Способ очистки электролита меднения

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОЛИТА МЕДНЕНИЯ о органических примесей путем его непрерывной обработки активи-. рованным углем, отличающийс я тем, что, с целью ускорения процесса очистки, активированньй уголь используют в виде угольного волокнистого материала, который предварительно обрабатывают водяным паром при 850-900с в течение 60-120 мин,, а стадию очистки ведут при расходе угольного волокнистого материала 0,10-5,15 г/л и отношении време- . ни очистки (мин) к объему ванны (л), равном 0,05-0,17.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(sl) С 25 Р 21/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3542417/22-02 (22) 14.01.83 (46) 28.02.85. Бюл. Ф 8 (72) И; Н. Ермоленко, Н, В. Гулько, И. П ? Пюблинер, В.И. Козлов, А.П. Кондратович, Е.А.Смольская и В.А.Полонский (53) 621 357.7(088.8) (56) 1. Ямпольский А.М. Меднение и никелирование. Л., "Машиностроение", 1977, с. 20.

2. Evans Р. The physica E conditioning of e 3ectrop fat ing, Prod, Finish,; 1981, ч. 39, и 9, р. 45-46, 48-49.

„„SU„„ 42 1 А (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЭЛЕКТРОЛИТА

МЕДНЕНИЯ от органических примесей путем его непрерывной обработки активи-. рованным углем, о -. л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью ускорения процесса очистки, активированный уголь используют в виде угольного волокнистого материала, который предварительно обрабатывают водяным паром при 850-900 С в течение 60-120 ìèí„ о а стадию очистки ведут при расходе угольного волокнистого матеркала О, 10-Ь, 15 г/л и отношении време-, ни очистки (мин) к объему ванны (л), равном 0,05-0,17.

1142531

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к способам очистки электролитов от органических примесей (лаков, красителей, фоторезистов, продуктов разложения 5 блескообразователей и т.п.).

Известен способ очистки электролита меднения обработкой его активированным углем с последующей фильтрацией электролита f13.

Однако способ характеризуется значительными затратами времени и сорбента для обеспечения необходимой степени очистки электролита °

Наиболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности я достигаемому эффекту является способ очистки электролита меднения, когда очистка электролита от органических примесей производится непрерывным про- 20 пусканием его через фильтровальный патрон, заполненный слоем гранулированного или порошкообразного угля, либо через намывные фильтры, получаемые осаждением частиц угольной пы- 25 ли, суспензированной в воде, на бумажные фильтры. Контактирование загрязненного электролита с такими фильтрами обеспечивает очистку от органических примесей(21 .

36

Однако этот способ характеризуется большим расходом сорбента и необходимостью длительного контакта электролита с углем, связан.ными с низкой сорбционной емкостью и малой скоростью установления адсорб- ционного равновесия, необходимостью дополнительной фильтрации через бумажные или тканевые поверхностные фильтры для предотвращения попадания частиц угольной пыли в очищенный электролит. !

Цель изобретения — ускорение процесса очистки.

Указанная цель достигается тем, 45 что согласно способу очистки электролита меднения от органических примесей путем.его непрерывной обработки активированным углем, активированный уголь используют в виде угольно" $9

ro волокнистого материала, который предварительно обрабатывают водяным паром при 850"900 С в течение

О

60-120 мин, а стадию очистки ведут при расходе угольного волокнистого Q материала 0 10-0,15 г/л и отношении времени очистки (мин) к объему ванны (л), равном 0,05-0,17.

В изобретении используют угольные волокнистые сорбенты, полученные при активации угольного волокнистого материала — ткани УУТ-2 по ТУ 6-06-И78-80 » »водяным паром о при 850-900 С s течение 60-120 мин до обгаров 24- 49 мас.X.

Характеристики волокнистых угольных сорбентов и некоторых марок гранулированных углей приведены в табл.1.

Очистку загрязненного электролита проводят путем фильтрации его через слои разработанного сорбента в течение 20-400 мин при соотношении времени очистки (мин) к объему ванны (л), равном 0,05-0,17.

Скорость прокачки электролита через слой сорбента активированной угольной ткани (АУТ) составляет

0,9-1,7 объема ванны в час, соотношение сорбент:раствор — 0,100,16 г/л.

Пример 1. Угольную ткань

УУТ-2 по ТУ 6-06-И78-80 помещают в проточный реактор и нагревают в электропечи без доступа воздуха о до 850 С. Но достижении указанной температуры осуществляют подачу водяного пара в течение 60 мин, расход пара 2 кг/ч. Через 60 мин прекращают подачу водяного пара и охлаждают реактор с угольной тканью до комнатной температуры без доступа воздуха. Потеря массы в результате такой обработки в процентах к массе исходного материала (обгар) составляет 24 мас 7.

