設備原理

堿性蝕刻液萃取再生電解設備的開發目的是一種使蝕刻生產工序廢液零排放的清潔生產技術。即銅蝕刻液再生循環設備，它由三塊集成：

1，蝕刻液配方及循環再生技術，其中包括性能優良的蝕刻液組份調節劑成分的選擇；

2，從廢蝕刻液中無損分離銅的技術，它由萃取分離技術和專用設備制造技術組成；

3，電解銅技術，通過使用不溶性陽極板等特殊設備將廢蝕刻液中的銅離子轉化成高純電解銅的技術。蝕刻液再生循環設備實際上是一個完整的系統，該系統植入蝕刻工序后，不但可使其成為清潔生產工藝，同時可使該工序處于蝕刻的最佳狀態，即在添加新液時使溶液混合時間最短、銅離子濃度梯度最少、蝕刻速度最快，側蝕最??；在物料使用總量上大大減少。

再生循環過程僅消耗少量蝕刻鹽、組份調節添加劑和調節PH的酸堿，物耗總量減少96%以上；整個再生循環過程上變有危害的大量液體廢物為工業應用廣泛的寶貝——金屬銅，它可以為冶金、材料加工及化工業行業直接使用，大幅提高PCB企業的經濟收益；使PCB蝕刻工序的總成本（包括添加劑消耗、電力、設備維護等）比原來的（蝕刻液消耗、電力、水和廢水處理費等）降低75%以上，使蝕刻工序這個倍受關注的產生危險廢液的工序變成為一個清潔生產工序。

蝕刻液再生循環系統是與PCB企業蝕刻工序配套的清潔生產設備，它全天候為PCB企業的蝕刻工序提供蝕刻液及氨洗液，它與常規的環保治污設備不同的是，它是在線隨機封閉式循環運行,蝕刻液循環再生設備還產出價值十分可觀的副產品——金屬銅，其價值遠大于設備運行過程的水電、人工和物耗成本，使PCB蝕刻工序成為含銅廢液零排放清潔生產工序變為現實。

（1）開發理念

蝕刻液循環再生系統是將精細化工、萃取工藝、有色冶金、電解工藝、環境工程、自動化控制、進行隱含和復合的高附加值技術組合。我公司開發者從工藝的成熟性、可操作性、穩定性、品質控制技術、安全性等全方位研發，針對我國線路板蝕刻工序的特點，總結了目前囯內外同類型產品性能，研發了專用銅萃取分離技術，該技術完全符合我國蝕刻工藝要求及環境要求，優于目前囯內其它廢蝕刻液處理技術。

（2）開發戰略

技術開發戰略是從污染源頭來預防而不是被動地從事后治理污染的角度出發。對PCB企業各工序的污染源特征進行本質分析，以確定其采用循環使用、清潔生產的技術可能性；針對各工序（即污染源）產出的不同類型液體廢物（廢蝕刻液、一次洗滌氨廢水、）之具體特點，分別實行資源化、和無害化戰略，對其有價值部分進行回收，有用部分進行完全回用，以確保PCB企業蝕刻工序在生產品質上更穩定、含銅廢液零排放、使生產成本大幅降低（≥75%）。

（3）開發原理

自控銅無損分離系統：是將廢蝕刻液中的銅離子通過富銅劑從廢液中無損分離銅離子,并將銅離子移送到銅電積系統，釋放銅離子后的貧銅劑再回到此系統繼續工件。

銅電積系統：富銅劑中的銅離子釋放到此系統中，通過電積提取高純度電解銅。蝕刻液存儲及組份調節系統：系統將已降低銅含量的蝕刻液通過組份調節，使Cu2＋、Clˉ、PH值達到生產要求,待生產所用。系統工作時，整個系統物料實現無排放封閉式循環運行。

