Электрохимический способ регенерации отработанных щелочных растворов для травления меди

 

Изобретение относится к электрохимической регенерации щелочных растворов для травления меди, преимущественно медно-аммиачных или медно-моноэтаноламиновых.Цель изобретения - получение на катоде компактной меди и снижение .энергозатрат. Способ включает предварительное разбавление регенерируемого раствора по меди до концентрации 40-50 г/л путем добавления раствора аммонийных солей с концентрацией, равной их концентрации в исходном травильном растворе, и последующий электролиз полученного раствора с выделением компактной меди на катоде и одновременньв окислением одновалентной меди на аноде, осуществляемый при плотности тока 200-600 А/м и температуре 18-30 С до снижения концентрации меди в растворе, равной 18-30 г/л, причем для предварительного разбавления раствора может быть использован раствор после электролиза , содержащий 18-30 г/л меди. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. € (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 С 23 (э 1 /36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4082536/31-02 (22) 05. 05. 86 (46) 07.07. 88. Бюл. N 25 (71) Ярославский политехнический институт (72) Л.К.Бобровский, H.П.Шубина и Ю.А.|1офин (53) 621.794.48(088.8) (56) Заявка ФРГ М 291527, кл. С 25 С 7/02, 1980.

Патент США М - 3783113, кл. 204-106, 1974. (54) ЭЖКТРОХИМИЧЕСК Ф СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЩЕЛОЧНЪ|Х PACTВОРОВ ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ИЕДИ (57) Изобретение относится к электрохимической регенерации щелочных растворов для травления меди, преимущественно медно-аммиачных или медно-моноэтаноламиновых.Цель изо„„BU„„1407994 А 1 бретения — получение на катоде компактной меди и снижение энергозатрат.

Способ включает предварительное разбавление ре генерируемого раствора по меди до концентрации 40 — 50 г/л путем добавления раствора аммоний— ных солей с концентрацией, равной их концентрации в исходном травильном растворе, и последующий электролиз полученного раствора с выделением компактной меди на катоде и одновременным окислением одновалентной меди на аноде, осуществляемый а при плотности тока 200-600 А/м и температуре 18-30 С до снижения концентрации меди в растворе, равной

18-30 г/л, причем для предварительного разбавления раствора может быть использован раствор после электролиза, содержащий 18-30 г/л меди. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1407994

Изобретение относится к регенерации травильных растворов, в частности к электрохимическим способам регенерации щелочных растворов для травления меди, преимущественно медно-аммиачных или медно-моноэтаноламиновых.

Целью изобретения является получение на катоде компактной меди и снижение энергозатрат. В табл.1 представлены примеры 1-4 использования предлагаемого способа.

Регенерацию растворов в соответ- 15 ствии с примерами 1 и 2 проводят после травления образцов печатных плат в растворах, содержащих хлорид меди (II) двухводный в концентрациях,указанных в табл.1, 257-ный раствор аммиака в количестве 500 мл/л и хлорид аммония 100 г/л. Первоначальное разбавление раствора проводят раствором, содержащим 100 г/л хлорида ам25 мония. Регенерацию растворов в соответствии с примером 3 проводят после травления образцов в растворах, содержащих хлорид меди (I I) двухводный в концентрациях, указанных в табл.1, 252-ный раствор аммиака в количестве

500 мл/л, хлорид аммония 100 г/л, °, нитрат аммония 20 г/л,гидрокарбонат аммония 60 г/л. Первоначальное разбавление проводят раствором, содержащим 100 г/л хлорида аммония,20 г/л нитрата аммония и 60 г/л гидрокарбоната аммония.

Регенерацию растворов в соответствии с примером 4 проводят после травления образцов в растворах, содер- 40 жащих хлорид меди (II) двухводный в концентрациях, указанных в табл.1, моноэтаноламин в количестве 500 мг/л, хлорид аы)ония 100 г/л. Первоначальное разбавление проводят раствором, 45 содержащим 100 г/л хлорида аммония.

Критерием регенерируемости во всех примерах служит скорость травления меди в свеже приготовле ином и ре генерированном растворе. 50

Как видно из данных табл. 1, регенерация растворов в стабильных условиях начинается с 3-го цикла каждого примера. При этих условиях сильно снижается скорость коррозии меди H появляется возможность осаждения на катоде компактной меди.

При осуществлии предлагаемого способа объем раствора, подлежащего разбавлению, и степень разбавления должны отвечать соотношениям

С «(т) — С н(т) «(T) Н(S) 0э С «(т) — Ск(э1

С

О С „(э> — С,,) объем травильного раствора подлежащего раэбавлению перед электролизом, л; степень разбавления; объем раствора, подлежащего электролизу, л; где 0

С,—

С э

С н(т)

К (T) концентрация меди в травильном растворе соответственно до и после трав ления, г/л;

С„() и

С «(э) концентрация меди в реге —нерируемом растворе соответственно до и после электролиза, г/л.

В соответствии с указанными соотношениями в табл.2 даны рассчитанные параметры осуществления способа для цикла 3 каждого из примеров,указанных в табл.1.

Как видно из данных табл.2, рассчитанные соотношения имеют хорошее совпадение с практическими.

