專利名稱：一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置及其方法，尤其是將制作印刷電路板過(guò)程中產(chǎn)生的廢液中所含的氨氮去除掉，并提取出該廢液中的高純度銅的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著世界電子工業(yè)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，我國(guó)的印制電路板(PCB)制造業(yè)業(yè)快速發(fā)展，其產(chǎn)量及產(chǎn)值已列居世界前列。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)的印制電路板產(chǎn)量為 13000萬(wàn)平方米，每生產(chǎn)一萬(wàn)平方米電路板將產(chǎn)生50-100噸氨氮廢液(其中部分廢液中含有一定量的銅)，主要分布在堿性蝕刻、氨水洗等制作工藝上。如果將這部分廢液直接排入污水處理站，將會(huì)對(duì)整個(gè)的污水處理系統(tǒng)帶來(lái)一定的難度，且處理的不徹底。本方法將單獨(dú)收集處理，并且在這部分廢液中有部分的含銅量在10_45g/l，有一定的回收價(jià)值。在處理氨氮廢水的過(guò)程中同時(shí)可以回收一部分的銅，以目前所具有的技術(shù)對(duì)如此低銅含量的廢液進(jìn)行回收處理，企業(yè)無(wú)利可圖，因此現(xiàn)在大部分線路板生產(chǎn)企業(yè)只能以付費(fèi)的方式將這種既含有氨氮有含有金屬銅離子的廢液交由處理商處理。目前，對(duì)PCB生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的氨氮廢液的處理技術(shù)還是比較單一的，主要是依靠生化處理中的厭氧處理

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置及其方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，包括集液槽、反應(yīng)器、耐酸堿循環(huán)泵和廢氣處理塔，所述耐酸堿循環(huán)泵進(jìn)液管與集液槽的出液口連接，出液管與反應(yīng)器進(jìn)液口連接，所述反應(yīng)器頂端一側(cè)壁上設(shè)有與集液槽連接的廢液循環(huán)管，所述反應(yīng)器頂部設(shè)有與廢氣處理塔連接的廢氣管，所述集液槽一側(cè)壁上設(shè)有廢液輸入管。優(yōu)選的，所述反應(yīng)器為兩個(gè)空心圓柱體套接且圓心在同一軸線上，所述反應(yīng)器底部設(shè)有兩個(gè)支撐腳，在內(nèi)空心圓柱體外壁及上端面上覆蓋純鈦板后作為陰極桶，在外空心圓柱內(nèi)壁上覆蓋純鈦板后作為陽(yáng)極桶，在所述陰極桶中心設(shè)有銅軸，所述銅軸的第一端穿過(guò)陰極桶頂部中心的手柄孔，所述銅軸在所述陰極桶頂部?jī)?nèi)壁上通過(guò)軸承固定，所述銅軸在所述陰極桶頂部外壁的純鈦板上通過(guò)墊圈和螺帽固定，所述銅軸的第二端穿過(guò)陰極桶的底部中心與導(dǎo)電滑環(huán)連接，所述銅軸與所述陰極桶底部?jī)?nèi)壁上通過(guò)軸承固定，在所述銅軸穿過(guò)陰極桶底部和導(dǎo)電滑環(huán)之間的位置設(shè)有鏈條，所述鏈條第一端通過(guò)軸承與銅軸連接， 第二端通過(guò)軸承與變頻旋轉(zhuǎn)泵連接，所述導(dǎo)電滑環(huán)與陰極導(dǎo)電銅條通過(guò)墊圈和螺帽連接， 所述外空心圓柱體內(nèi)壁上的純鈦板與陽(yáng)極導(dǎo)電銅條連接，所述陰極導(dǎo)電銅條與高頻電源的負(fù)極連接，所述陽(yáng)極導(dǎo)電銅條與高頻電源的正極連接。
優(yōu)選的，所述純鈦板的厚度為1. 5-2. mm，所述陰、陽(yáng)極桶可以為一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接。優(yōu)選的，所述陰極桶外壁的純鈦板上鍍有一層稀有金屬。優(yōu)選的，所述陰、陽(yáng)極桶的直徑差為4-6cm，所述陰極桶為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所述陽(yáng)極桶固定不動(dòng)，所述陰極桶的旋轉(zhuǎn)速度為20-60r/min。優(yōu)選的，所述高頻電源的電流為50-1500A，電壓為1. 8-3. 0V。