸不平，且随着电解的继续进行，铜面的凹凸差增大后，会进一步更加剧电流尖端放电效应，即电解电流会集中到电解阴极表面上的铜粗糙粒点处，使粗糙粒迅速增大；其他部分的铜面则因电流过小而难以继续沉积铜，并在酸性蚀刻废液所含氯化铜和/或氯化铁等蚀铜剂的腐蚀作用下，这些部分的铜面不断变薄，进而使铜面变得更加粗糙甚至在铜面粗粒点上长出针刺，形成恶性循环，致使电解阴极上析出的铜层变得松散易碎，难以形成完整的析铜板块，需要用铲子把整个电解阴极表面刮一遍才能完成收集，较为耗时耗工，甚至还会出现部分铜层在电解过程中和/或取出电解阴极的过程中脱落并落入电解池中的情况，不便于收集。
[0019]现有技术对上述缺陷的一种解决方案是，在所述的酸性蚀刻废液中添加有机光亮平整剂后再进行电解，以解决电解析出的铜层疏松、毛刺多的难题。然而加投光亮平整剂会使得酸性蚀刻废液在电解处理后，若将电解液作为再生蚀刻液回用到蚀刻生产线上，其中的光亮平整剂会影响蚀刻反应，进而影响到蚀刻生产质量，无法很好地实现酸性蚀刻废液环保循环再用的目的。
[0020]现有技术对上述缺陷的另一种解决方案是，在阴极上涂敷导电油再进行电解作业。这种方法能使电析出的铜皮更容易被剥离收集，在一定程度上减轻收取铜皮时造成的铜皮破碎情况。然而，此法会导致阴极电解液受到导电油的污染，若回用到蚀刻生产线上时也会影响蚀刻反应，进而影响生产速度和蚀刻质量。
[0021](2)使用铜薄板作为电解阴极时，回收铜的成本较高。
[0022]采用薄铜板作电解阴极时，是将其表面析出的铜连同薄铜板电极作为整块铜板进行收集的，故薄铜板作电解阴极是一次性使用，不能像钛阴极那样可重复使用，导致回收铜的成本较高。因为电解回收的铜尽管包含了薄铜板芯，但只能按回收铜的价格卖，卖不出购买新薄铜板的市场价，导致成本较高。
[0023](3)现有技术的电解阴极无法使用含铁金属，导致其工艺的设备成本偏较高。
[0024]现有技术中，由于酸性蚀刻废液中含有的大量氯离子会严重攻击腐蚀铁、不锈钢或其他含铁合金，故现有的酸性蚀刻电解再生工艺中无法使用铁材、不锈钢或其他含铁合金作为电解阴极。常用的电解阴极采用的是薄铜板或钛金属。由于铜材的市场价格约为铁材的十多倍、不锈钢的四倍，钛材的市场价格更高，约为铁材的数十倍、不锈钢的十倍，故现有技术会明显加大其工艺设备成本。

技术实现思路

[0025]本专利技术的目的在于提供一种印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法，该方法能使电解析出的铜在电解阴极上形成平整的铜面，易于整块剥离收集，且不会对电解液造成污染，使其能直接或者调配后回用到蚀刻生产线上。
[0026]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0027]一种印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法，包括以下步骤：
[0028](1)设置预镀槽进行预镀阴极的预镀铜
[0029]在预镀槽中，以非铜金属作为预镀阴极进行预镀，从而在所述的预镀阴极上预镀上一层金属铜；
[0030](2)用预镀阴极作为电解再生工艺的电解阴极进行所述酸性蚀刻废液的电解再生
[0031]将所述的预镀阴极取出，作为电解阴极置于电解槽中，对铜离子浓度为1～200g/L、酸度为0.5～4M的酸性蚀刻废液进行电解再生处理，在所述的电解阴极表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）设置预镀槽进行预镀阴极的预镀铜在预镀槽中，以非铜金属作为预镀阴极进行预镀，从而在所述的预镀阴极上预镀上一层金属铜；（2）用预镀阴极作为电解再生工艺的电解阴极进行所述酸性蚀刻废液的电解再生将所述的预镀阴极取出，作为电解阴极置于电解槽中，对铜离子浓度为1～200g/L、酸度为0.5～4M的酸性蚀刻废液进行电解再生处理，在所述的电解阴极表面上析出金属铜；（3）收集电解阴极上析出的金属铜电解再生结束后，将所述的电解阴极取出，剥离并收集所述电解阴极表面的铜皮；其中，所述步骤（1）所使用的预镀液为：
①
镀铜电镀液；或，
②
碱性蚀刻废液和/或碱性蚀刻液；或，
③
包括成分A和成分B的混合液，所述成分A为碱性蚀刻废液和/或碱性蚀刻液，所述成分B为氨和/或无机碱；或，
④
包括成分C和成分D的混合液，所述成分C为酸性蚀刻液和/或酸性蚀刻废液，所述成分D为碱性蚀刻废液和/或碱性蚀刻液和/或碱性蚀刻子液和/或氨和/无机碱。2.根据权利要求1所述的印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法，其特征在于，在所述预镀液
④
中，当所述的预镀液同时含有氨，还含有酸性蚀刻液和/或酸性蚀刻废液时，所述的预镀液调配至pH值＜4，或pH值＞5，所述的氨来源自氨气、液氨、氨水、碱性蚀刻液、碱性蚀刻废液或碱性蚀刻子液中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的印刷线路板酸性蚀刻废液电解再生方法，其特征在于，在所述预镀液...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶涛，
申请(专利权)人：叶涛，
类型：发明
国别省市：