Согласно предлагаемому способу целесообразно начинать электролиз с более высокой катодной плотностью тока 600-500 А/и и по мере обеднения г раствора по меди постепенно ее снижать. 3а счет применения более низких плотностей тока уменьшаются потенциалы анода и катода, падение напряжения в электролите, а следовательно, напряжение на электролизере и расход электрической энергии.

Как видно из табл.3 использование предлагаемого способа позволяет получить компактную медь, которую . можно вторично использовать, например, в ваннах меднения, увеличить скорость регенерации медно-аммиачных растворов за счет более высокого выхода по току и более рационального использования объема электролизера, сократить затраты электроэнергии в

2-3 раза. указанные в табл.3 технико-экономические показатели предлагаемого

1407994

20

Таблнд ° 1

Скорость травленнн, мкм/мнн

Срлннй вь>код по

TO IC1>

Из влеченВр

Среднлн н в плотав ос- нее в све ность тока>

А/м прнготовленмедь г/л р эленэа ктро ня н ектро ва но>> растворе

1 1 1,О 0,5 2 ° 4 59,8 120,2 25,1 19,8 5,3 1,3

16,9

17,2

300 92

420 93

430 92

300 94

380 92

2 1,0 0,6 2,4 60>1 119,4 44> 7 25 3 19,4

17,4

3,4

17,2

Э 10 06

24 62 9 1203 490 251 239 41

17,3

17,2

2 .1 1,0 0,2 1,О 100 ° 4

1208 ?42 203 39 09

18,3

18,$

2 1,0 0 2 ),О 96, 7 120 1 40 3 24, 9 5, 4 2, 9

18 ° 5

18,5

3 1,О 0,2 1,0 101 7 1t9 8 43 9 24,6 19 3 3 3 430 90

t8,6 >

18,5

3 1 ° О 0,3 1,5 90,4 120,31 23,1 20,2 3,9 0,7 . 409 92

18> 7

18,7

4$0 93

18,7

2 1,0 0,3 1,5 84,2 120,5 40,3 30,1 10,2 1,6

18,9

3 1>О 0>3 1>5 93>1 119 ° 8 48>0 29 ° 8 18 ° 2 2>8 ° 470 93

18,7

18,9

1 1,О О ° 4 2,0 69 ° 6 102 ° 8 20,7 18 ° 4 2,3 О;8 200 93 16 ° 3

16,2

30,3 5,6

30,1 14,5

1 ° 6

250, 93 16,3

16,4

3 ° 6

280 95

16,3

16,3 способа обеспечиваются за счет уменьшенияя меж зле кт родно го ра с стоя ния при условии получения компактной меди и сохранения высокой объемной плотности тока, т.е. тока, проходящего через 1 л раствора, а также за счет уменьшения удельного расхода электроэнергии, как это указано выше. Кроме того, снижение энергетических затрат связано также с отсутствием непрерывного протока раствора и охлаждения, которое обязательно требуется при применении высоких плотностей тока.

Упрощение предлагаемого способа по сравнению с известным достигается за счет применения неповиджного катода и электролита, отпадения надобности охлаждения катода (раствора) и устройства для периодического извле— чения катода с медью.

Формула изобретения

1. Электрохимический способ регенерации отработанных щелочных раст2 1 ° О О 4 2>0 61 ° 7 100>4 35>9

Э 1>О О ° 4 2 ° О 72>4 100 ° 1 44>6 воров для травления меди, преимущественно медно-аммиачных или медномоноэ та ноламиновых, включающий осаждение меди на катоде с одновременным . окислением одновалентной меди на аноде, отличающийся тем, что, с целью получения на катоде компактной меди и снижения энергозатрат, отработанный раствор предварите7>ьно разбавляют по меди до концентрации 40-50 г/л путем добавления раствора аммонийных солей с концентрацией,равной их концентрации в исходном травильном растворе, после чего осуществляют электролиз при . плотности тока 200-600 А/м и температуре 18-30 С до снижения концентрации меди в растворе, равной 18—

30 г/л.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что отработанный раствор предварительно разбавляют по меди до концентрации 40-50 г/л путем добавления раствора после электролиза, содержащего 18-30 г/л меди.

1407994

Таблица 2

При Цикл мер

Исходные параметры

Рассчитанные параметры

CK(y) Сн(э), СK 3) > г/л г/л г/л

От ю С н(т) л г/л

Орэ C p Озв Cн(с) л л г/л

С H(3)3 г/л

100 45

1 70

Таблица 3

Извест ный

Предлагаемый способ по примерам

Характеристика проце сса способ

1и23 4

24

24 24

2150 430 470 280

93 95

Компакт компактный

Порошок компактный

4,5

6 5 4,0

5,8

4,0 2,2 2,0 1,3

Составитель Е. Кубасова

Редактор Г. Волкова Техред M. Ходанич Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 3277/30 Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 3 1 60 120 50

2 . 3 1 100 120 45

3 3 1 90 120 50 о

Температура, С

Плотность тока, А/м

Выход меди по току,7

Характеристика катодного осадка

Скорость извлечения меди, г/л ч

Расход эле ктроэнергии на электролиз, кВт/ч/кг меди

23 Оэ 63 3» 8 2139 62ю 94 49 05

25 0,21 4,7 0,99 101,98 44,02

30 0,33 4,5 1,49 93,38 48,18

30 4э42 4э7 1в96 72 ° 36 44ь32