優(yōu)選的，一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的方法，包括以下步驟(1)將各車間所產(chǎn)生的微蝕廢液通過(guò)廢液輸入管排到集液槽內(nèi)；(2)經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵將集液槽內(nèi)的廢液打入反應(yīng)器內(nèi)；(3)經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后的廢液通過(guò)廢液循環(huán)管排入集液槽內(nèi)，再經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵打入反應(yīng)器內(nèi)，在循環(huán)泵的作用下，廢液循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)。優(yōu)選的，所述步驟(1)中廢液的氨氮濃度為0_150g/l。優(yōu)選的，所述步驟(1)中廢液的二價(jià)銅離子濃度為8_50g/l。優(yōu)選的，所述步驟(1)中廢液的PH值為6.5。本發(fā)明的有益效果是，利用簡(jiǎn)單的裝置來(lái)去除氨氮和提取高純度銅，方法簡(jiǎn)單、易操作，在調(diào)試設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定之后，日常的運(yùn)行管理比較簡(jiǎn)易，在運(yùn)行費(fèi)用方面比其他方法要經(jīng)濟(jì)得多，達(dá)到減少浪費(fèi)、合理利用、長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的目的，對(duì)印制電路板的企業(yè)在處理所產(chǎn)生的廢液大有幫助，為我國(guó)環(huán)保事業(yè)做貢獻(xiàn)。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明裝置中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1.集液槽，2.反應(yīng)器，3.耐酸堿循環(huán)泵，4.廢液輸入管，5.廢液循環(huán)管，6.廢氣管，7.進(jìn)液管，8.出液管，9.進(jìn)液口，10.出液口，21.陰極桶，22.陽(yáng)極桶，23.支撐腳， 24.純鈦板，25.銅軸，26.軸承，27.墊圈，28.螺帽，29.導(dǎo)電滑環(huán)，30.鏈條，31.變頻旋轉(zhuǎn)泵，32.陰極導(dǎo)電銅條，33.陽(yáng)極導(dǎo)電銅條。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述如圖1所示，一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，包括集液槽1、反應(yīng)器 2、耐酸堿循環(huán)泵3和廢氣處理塔(圖中未顯示)，所述耐酸堿循環(huán)泵3進(jìn)液管7與集液槽1 的出液口 10連接，出液管8與反應(yīng)器2進(jìn)液口 9連接，所述反應(yīng)器2頂端一側(cè)壁上設(shè)有與集液槽1連接的廢液循環(huán)管5，所述反應(yīng)器2頂部設(shè)有與廢氣處理塔連接的廢氣管6，所述集液槽1 一側(cè)壁上設(shè)有廢液輸入管4。如圖2所示，所述反應(yīng)器2為兩個(gè)空心圓柱體套接且圓心在同一軸線上，所述反應(yīng)器2底部設(shè)有兩個(gè)支撐腳23，在內(nèi)空心圓柱體外壁及上端面上覆蓋純鈦板M后作為陰極桶21，在陰極桶外壁的純鈦板上鍍有一層稀有金屬，例如釕、銥等，在外空心圓柱內(nèi)壁上覆蓋純鈦板M后作為陽(yáng)極桶22，所述純鈦板的厚度為1. 5-2. mm左右，兩個(gè)成套的陰、陽(yáng)極桶的直徑差為4-6cm左右，所述陰、陽(yáng)極桶可以為一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接使用，這樣可以增加廢液的處理量，提高工作效率。在所述陰極桶21中心設(shè)有銅軸25，所述銅軸25的第一端穿過(guò)陰極桶21頂部中心的手柄孔，所述銅軸25在所述陰極桶21頂部?jī)?nèi)壁上通過(guò)軸承沈固定，所述銅軸25在所述陰極桶21頂部外壁的純鈦板M上通過(guò)墊圈27和螺帽28固定，所述銅軸25的第二端穿過(guò)陰極桶21的底部中心與導(dǎo)電滑環(huán)四連接，所述銅軸25與所述陰極桶21底部?jī)?nèi)壁上通過(guò)軸承沈固定，在所述銅軸25穿過(guò)陰極桶21底部和導(dǎo)電滑環(huán)四之間的位置設(shè)有鏈條30，所述鏈條30第一端通過(guò)軸承沈與銅軸25連接，第二端通過(guò)軸承沈與變頻旋轉(zhuǎn)泵31連接，所述導(dǎo)電滑環(huán)四與陰極導(dǎo)電銅條32通過(guò)墊圈27和螺帽觀連接， 所述外空心圓柱體內(nèi)壁上的純鈦板M與陽(yáng)極導(dǎo)電銅條33連接，所述陰極導(dǎo)電銅條32與高頻電源(圖中未顯示)的負(fù)極連接，所述陽(yáng)極導(dǎo)電銅條33與高頻電源的正極連接。