Полученную АУТ наматывают на наружную поверхность цилиндрического вкладыша 251 мм и диаметром 65 мм. Ширина наматываемого на вкладьпп образца равна его высоте (2)1 мм), а масса

47,5 г. Цилиндрический вкладыш помещается в фильтрующий патрон, соединенный с гальванической ванной объемом

350 л. С помощью насоса осуществляют непрерывную прокачку электролита через фильтрующий патрон со скоростью 10 л/мин (1,7 объема ванны в час) в течение 50 мин. Соотношение времени очистки к объему ванны составляет О, 14 мин/л. Соотношение сорбент:электролит равно 0,12 г/л.

Пример 2. Угольную ткань

УУТ-2 пэ ТУ 6-06-И78-80 нагревают в проточном реакторе с помощью электропечи без доступа воздуха до

114 о

900 С. По достижении укаэанной температуры осуществляют подачу водяного пара в течение 60 мин при расходе 2 кг/ч, после чего реактор с тканью охлаждают до комнатной 5 температуры без доступа воздуха.

В результате такой обработки получают

АУТ с обгаром 34 мас.X.

Полученную АУТ помещают в фильтрующий патрон и осуществляют фильтра- 1О цию как в примере

Пример 3. Угольную ткань

УУТ-2 по ТУ 6-06-И78-80 нагревают без доступа воздуха в проточном рео акторе до 900 С помощью элекропечи, По достижении укаэанной температуры осуществляют подачу водяного пара в течение 120 мин при расходе 2 кг/ч, после чего реактор с тканью охлаждают без доступа воздуха до комнатной 20 температуры. В результате получают

АУТ с обгаром 49 мас.2.

Полученную АУТ помещают в фильтрующий патрон и осуществляют фильтрацию, как в примере 1. 25

Пример 4. Получают АУТ с обгаром 34 мас.7 как в примере 2. Осуществляют фильтрацию электролита как в примере 1, но ее время очистки равно 20 мин, соответст- ЗО венно отношение времени очистки к объему ванны равно 0,06 мин/л.

Пример 5. Получают АУТ с обгаром 34 мас.% как в примере 2.

Осуществляют фильтрацию электролиЗ5 та как в примере i, но продолжительность очистки составляет 30 мин, соответственно отношение времени очистки к объему ванны равно

0,09 мин/л.

Пример 6. Получают АУТ с обгаром 34 мас.Х как в примере 2.

Осуществляют фильтрацию электролита как в примере 1, но продолжительность очистки составляет 60 мин, соответственно отношение времени очистки к объему ванны равно

0,17 мин/ч.

Пример 7. Получают АУТ с обгаром 34 мас.X как в примере 2. 50

Из полученного образца сорбента вырезают фильтры в виде 60 кружков диаметром 220 мм с круглыми отверстиями в центре диаметром 60 мм.

Общая масса фильтра составляет 55

520 г. Фильтры в виде стопки помещают в фильтровальный патрон, соединенный с гальванической ванной объе2531 4 мом 3325 л, отношение сорбент: электролит составляет 0,15 г/л. С помощью насоса непрерывно подают загрязненный электролит в фильтрующий патрон со скоростью 50 л/мин (g,9 объема ванны в час) в течение 160 мин.

Отношение времени прокачки к объему ванны равно 0,05 мин/л.

Пример 8. Получают АУТ с обгаром 34 мас.7 как в примере 2.

Готовят фильтры и осуществляют фильтрацию электролита как в примере но продолжительность очистки составляет 240 мин, т.е. отношение времени очистки к объему ванны равно 0,07 мин/л.

П р и и е р 9. Угольную ткань

УУТ-2 по ТУ 6-06-И78-80 нагревают в проточном реакторе с помощью .. электропечи без доступа воздуха до о

850 С. По достижении указанной температуры осуществляют подачу водяного пара в течение 90 мин при расходе его 2 кг/ч, после чего реактор с тканью охлаждают до комнатной темпе" ратуры без,цоетупа воздуха. В результате такой обработки получают АУТ с обгаром 29 мас.X. Из полученной

АУТ готовят фильтры и осуществляют фильтрацию, как в примере 7. Общая масса сорбента составляет 330 г, т.е. отношение сорбент: электролит составляет 0,10 г/л, скорость подачи электролита 16 л/мин (0,33 объема ванны в час); продолжительность очистки 180 мин, а отношение времени прокачки к объему ванны равно

0,05 мин/л.

Изготовление намывных угольных фильтров по способу-прототипу осуществляют следующим образом.