蝕刻液再生循環系統工作原理圖

（4）工作原理（即四個循環）

在線路板的蝕刻工序中,蝕刻液中銅離子含量會逐漸上升而使蝕刻性能下降。要使蝕刻液達到最佳工作狀態,須將蝕刻液中的Clˉ、Cu 、PH值調整到最佳范圍內,通常采取不斷添加子液,溢流排放母液(廢蝕刻液)來調整上述各種成份達最佳濃度,從而恢復蝕刻液性能。蝕刻液再生循環系統將生產中已失去功效的藥液(廢蝕刻液)采取無損分離降低銅離子濃度至生產需求的合理范圍,添加少量的補充液使Cu 、Clˉ、PH值恢復到最佳蝕刻狀態,同時對蝕刻工序中氨水洗液經再生系統處理后也可循環使用,使蝕刻工序含銅廢水零排放，同時，過程物料也再生循環使用以達到清潔生產的目地（即蝕刻液－氨水洗液－硫酸－富銅劑(國產銅萃取劑)四個物料閉路循環）。

藍色線條是系統的第一個循環系統,廢蝕刻液經該系統MX1處理后銅離子被吸附分離出來,處理后的蝕刻液經調配后返回蝕刻機被循環使用；粉紅色線條是第二個循環系統，是含銅的富銅劑被送入MX2系統,MX2系統也是氨水洗廢液回收系統,當MX1系統富銅劑完成工作后則進入XW -Ⅱ系統中繼續工作吸附氨水洗廢液中的銅離子,使銅離子降達氨水洗正常工作要求并返回蝕刻機再使用；黑色線條是第三個循環系統，是含銅的富銅劑進入到MX3系統內,當富銅劑進入后會將其中的銅離子分離釋放進硫酸中生成硫酸銅溶液, 富銅劑釋放銅離子后經油缸進入MX1系統中重新開始工作；紅色線條是第四個循環系統，即硫酸銅溶液形成電解液進入電解槽將銅離子還原成有價值的高純度銅,被提取銅后的電解貧液則返回MX3系統；至此.該設備完成了一個完整循環工作程序。

操作說明

1.清洗

1.1先用毛巾清理安裝時缸里的灰塵和膠絲；

1.2再用自來水清洗2~3次，直至把各個缸清洗干凈為止；

1.3清洗干凈后，試水，往各個缸注自來水（至每個缸容積的3/4），檢查各個缸的性能，是否有漏夜；

2.測試攪拌、泵、過濾器的運行情況

2.1到電控箱的【泵浦界面】把攪拌、泵逐個逐個打開，逐個檢查各攪拌、泵是否反轉異常等；

2.2如果發現異常，立刻停止啟動，及時處理異常后才能試運；

2.3檢查各個過濾器的運行情況，查看其是否壓力過大等問題，及時做好處理措施，防止壓力過大損壞泵；

2.4檢查各管道是否通暢，是否接好，是否漏液；

2.5檢查完各個設備正常工作后，準備下階段的工作。

3.調配電解槽電解液的酸度

3.1把電解槽里的自來水調至約8m3，把試水時多余的自來水排掉（如有雜物用水瓢撈出來，以防堵泵和管道）；

3.2把AC缸的循環泵P7開啟、打開冷凝水閥門（把閥門開到最大）；

3.3穿戴好防化服、水鞋、手套等勞保，加入純度較高的硫酸（約2.8噸、濃度98%），加硫酸時，不能單獨進行，旁邊一定要有人監視（由于加的量比較多，可多人輪換添加）

3.4在添加的過程中，隔著十幾分鐘，用燒杯取少量的電解液，拿溫度計測量是否過熱，如果溫度過高（高于40℃），停止添加，待冷卻后再添加；

3.5添加完后，循環15—20分鐘后，取少量到化驗室化驗，酸度控制在170—220g/L；（一般剛開始調試時先把酸度調到170，具體要看反萃取效果來調酸度，在反萃取效果、油液分層效果好的基礎上盡量減低酸度。酸度越高對AB油的影響越大，使用壽命越短）；