將各車間所產(chǎn)生的的廢液用比色法測(cè)試氨氮的濃度，用測(cè)試氨氮濃度的測(cè)試條沾少許廢液，根據(jù)測(cè)試條顏色的變化對(duì)照比色卡的顏色，然后讀出氨氮的濃度值；用比色法測(cè)試二價(jià)銅離子的濃度，用測(cè)試二價(jià)銅離子的測(cè)試條沾少許廢液，根據(jù)測(cè)試條顏色的變化對(duì)照比色卡的顏色，然后讀出二價(jià)銅離子的濃度值；把氨氮濃度為0-150g/l和二價(jià)銅離子濃度為8-50g/l的廢液用PH試紙測(cè)PH值，當(dāng)PH值在6. 5以下時(shí)向廢液中加堿性藥劑調(diào)節(jié)， 當(dāng)PH值在6. 5以上時(shí)向廢液中加酸性藥劑調(diào)節(jié)，最后使PH值保持在6. 5左右，然后把上述調(diào)整好的廢液通過(guò)廢液輸入管4排到集液槽1內(nèi)，開啟耐酸堿循環(huán)泵3，廢液經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵3從反應(yīng)器2的進(jìn)液口 9打入反應(yīng)器2內(nèi)部，反應(yīng)器2的進(jìn)液口 9與反應(yīng)器2的側(cè)壁成傾斜狀，傾斜角度為30-45度，保證了廢液流進(jìn)去能夠與陰極桶21形成旋轉(zhuǎn)水流。當(dāng)廢液液面超過(guò)反應(yīng)器2頂端一側(cè)壁上的廢液循環(huán)管5時(shí)，超出的廢液通過(guò)廢液循環(huán)管5流入集液槽1內(nèi)，再次經(jīng)過(guò)耐酸堿循環(huán)泵3打入反應(yīng)器2中，此時(shí)整個(gè)反應(yīng)裝置形成廢液循環(huán)， 然后開啟變頻旋轉(zhuǎn)泵31，此時(shí)鏈條8帶動(dòng)銅軸25旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而銅軸25帶動(dòng)陰極桶21順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，與反應(yīng)器2進(jìn)液口 9的水流方向做同方向的圓周運(yùn)動(dòng)，陰極桶的旋轉(zhuǎn)速度為20-601·/ min，使廢液在反應(yīng)器2內(nèi)部緊貼陰極桶21外壁旋轉(zhuǎn)，最后開啟高頻電源開關(guān)，所使用的高頻電源電流為50-1500A，電壓為1. 8-3. 0V,使整個(gè)反應(yīng)器2形成電流通路，在反應(yīng)器2頂部高出液面位置設(shè)有一與廢氣處理塔連接的廢氣管6，在反應(yīng)器2工作過(guò)程中氨氮形成氣態(tài)物質(zhì)隨廢氣一起被廢氣處理塔抽走，高純度銅附著在陰極桶21的外壁表面，當(dāng)該裝置停止工作后剝下陰極桶21上的高純度銅。這樣就即去除了廢液中的氨氮也提取了廢液中的銅。在上述方法中，在反應(yīng)器2中陰、陽(yáng)極桶的直徑可根據(jù)自己的要求而定，但直徑差不得超過(guò)4-6cm，陰、陽(yáng)極桶可以是一套，也可以是多套并聯(lián)使用。綜上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以作成若干個(gè)變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，包括集液槽、反應(yīng)器、耐酸堿循環(huán)泵和廢氣處理塔，其特征在于，所述耐酸堿循環(huán)泵進(jìn)液管與集液槽的出液口連接，出液管與反應(yīng)器進(jìn)液口連接，所述反應(yīng)器頂端一側(cè)壁上設(shè)有與集液槽連接的廢液循環(huán)管，所述反應(yīng)器頂部設(shè)有與所述廢氣處理塔連接的廢氣管，所述集液槽一側(cè)壁上設(shè)有廢液輸入管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，其特征在于， 