Электрохимический способ регенерации отработанных щелочных растворов для травления меди

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК140799 1)4 С 23 С 1/3 ТЕНИЯ ЛЬСТ ом 082536/31-025.05.867.07,88. Бюлославский и 1 25итехническии(57) ИтрохимраствимущемедноЛЕ КТ Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СНИ(56) Заявкакл, С 25 С 7Патент СШАкл. 204-106,РОХИМИЧЕСКФ СПОСОБ РЕИИ ОТРАБОТАННЫХ ЩЕЛОЧНЪХ РАС ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ИЕДИзобретение относится к элекической регенерации щелочных ров для травления меди, претвенно медно-аммиачных или моноэтаноламиновых.Цель изобретения - получение на катоде кпактной меди и снижение энергозатратСпособ включает предварительное разбавление регенерируемого растворапо меди до концентрации 40 - 50 г/лпутем добавления раствора аммоний -ных солей с концентрацией, равнойих концентрации в исходном травильном растворе, и последующий электролиз полученного раствора с выделением компактной меди на катоде и одновременным окислением одновалентной меди на аноде, осуществляемыйапри плотности тока 200-600 А/м итемпературе 18-30 С до снижения концентрации меди в растворе, равной 18-30 г/л, причем для предварительного разбавления раствора может бытьиспользован раствор после электролиза, содержащий 18-30 г/л меди. 1 з.п. ф-лы, 3 табл, 1407994Изобретение 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. 10 Регенерацию растворов в соответствии с примерами 1 и 2 проводят после травления образцов печатных платв растворах, содержащих хлорид меди(11) двухводный в концентрациях,указанных в табл.1, 257-ный раствор аммиака в количестве 500 мл/л и хлоридаммония 100 г/л. Первоначальное разбавление раствора проводят раствором, содержащим 100 г/л хлорида ам 25мония. Регенерацию растворов в соответствии с примером 3 проводят послетравления образцов в растворах, содержащих хлорид меди (11) двухводныйв концентрациях, указанных в табл.1,252.-ный раствор аммиака в количестве500 мл/л, хлорид аммония 100 г/л, с,нитрат аммония 20 г/л,гидрокарбонатаммония 60 г/л. Первоначальное разбавление проводят раствором, содержащим 100 г/л хлорида аммония,20 г/л 35нитрата аммония и 60 г/л гидрокарбоната аммония.Регенерацию растворов в соответствии с примером 4 проводят после травления образцов в растворах, содержащих хлорид меди (11) двухводный вконцентрациях, указанных в табл.1,моноэтаноламин в количестве 500 мг/л,хлорид аы)ония 100 г/л. Первоначальное разбавление проводят раствором, 45содержащим 100 г/л хлорида аммония.Критерием регенерируемости во всехпримерах служит скорость травлениямеди в свежеприготовленном и регенерированном растворе. 50Как видно из данных табл.1, регенерация растворов в стабильных условиях начинается с 3-го цикла каждого примера. При этих условиях сильноснижается скорость коррозии меди ипоявляется возможность осаждения накатоде компактной меди,При осуществлии предлагаемого способа объем раствора, подлежащегоразбавлению, и степень разбавлениядолжны отвечать соотношениям Скт) Сн(т) к(т) н а) 0 э С кст) - С кса)Ср О С) - С,) объем травильного раствора, подлежащего раэбавлениюперед электролизом, л;степень разбавления;объем раствора, подлежащего электролизу, л; где 0 С, -Сэ С) и К(Т)концентрация меди в травильном растворе соответственно до и после трав ления, г/л; Сэ) иС х(э) концентрация меди в реге-.нерируемом растворе соот- ветственно 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 бо. лее высокой катодной плотностью тока 600-500 А/м и по мере обедненияграствора по меди постепенно ее снижать. За 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 предлагаемого1407994 10 20 Табллц1 Скорость травленлл, мк/отв ред- Среллл лмй Из в- Врлечелть колл, вое слрнготовленель р эле- гива ктро токт0,5 2406 2,4 1 го,г 16,9 198 5,3 194 447 253 19,7 100 Э 16,3446 Э6 95 1 14,способа обеспечиваются за счет уменьшения межэлектродного расстояния 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 энергети - ческих 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 изобретения251. Электрохимический способ регенерации отработанных щелочных растворов для травления меди, преимущественно медно-аммиачных или медномоноэтаноламиновых, включающий осаждение меди на катоде с одновременнымокислением одновалентной меди на аноде, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью получения на катоде компактной меди и снижения энергозатрат, отработанный раствор предварите 7 ъно разбавляют по меди до концентрации 40-50 г/л путем добавленияраствора аммонийных солей с концентрацией,равной их концентрации в исходном травильном растворе, послечего 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 ющ и й с я 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 Цикл Исходные параметры Рассчитанные параметры Скт), Снэ), Сг/л г/л г/л 0 тСнтл г/л ОР э СОэв С нт)л л г/л С н(зг/л 100 45 1 70 Таблица 3 Извест ный Предлагаемый способ по примерам Характеристикапроцесса способ 1 и 2 3 4 24 24 24 2150 430 470 280 78 93 95 Компакт компактный Порошок компактный 4,5 6,5 4,0 5,8 4 эО 2 ф 2 20 113 Составитель Е. КубасоваРедактор Г.Волкова Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец Заказ 3277/30 Тираж 991 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграрическое 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/мВыход меди по току,7Характеристика катодного осадка Скорость извлечения меди, г/л ч Расход электроэнергии на электролиз, кВт/ч/кг медиФ 23 0,63 3,8 2,39 62,94 49,05 25 0,21 4,7 0,99 101,98 44,02 30 Оэ 33 4 э 5 1 э 49 93 э 38 48 э 18 30 4 э 42 4 э 7 1 ф 96 7236 44 ь 32