4.調配水洗液的酸度

4.1穿戴好防化服、水鞋、手套等勞保；

4.2人工把硫酸搬運至水洗液再生水罐旁；

4.3打開自來水閥，向再生水罐加入2/3位置的自來水水；

4.4往再生水缸加入25Kg 98%濃硫酸半桶；

4.5攪拌10~15分鐘后取少許稀酸水洗液到化驗室化驗，把酸度控制在1~9g/L。

5.調節好萃取缸1、2、3、4的液位

5.1調節萃取1缸的液位

5.1.1用含法蘭軟管與萃取1缸底閥連接，打開底閥，把萃取1缸試水時的水全部排掉，排完后關閉底閥；

5.1.2把從舊液到萃取1缸之間管道閥門打開；

5.1.3到電控箱的【泵浦界面】啟動泵P02；

5.1.4調節液位旋鈕，使電解液直至萃取3缸的2/3即可；

5.1.5調好之后，到電控箱的【泵浦界面】關閉泵P02；

5.2調節萃取2、4缸的液位

5.2.1調節液位旋鈕，直至業液位到萃取2、4缸每個缸的2/3即可

5.2.2到電控箱的【泵浦界面】手動啟動泵P03，再把P05點擊為自動控制；

5.2.3讓弱酸水洗液在再生水罐——萃取2缸——萃取4缸——再生水轉缸——再生水罐之間循環半個小時。

5.3調節萃取3缸底閥的液位

5.3.1用含法蘭軟管與萃取3缸底閥連接，打開底閥，把萃取3缸試水時的水全部排掉，排完后關閉底閥

5.3.2把從電解槽到萃取3缸之間管道的閥門打開；

5.3.3到電控箱的【泵浦界面】啟動泵P13；

5.3.4調節液位旋鈕，使電解液直至萃取3缸的2/3即可；

5.3.5調好之后，到電控箱的【泵浦界面】關閉泵P13。

5.4用含法蘭軟管把液中轉缸、酸中轉缸的試水的水排掉，然后把各個萃取缸到相應的中轉缸之間的閥門打開；

5.5調節好各個缸的液位旋鈕，把M2、M3、M4的攪拌打開，然后往萃取1缸加入AB油（萃取油）1400L，讓AB油自流到油缸，把各個缸的油液面調節好后；

5.6把萃取1缸油層厚度調為20公分，把萃取2、4缸油層厚度調為15公分，把萃取3缸油層厚度調為18分。

6.設備的啟動、操作及注意事項

6.1 系統各泵的功能：

6.2 開機前準備工作

6.2.1 檢查各萃取缸、電解槽、管道中常開或常閉的閥門是否處于常開或常閉狀態；

6.2.2 檢查存儲罐、萃取缸、中轉缸、點解槽液位是否正常；

6.2.3 巡查各設備、儀表是否完好無損；

6.2.4 無異常情況下進入預開機。

6.3 預開機

6.3.1 開啟電空箱，閉合總電源開關；

6.3.2 開啟多空屏幕，輸入操作員號和密碼，進入操控界面；

6.3.3 點擊進入【工藝流程】界面，查看設備狀態，無異常情況點擊右邊框返回主頁；

6.3.4 點擊進入【泵浦手動操作界面2】手動啟動P01廢液收集泵、P05再生液中轉泵、P06再生液中轉泵、P07AC循環泵、P08電解液中轉泵；

6.3.5 返回主頁，完成預開機。

6.4 萃取系統開機

6.4.1 查看各中轉缸液位無異常下，點擊進入【泵浦窗口】；

6.4.2 待相應泵浦、攪拌運行后，通過控制變頻器相關參數，來控制各萃取缸攪拌的快慢。手動開啟攪拌M1、M2、M3、M4，并打開電控箱第一個變頻器至37±3左右(控制M1、M3轉速)，第二個變頻器至26±3左右(控制M2、M4轉速)；