所述反應(yīng)器為兩個(gè)空心圓柱體套接且圓心在同一軸線上，所述反應(yīng)器底部設(shè)有兩個(gè)支撐腳，在內(nèi)空心圓柱體外壁及上端面上覆蓋純鈦板后作為陰極桶，在外空心圓柱內(nèi)壁上覆蓋純鈦板后作為陽(yáng)極桶，在所述陰極桶中心設(shè)有銅軸，所述銅軸的第一端穿過(guò)陰極桶頂部中心的手柄孔，所述銅軸在所述陰極桶頂部?jī)?nèi)壁上通過(guò)軸承固定，所述銅軸在所述陰極桶頂部外壁的純鈦板上通過(guò)墊圈和螺帽固定，所述銅軸的第二端穿過(guò)陰極桶的底部中心與導(dǎo)電滑環(huán)連接，所述銅軸與所述陰極桶底部?jī)?nèi)壁上通過(guò)軸承固定，在所述銅軸穿過(guò)陰極桶底部和導(dǎo)電滑環(huán)之間的位置設(shè)有鏈條，所述鏈條第一端通過(guò)軸承與銅軸連接，第二端通過(guò)軸承與變頻旋轉(zhuǎn)泵連接，所述導(dǎo)電滑環(huán)與陰極導(dǎo)電銅條通過(guò)墊圈和螺帽連接，所述外空心圓柱體內(nèi)壁上的純鈦板與陽(yáng)極導(dǎo)電銅條連接，所述陰極導(dǎo)電銅條與高頻電源的負(fù)極連接，所述陽(yáng)極導(dǎo)電銅條與高頻電源的正極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，其特征在于， 所述純鈦板的厚度為1. 5-2. mm，所述陰、陽(yáng)極桶可以為一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，其特征在于， 所述陰極桶外壁的純鈦板上鍍有一層稀有金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，其特征在于， 所述陰、陽(yáng)極桶的直徑差為4-6cm，所述陰極桶為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所述陽(yáng)極桶固定不動(dòng)，所述陰極桶的旋轉(zhuǎn)速度為20-60r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置，其特征在于， 所述高頻電源的電流為50-1500A，電壓為1. 8-3. 0V。
7.—種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將各車間所產(chǎn)生的微蝕廢液通過(guò)廢液輸入管排到集液槽內(nèi)；(2)經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵將集液槽內(nèi)的廢液打入反應(yīng)器內(nèi)；(3)經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后的廢液通過(guò)廢液循環(huán)管排入集液槽內(nèi)，再經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵打入反應(yīng)器內(nèi)，在循環(huán)泵的作用下，廢液循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的方法，其特征在于， 所述步驟(1)中廢液的氨氮濃度為0-150g/l。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的方法，其特征在于， 所述步驟(1)中廢液的二價(jià)銅離子濃度為8-50g/l。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的方法，其特征在于， 所述步驟⑴中廢液的PH值為6. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除廢液中氨氮并提取高純度銅的裝置及其方法，所述裝置包括集液槽、反應(yīng)器、耐酸堿循環(huán)泵和廢氣處理塔，所述耐酸堿循環(huán)泵進(jìn)液管與集液槽的出液口連接，出液管與反應(yīng)器進(jìn)液口連接，所述反應(yīng)器頂端一側(cè)壁上設(shè)有與集液槽連接的廢液循環(huán)管，所述反應(yīng)器頂部設(shè)有與所述廢氣處理塔連接的廢氣管，所述集液槽一側(cè)壁上設(shè)有廢液輸入管。其方法包括以下步驟(1)將各車間所產(chǎn)生的微蝕廢液通過(guò)廢液輸入管排到集液槽內(nèi)；(2)經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵將集液槽內(nèi)的廢液打入反應(yīng)器內(nèi)；(3)經(jīng)過(guò)反應(yīng)器反應(yīng)后的廢液通過(guò)廢液循環(huán)管排入集液槽內(nèi)，再經(jīng)耐酸堿循環(huán)泵打入反應(yīng)器內(nèi)，在循環(huán)泵的作用下，廢液循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)。
文檔編號(hào)C02F1/461GK102531106SQ20111042818
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者周洋 申請(qǐng)人:深圳市祐林環(huán)保有限公司