Способ регенерации железо-меднохлоридны' травильных растворов

Способ регенерации железо-меднохлоридны' травильных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (>>) 548051 (51) М. Кл.

С 25 F 7/02

С 23 6 1/36 т кщкркткбккяк кэактбт йевктк Мкккктркв CCCP

sa декка ккккрвтеккк к кткрыткк () Д

621.3.035.48 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Кучеренко, В.Н. Флеров, Г.В. Королев, E.Ï. Котов, A.M. Прапоров, Г.A. Батова, Г.Л. Меликова и А.И. Коломейчук (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗО-МЕДНО-ХЛОРИДНЫХ

ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

ОП И

ИЗОБ.

К АВТОРСКО (61) Дополнитель (22) Заявлено 17.0 с присоединение (23) Приоритет— (43) Опубликова (45) Дата опубли

Изобретение относится к области химической и электрохимической обработки металлов, в частности к регенерации отработанных травильных растворов медных печатных плат. 5

Известен химический способ регенерации травильных растворов, который является только частичным и осуществляется путем введения сильного разрушающего окислителя в раствор, напри- 10 мер, хлора или перекиси водорода(11.

Однако при регенерации приходится периодически или непрерывно выводить из циркуляции часть раствора, заменяя его свежим, для поддержания постоян- 15 ства концентрации вытравленного металла.

Известен способ регенерации железомедно-хлоридных травильных растворов путем электрохимического окисления в 20 анодном пространстве двухвалентного железа до трехвалентного с одновременным электроосаждением меди на ка- тоде(2).

Однако при регенерации по этому 25 способу наблюдают неэквивалентность катодного и анодного процессов, что приводит к неполной регенерации травильного раствора, из-за чего он должен частично выводится из циркуляции, 80 заменяясь свежим . Кроме того, процесс регенерации сопровождается выделением газообразного хлора, неиспользуемого в процессе.

Предложенный способ отличается тюк, 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 раэа превышающей скорость подачи травильного раствора в катодное пространство.

Способ регенерации осуществляют следующим образсм. Отработанный травильный раствор регенерируют при плотности тока 8-20 а/дмр и температуре

10-40 С путем последовательного пропускания раствора через катодное и анодное пространства электролизерарегенератора, причем в анодном пространстве поток раствора направляют противатоком выделяющемуся хлору со скоростью, превышающей скорость протекания травильного раствора в катодном

548051 в я после ления плат

402,8 - 402,8

435, О

402,8

24,3

183,0

80,0

70,0

351, 3

64,0

199,0

80,0

70,0 хлористое железо

2413

183, 0

80,0

70,0

24,3

183,0

80,0

70,0

199, О

80,0

70,0 хлорная медь хлористый калий соляная кислота

50

50

Объем раствора,А

1,81

1 р 81

1,81 1,81

1,45

Условия регенерации: температура, С

40

40

l7„6 продолжительность, ч

1,5

1,5

15 катодная пространстве, например, в 1,5-20 раз.

Затем раствор направляют на химическое окисление двухвалентного железа и одновалентной меди, непрореагировавших в электролизере-регенераторе, га1зообразным хлором — побочным продуктом электрохимической стадии регенерации путем пропускания последнего через слой раствора определенной высоты, например 10-50 см. )0

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 зависимостью В . f(9), приведенной на чертеже, где Вт — выход по току для процессов; 1 - выделения меди на катоде; 2 — окисления двухвалентного железа на аноде) 3 — выделения газообразного хлора на аноде, а — плотность йв тока в а/дм . Из графика следует, что соответствие затрат тока на полезные

Компоненты травильного раствора

Хлорное железо

Травильная способность раствора, мг /cM ° мин

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

При повышении плотности тока с 3 до 15 а/дм производительность процесса регенерации возрастает в 15 раз, затраты электроэнергии снижаются в

l 5 раза. Появляющееся при этом несоответствие между катодной и анодной стадиями реакции устраняется путем пропускания выделяющегося в электролизе;ре-регенераторе газообразного хлора через слой регенерируемого травильного раствора, переводя израсходованный травильный агент в исходное состояние (FeCP и CeCP2 ) . Дальнейшее увеличение рабочих плотностей тока (см. чертеж) приводит к снижению эффективности процесса вследствие уменьшения катодного выхода по току для выделения меди.

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

Концентрация компонентов, г/л

548051

Продолжение таблицы

50

50

30

120

2;53

2,16

0,3

0,3

Глубина извлечения меди, г!л ° ч

0,34

30

0,3 газообразный хлоР, суточные воды с вредными примесями

Ф

Токовая нагрузка на электролидер

Формула изобретения корость подачи раствора, л1ч в анодном пространстве в катодном пространстве

Высота раствора в химическом растворе, см

Периодичность съема меди с катода, мин

Расход электроэнергии, кбт час

Количество извлекаемой меди, кг

Выход меди по току, Ъ

Потери металла, кг

Выделение вредных продуктов в окружающую среду

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.

1. Способ регенерации железо-медно-хлоридных травильных растворов путем электрохимического окисления в анодном пространстве двухвалентного железа до трехвалентного с одновременньвл электроосаждением меди на катоде, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и интенсификации процесса и защиты окружающей среды, травильный раствор после электролиза дополнительно окисляют

Хлором, выделяющимся на аноде в про цессе электрохимического окисления.

2. Способ по п. 1, .о т л и ч а юшийся тем, что в процессе электрохимического окисления поток травильрого раствора направляют противотоком выделяющемуся хлору со скоростью, не менее чем в полтора раза превышающей скорость подачи травильного раствора в катодное пространство.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

60 1. Справочник по печатным схемам, N. Советское радио, 1972, с. 316.

2. Балагуровой Т.A. и др. Катод ное выделение меди из отработанных

TpBBHJlbHHx pBcTBopoB ЖПХ, 1973, у т. 46, вып. 2, с. 324-320.

548051

1,5 5

Составитель В. Бобок

Техред М, Левицкая Корректор B. Сердюк

Редактор Т. Фадеева

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4069/43 Тираж 646 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5