6.4.3 點擊手動開啟P2萃取液泵、P3萃取水洗泵、P4萃取油泵（油泵開啟前要查看油的液位是否道中液位滿足啟動，防止空轉）、P13萃取酸泵，返回主頁；

6.4.4 檢查相對應的四個過濾器壓力表，確保泵浦工作狀態正常；

6.4.5 調節各進液流量，根據現場實際情況按比例調節流量，通過控制各流量計進液閥門，來控制相關藥水的流量。就現在一般操作來說，相關的流量控制為：

蝕刻液：萃取油=1：3；

萃取油：電解液=1：1；

水洗：萃取油=1:1.5，

在起初調試階段，蝕刻液流量一般開在250L/h左右。在系統正常運行后，可依據生產需要，適當調大流量?，F場具體參數大小，以現場具體情況來做出相應處理；

6.5 電解系統

6.5.1 檢查各電極之間是否有金屬短接，液位是否正常；

6.5.2 無異常情況下，手動開啟廢氣塔的風機水泵；

6.5.3 溫度計測量電解槽溶液的溫度，高于50℃先開啟電解槽的冷卻水閥門，低于30℃以下，不開電解槽的冷卻水閥門，防止溫度過低CuSO4晶體析出；

6.5.4 開整流機之前，先打開整流機的冷卻閥門，然后閉合整流機開關，根據銅離子的濃度慢慢調到相應的電流（參考:電解槽內電解液的控制指標），然后打上穩流開關；

6.5.5 每班至少要檢測一次各電極電流，并記錄整理好；

6.5.6 如無異常，電解系統開機完成

6.6調藥系統運行

6.6.1 點擊電控箱主頁【參數設置】，點擊再生液電磁閥輸入適合的時間，返回主頁；

6.6.2 點擊【泵浦窗口】進入界面，手動模式開啟P10再生液添加閥，至調整缸2/3處停止P10；

6.6.3 從調整缸少許到化驗室化驗PH值、CI-濃度（要帶好口罩、手套等勞保）；

6.6.4 根據化驗結果，加藥調至符合特產廠生產車間的使用標準（PH8.3~8.8、Cl-:170~220g/L,注意：PH調至9.84左右輸送過程氨氣會揮發掉一部分），若PH值過低在電控觸屏中進入【設置參數】，設置氨水電磁閥的時間，并在【泵浦窗口】開啟手動模式P9氨水添加閥，加入適量的氨水；若Cl-濃度過低，根據計算公式:M=(氯離子標準值-檢測值)×槽體積×53.5÷35.5×1000得出投加量，1噸再生液調加3L添加劑；

6.6.5 再取少許到化驗室測PH值、Cl-濃度，最終保證CL-、PH值都達到車間生產要求；

6.6.6 攪拌15~20分鐘，將其抽至2樓的子液罐；

6.6.7 每班工作人員要與廠里生產車間的工作人員（生產線組長或主管）溝通，具體用我們配的再生子液做的線路板怎么樣；

6.6.8 及時跟進，如有異常，立刻取已配好子液到化驗室化驗，看各行指標是否符合生產車間的生產要求標準，做好相應處理。

7．停機

7.1如有特發情況需要停止機時，立刻到到電控箱點擊【停止】即可；

7.2停了機之后，要把舊液罐、再生水罐的底閥關閉；

7.3異常處理后，需要再開機，按6設備起動步驟啟動。

8.參數檢測方法

8.1 Cu檢測：碘量法

取電解液或子液1ml或洗滌液10ml,放入250錐形瓶內，加5-10ml20%硫酸溶液，加20ml10%KI溶液，用0.1mol/lNa2S2O3標準溶液滴定至淡黃色，滴加3-5滴淀粉指示劑（0.5-1%），滴定至藍色消失，加5ml10%KCNS,若出現藍色繼續滴定至藍色消失。記錄消耗的Na2S2O3體積Vml 計算：電解液或子液，V*63.5(g/l);洗滌液，V*6.35(g/l)

8.2 H2SO4檢測：中和法

取1ml樣品，放入250ml錐形瓶內，加50ml水，滴3滴甲基橙指示劑，用標準1mol/lNaOH溶液滴定橙黃色。記錄Vml計算:V*49(g/l)