Гранулированный активированный уголь марки БАУ размалыва т в течение 2 ч на шаровой мельнице, затем путем рассеивания на ситах отбирают фракцию размером частиц 0,10О, l8 мм и готовят водные суспенэии, в которых на 500 мл воды приходится 0,3, 1,2 3,0, 6,0 г угля. Намыв ку угля проводят на широкопористые бумажные фильтры с использованием водоструйного насоса, присоединенного к колбе Бунзена, снабженной воронкой Бюхнера диаметром 200 мм. 500 мл приготовленной водной суспензии угля с помощью насоса прокачивают через стопку бумажных фильтров высотой

5 мм. При этом весь содержащийся в

il4253i

Таблица

Обьеи норь си r

Вид сорбентв

Поглотитепьней сйосбб» ность по иеткленовоиу голубоиуь

Удельная поверхность по БЭТ, и /г мезоаор инкропор

Активированная угольная такань с обгаром, мас.%

0,30

0,03

5,64

0 45

0,08

980

171,0

232,5

0,70

0,09

2080 суспензии уголь равномерно намывается на б.„ южные фильтры. Таким образом получают 4 фильтрующих элемента, состоящих из намывных угольных фильтров, содержание угля в которых рав- 5 но 0,3, l,2, 3,0 и 6,0 г

Данные,характеризунщие осуществление предлагаемого способа и способа-прототипа, приведены в табл.2.

Косвенную оценку эффективности очистки электролита проводят путем определения пластичности и хрупкости медных покрытий, формирующихся при проведении электролиза в следующих условиях: соетав ванны— !5

180 г/л HgS04, 80 г/л CuS04,3 мл/л комплексной добавки ЛТИ, плотность тока 2,0-3,5 А/дм, продолжительность электролиза 60-73 мин.

Пластичность покрытий оценивают Ю из данных по прочности на разрыв и относительному удлинению при раз. рыве, а хрупкость — по числу двойных перегибов.

Как видно из данных табл.2, при одном и том же расходе сорбента и степени очистки электролита (при одинаковом уровне хрупкости медных покрытий) предлагаемый способ обеспе-щб чивает резкое снижение времени очистки электролита по,сравнению с прототипом.

Выбранные параметры для очистки электролита являются оптимальными.

Активированная угольная ткань с обгаром менее 24 мас.% имеет низкую сорбционную емкость, а при обгаре более 49 мас.% вследствие увеличения размеров микропор сорбционная емкость также снижается. Кроме того, одновременно резко снижается механическая прочность сорбента. Отношение времени очистки к объему ванны менее 0,05 мин/л и более 0,17 мин/л не обеспечивает требуемой пластичности и хрупкости формируемых медных покрытий, в. связи с тем, что при отношении время очистки к объему ванны менее 0,05 мин/л сорбент не успевает поглотить все содержащиеся в электролите органические примеси, а при большем 0,17 мин/л имеет место десорбция поглощенных примесей и значительное поглощение блескообразующей добавки.

Сорбенты ча основе АУТ с обгаром

24-49 мас.% могут быть неоднократно использованы вследствие легкой регенерации путем отмывки кислотой„ дистиллированной водой и последующей сушки и термообработки при 200 С в течение 6-8 ч. Они не вызывают запыленности помещения при загрузке в фильтрующее устройство, позволяют вести очистку, не прерывая процесса электролиза. Очистка может производиться на действующем технологическом оборудовании.

Предлагаемьй способ может быть использован в радиоэлектронной промышленности при нанесении блестящих медных покрытий при производстве печатных плат.

1142531

Продолжение табл, 1

7,9

108

0,20

0,51

СКТ

0,08

0,23

БАУ

5 3

0,07

0,33

AP-3

Продолкительыость очистки, Стеке обтер

Аут е нас. й

0TB OLtP. кие очИст" ки: обьви ванны, Ймн/л

24 350

34 350

49 350 f0

10

34 350

20

0,06

34 350

34 350 ю

0,09 ю

0,1Г

160

34 3325

0 05

34 3325

29 3325

240

0,07

0,05 нротoтип

3325

180

0,65

Прототии

3325

0,05

Вид сорбента

Гранулированный уголь марок с.

Объем пор, см р r микропор меэ опор

Скороеть подачи электролита л/мин

16 . >700

Удель нам поверхность по БЭТ, м /г 6>ийа 2

Поглотительная способность по метиленовому голубому, мг/г (l 4253 l

Продолжейие табл. 2

Хврвхтерисаеи покрытЫ еезищ орбвпт

1/а исаю двойиаи неретибов очность рээрын, Удлинение, .

2 Очистки Мосле очистки

3,0

6,5

1 ° 5

0 12

О,!2

5,0

338

8,2

1 ° 5

9,3

372

3,0

1,5

0,12

3, I

1,5.228

3,7

0,12

1,5

5 0

4,0.

0,12

367

10,0

3,0

1 ° 5

0,12

1,5

172,2 0

3,0

0 15

6,0

8,0.

1 5

0,15

7,0

4 ° 5

0 ° 10

7,0

3,2.

4 5

Прототип 0 10

7,0

4,5

Ф

Составитель В.Белоглазов

Редактор И.Кипюулинец ТехредN.Пароцай Корректор Е.Сирохман

Заказ 662/27

Тирам 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий .

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° 4 Ь

Филиал НПП "Патент", r. jmopog, ул. Проектная, 4