Способ регенерации железо-меднохлоридны' травильных растворов Советский патент 1977 года по МПК C25F7/02 C23G1/36 

1

Изобретение относится к области химической и электрохимической обработки металлов, в частности к регенераци отработанных травильных растворов медных печатных плат.

Известен химический способ регенерации травильных растворов, который является только частичным и осуществляется путем введения сильного разрушающего окислителя в раствор, например, хлора или перекиси водорода 1.

Однако при регенерации приходится периодически или непрерывно выводить из циркуляции часть раствора, заменяя его свежим, для поддержания постоянства концентрации вытравленного металла.

Известен способ регенерации железомедно-хлоридных травильных растворов путем электрохимического окисления в анодном пространстве двухвалентного железа до трехвалентного с одновреMeHHEJM электроосаждением меди на катоде 2 .

Однако при регенерации по этому способу наблюдают неэквивалентность катодного и анодного процессов, что приводит к неполной регенерации травильного раствора, из-за чего он должен частично выводится из циркуляции,

заменяясь свежим. Кроме того, процесс регенерации сопровождается выделением газообразного хлора, неиспользуемого в процессе.

Предложенный способ отличается тем, что с целью повышения эффективности и интенсификации процесса и защиты окружающей среды травильный.раствор после электролиза дополнительно окисляют хлором, выделяющимся на аноде в процессе электрохимического окисления. При этом поток травильного раствора в процессе электрохимического окисления направляют противотоком выделяющемуся хлору со скоростью, не менее чем в полтора рада превышающейскорость подачи травильного раствора г в катодное пространство.

Способ регенерации осуществляют

следующим образом. Отработанный травильный раствор регенерируют при плотности тока 8-20 а/дм и температуре 10-40 С путем последовательного пропускания раствора через катодное и

анодное пространства электролизерарегенератора, причем в анодном пространстве поток раствора направляют противотоком выделяющемуся хлору со скоростью, превышающей скорость протекания травильного раствора в катодном

пространстве, например, в 1,5-20 раз. Затем раствор направляют на химическое окисление двухвалентного железа и одновалентной меди, непрореагировавших в электролизере-регенераторе, гаСообразным хлором - побочным продуктом электрохимической стадии регенерации путем пропускания последнего через слой раствора определенной высоты, например 10-50 см.

Способ может быть использован как для непрерывной, так и для периодической регенерации травильных растворов.

Эффективность работы одного электролиза-регенератора (без химического реактора), имеющего титановые катоды и графитовые аноды для процессов выделения меди, окисления двухвалентного железа и выделения газообразного хлора, оценивают графической зависимостыо ЕТ i(D) , приведенной на чертеже, где B - выход по току для процессов 1 - выделения меди на катоде; 2 - окисления двухвалентного железа на аноде; 3 - выделения газообразного хлора на аноде, плотность тока в а/дм . Из графика следует, что соответствие затрат тока на полезные

катодный и анодный процессы регенерации достигается только при низких плоностях тока (до 2 а/дм ), так как в этом случае не происходит выделения газообразного хлора, хотя производитеность процесса очень низкая.

При повышении плотности тока с 3 до 15 а/дм производительность процесса регенерации возрастает в 15 раз затраты электроэнергии снижаются в 1,5 раза. Появляющееся при этом несоответствие между катодной и анодной стадиями реакции устраняется путем прпускания выделяющегося в электролизере-регенераторе газообразного хлора через слой регенерируемого травильного раствора, переводя израсходованный травильный агент в исходное состояние (FeCPj и СиСРг ) Дальнейшее увеличение рабочих плотностей тока (см, чертеж) приводит к снижению эффективности процесса вследствие уменьшения Катодного выхода по току для вьвделения меди.

Технико-экономические характеристики различных способов регенерации отработанных травильных растворов приведены в таблице.

402,8 351,3

24,3 64,0

183,0 199,0

80,0 80,0

70,0 70,0

50 50

раст1,81 1,45

40 40

- - 402,8 24,3

183,0 80,0 70,0 50

1,81

1,81

1,81

40

0 40 3 17,6

1

1,5

15 15 1,5

СКОРОСТЬ подачи раствора, А(ч в анодном пространстве

в катодном пространстве

Высота раствора в химическсял растворе, см

Периодичность съема меди с катода, иин

Расход электроэнергии, кЬт ча

Количество извлекаемой меди, кг

Глубина извлечения меди, а /л ч

Выход меди по току, % Потери металла, кг

Выделение вредных продуктов в окружающую среду

Токовая нагрузка на электролидер

Из данных таблицы видно, что использование предложенного способа исключают выделение газообразного хлора в атмосферу, загрязнение биосферы сточными водами, несовместимость длительности операции растворения хлора и электролиза травильного раствора. Кроме того, повышается производительность труда более чем в 17 раз, увеличивается количество извлеченной меди в единицу времени примерно в два раза и сокращается расход электроэнергии, а также расход химикатов.

Формула изобретения

Продолжение таблицы

50 50 50 50

30

120 10 2-, 53 2,16

0,3

0,3

0,34 6 30 53

0,3

газообразный хлор, суточные воды с вредными примесями

отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности и интенсификации процесса и защиты окружающей среды,.травильный раствор после электролиза дополнительно окисляют Хлором, выделяющимся на аноде в проtiecce электрохимического окисления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

т. 46, вып. 2, с. 324-323.

Вт /с

15

20