8.3 Cl-檢測：硝酸銀法

取5ml,稀釋至100ml,再取5ml,再稀釋，重鉻酸鉀7滴，加2毫升10%CH3COOH,用0.1N滴定，淡綠色至紅棕色白色沉淀。記錄Vml計算：V*35(g/l)

8.4 PH檢測：PH計

取30ml樣品放入50ml燒杯中，測定溫度，調整PH溫度與樣品一致，測試PH。（測定前，每天對PH計進行校對2次9.18）

9. 蝕刻液循環系統保養細則

一、每天要做好化驗及記錄的工作（四化驗兩檢測五記錄）。

1. 化驗工作缸蝕刻液、再生液、調節液的Cu2+ 、CL-、PH及AC缸液的Cu2+ 含量及H2SO4濃度。

2. 檢測電解槽中正片、負片之電流值，用溫度計每天測試 4 次電解循環槽的溫度，記錄并分析。

二、操作要正規化，做到防護到位，安全第一，危險品操作一定要戴防護罩及膠手套。

三、白班，夜班員工交接要清楚。

1. 記錄要清楚，留言要細致全面。

2. 工具箱交接要清楚。

（附主要工具：直流鉗形表量程不低于500Ａ、皮帶鉗、活動板、鏍絲刀和電筆等）。

四、堅持每天清潔系統各部位，不得一律用水沖洗，有些部位是不能用水直沖，而需用布細心清潔：如水泵，電氣部位等。通常可用酒精作清潔劑，不得用天那水等破壞性強的清潔劑。

（一）、再生系統保養：

1. 按要求調節再生系統流量指標，不得隨意改動。

2. 留意M1、M2、M3萃取缸內是否有油流失，若發再再生液儲罐、再生水中轉槽、酸中轉槽內有油時，應細心地用水勺將油收集倒回相對應的M1、M2、M3萃取缸中，即“哪里來的現哪去”，確保油少耗及其純潔性。

3. 換油過濾器棉芯后，一定要擰緊，開機后，一定要觀察一段時間（如10分鐘），以防油意外流失。

4. 調節好油缸上的紅色計量泵，使入水量與抽水量取得平衡。

5. AB油是系統的“血液”，應保持清潔，定期檢測，了解其狀態，一般每周檢測 1～2 次為宜。油的吸銅量控制在 10 ～ 20 g/L范圍內較好。

(二)、電解系統日常保養

1. 一批銅片電解時間一般為25～30天，從放銅片即日起每隔7天將銅片吊出全面檢查一遍，如有異常應即時排除。

例如：

（1）若銅板雙面若長出銅釘，應敲掉或弄平 。

（2）有變形彎曲，應用鐵錘把它敲平整。

（3）如果發現銅耳與銅板連接處有腐蝕刻液裂縫。應立即通知供應商技術人員。到了14天后，應每隔 4 天將銅片揪出檢查一遍。將每缸內最重和最輕的銅片調換一下位置，直到這批銅片電解完畢。

2. 應每天推測電解槽中正片和負片電次，并作為記錄，以監視其電流之變化。

3. 電解槽上銅巴的接觸要每天用10％左右的的稀H2SO4溶液進行清洗，保持良好的接觸性，導電性能強。注意清洗時應戴面具和膠手套，防止眼睛受傷。若有稀酸濺入眼內應立即用大量清水沖洗眼睛，嚴重者立即就醫。

4. AC缸中若有漂浮雜物應用水瓢取出，應堅持每天清潔多次。

5. 應留心AC缸上的水泵運行是否正常，如發現異常即時把主電箱中的酸泵開關關掉，排除故障后方可開泵。

6. 天冷時一定要關閉冷水機，加大點流，AC缸中H2SO4濃度不得低于190g/L，確保溫度在42℃左右。以防相關管道中CuSO4濃度結晶而堵塞，最易結晶的部位有三處：

（1）M3萃取缸中的兩塊擋板縫隙及M3缸槽底，擋板要經常清潔，M3缸槽底的結晶物（CuSO4 ·5H2O）可用開水及H2SO4通過漏斗管加入底部中溶去。

（2） M3萃取缸中硫酸銅硫酸溶液的滿溢管至酸中轉缸，解決方法同（1）。

（3） 酸中轉缸及AC缸間的連通管段，排除方法通常是清洗管道后。必須由管道技工師完成。

7. AC缸中的液溫最好控制在45℃以下，因而夏天要開冷水循環。但溫度也不宜太低（如低于30℃），CuSO4低溫易結晶從而堵塞相關管道。因而冬天不要開冷水機。用溫度計每天測試 4 次并記錄。

8. 由于抽氣系統每天會抽除一些水分，所以要每天觀察AC缸中液位，水泵下端的抽水盤鼓不宜露出液面，補水時應適量補充硫酸，確保H2SO4濃度在190～210g/L之間，濃硫酸為危險品，操作前一定要戴好防護罩及膠手套。

（三）、泵系統保養

1. 所有的泵都要防止其線圈部位進水，若進水則即時關泵，并用熱風機吹干。

2. 儲罐中液位已達開泵點，而泵未轉，則要檢查相關點線路及泵自身。若泵轉而不抽液，則說明泵水葉部位進了空氣，排除方法是先關斷其電源，把泵的出水口中的取樣開關打開排出空氣后關掉開關開泵試行。不行就重復一次，直至正常運行。

3. 經常用干布清潔泵身，保持泵體的清潔。

（四）整流器的操作

1. 通用型整流器在遙控盒上，設有“起動開關，（ON/OFF）”，穩壓（CV）/穩流（CC）開關，電壓（電流）調節器AdJust及輸出電壓表V，電流表A及運行指示燈。

2. 設備送電前，應檢查起動開關在OFF位置，將CV/CC開關撥向所要的工作檔位置，（通常工作檔位為CV）電位器反時針調到最小處。

3. 送電后，將起動開關撥向ON位置，工作指示燈亮，表明電源已啟動。

4. 緩慢地轉動調節器（AdJust），讓電壓、電流達到工藝所需要的數值。（此系統主指電流）附上電流和電解槽中Cu2+含量一覽表：

注意：銅板重時（如180Kg）不宜開大電流（2000A），容易長銅釘而燒壞鈦片。

5. 準備開機時，應先調小電流至200A左右，才可關機，以保護鈦陽極及混流。

6. 運行中注意電壓，電流的變化。

10.了解氨氣做好防護措施

10.1①氨為無色、臭味、刺激性有毒氣體，其水溶液為氨水。

②吸入對粘膜有刺激作用，吸入高濃度氨氣可引起化學性肺炎，氨水可致灼傷。

③吸入者應立即移至空氣新鮮處，灼傷可用0.2%硼酸溶液或清水沖洗。

④防護需佩戴灰色色標濾毒罐的防毒面具，穿相應的防護服、鞋，戴手套。

⑤泄漏時非救援人員應迅速撤離至上風處。

吸入極高濃度的氨會導致迅速死亡。

對眼睛、咽喉、肺部等均會有傷害，主要表現為呼吸道粘膜刺激和灼傷、咳嗽、胸悶或胸骨后疼痛，嚴重者出現喉頭水腫、痙攣而窒息，吸入高濃度可引起肺水腫。

另外，可伴有頭暈、惡心、嘔吐等。

眼睛、皮膚受污染后應立即用流動的清水沖洗;吸入者應迅速脫離現場前往醫院救治。

空氣與氨的混合物遇明火會燃燒或爆炸，爆炸極限為15%～28%。遇熱放出氨和氮及氮氧化物的有毒煙霧。

發生火災時用二氧化碳滅火器滅火。切斷氣源，噴水冷卻容器。

氨氣泄漏時應組織人員迅速撤離污染區，隔離直至氣體散盡。切斷火源，噴霧狀水稀釋、溶解，然后加強通風。

10.2 穿戴好勞保，禁止在工作場所吸煙或明火，配備一些簡單藥物：氨酪酸片、玉泉丸。