CZ271090A3 - Způsob zpracování koncentrátů a oplachových vod z povrchových úprav obsahujících měděné a chloridové ionty - Google Patents

Abstract

Při způsobu zpracování koncentrátů a oplachových vod z povrchových úprav, obsahujících ionty mědi a chloridové ionty, především odpadajících při výrobě plošných spojů se ionty mědi obsažené v koncentrátu nebo oplachové vodě elektrodialyticky převádějí přes kationselektivní přepážku do roztoku kyseliny sírové, ve které je umístěna katoda, na které dochází k elektrochemickému vylučování mědi v kovové formě, přičemž pro zabránění úniku chloru na anodě je anoda umístěna v anolytu neobsahujícím chloridové ionty, odděleném od koncentrátu druhou kationselektivní přepážkou.

Description

Způsob zpracování koncentrátů a oplachových povrchových úprav obsahujících měděné a chloridové ionty

Ο,κ,ύΑΗΤ,,,ΤΡΓΗίΜΙΚν

Vynález se týká způsobu zpracování koncentrátů a oplachových vod z povrchových úprav obsahujících ionty mědi a chloridů především odpadajících při výrobě plošných spojů.

DOSAVADNÍ......Slav..

V oboru povrchových úprav zvláště pak při výrobě desek plošných spojů jsou pro leptání mědi používány leptací lázně o různém chemickém složení, které zpravidla obsahují chloridové ionty. Používají se leptací lázně na bázi chloridu železitého, chloridu měďnatého v prostředí kyseliny chlorovodíkové, chloridu měďnatého v prostředí dusičnanu nebo chloridu amonného. Použití leptací lázně na bázi amoniakálních roztoků chloridu měďnatého je v technice výroby plošných spojů převládej ící.. Tyto lázně nalézají široké uplatnění z důvodů leptání víceméně řízeným způsobem, tj, konstantní rychlostí a účinkem pro nízký faktor podleptání, Ze všech typů upotřebených leptacích lázní před jejich likvidaci je nutno odstranit měď, a to nejčastěji srážením alkaliemi, sirovodíkem či simíky, Vzniklé kaly musí být ukládány na ekologicky nezávadných skládkách,

U některých typů leptacích lázni je možno provádět jejich regeneraci a lázně znovu využívat v procesu leptáni. Jednou z hlavních podmínek regenerace je odstraněni přebytečného obsahu rozpuštěné mědi v nich obsažené,

V praxi je využíváno dvou směrů, a to odstraňováni mědi z leptací lázně přímo v technologickém okruhu s leptáním, nebo u lázně se schopností maximálního nasycení mědi jsou tyto vraceny dodavateli ke zpracováni.

Jednou z metod, . jak . lze získávat; měď' z upotřebených leptacích lázni , je použiti .extrakce systémem' kapalina - kapalina. Proces je založen na extrakci iontů mědi pomocí ve vodě nerozpustnéý komplexotvorné látky rozpuštěné v= vhodném organickém rozpouštědle* Při promíseni dochází na fázovém rozhraní mezi leptací lázní.a organickým rozpouštědlem k přechodu iontů mědi do organické fáze* Reextrakce iontů mědi z této fáze .Λ se provede pomocí roztoku kyseliny sírově, do které ionty mědi přejdou za vzniku síranu mědnatého a uvolněnou kompiexotvornou •i látku je možno přivést zpět k extrakci. Roztok síranu měďnatého je pak elektrolyzován, přičemž dochází k- vylučování kovové mědi na katodě* Tento způsob získávání mědi je značně komplikovaný a náročný vzhledem ke třem fázím postupu - 'extrakce, reextrakce, elektrolýza* .

Jiným možným způsobem •získávání mědi je její vycementováni méně ušlechtilými kovy, např* železem nebo hliníkem* Problémem tohoto způsobu je zpracování kovové směsi na čistou měď* CS pat* 250908 uvádí způsob využití mědi z koncentrátů leptacích lázní, jehož podstata spočívá v tom. Se roztok·· mědi je využit při výrobě měďnatých přípravků na ochranu rostlin jako surovinový zdroj mědi*

Obsah mědi v koncentrátech leptacích lázní lze snižovat' i. jejich přímou elektrolýzou v elektrolyzérsch různé konstrukce a ''uspořádání* Např* podle CS pat* 243100 je elektrolyzér.uspořádán tak, že.katoda i anoda jsou umístěny přímo v upotřebené leptací lázni, anodový a katodový prostor je v horní části rozdělen - pro zamezeni mícháni vznikajících, plynů* ' Diafragmy umístěné .mezi katodami a anodami vymezují zdola otevřeně'.katodově, a anodové prostory* ’

Hlavní nevýhodou přímé elektrolýzy použitých koncentrátů leptacích lázní je jejich snižujíc'! se katodický proudový výtěžek závislý od snižujícího se obsahu mědi v elektrolytu* Rovněž skutečnost, že vylučovaná kovová měd^; je ve styku s leptací lázní silně oxidačního charakteru, k čemuž přispívá i umístěni inertní anody v elektrolytu, způsobuje vylučování nekvalitních depozitů

I zvláště v Případech, kde je vylučována měď v práškové formě* ^; Vrstva práškové mědi vyloučená na . katodě .je ve své .struktuře prostoupena elektrolytem, který v následné etapě její isoíace může způsobit vznik kysličníků, které vyloučenou měď znehodnocuji* Přímou elektrolýzou vyloučená mědý zvláště v práškové formě, vyžaduje důkladné promytí i z toho důvodu, aby v konečném produktu nebyly obsaženy cizí ionty, např* chloridy, které mohou být závadné pro další její . zpracování ='

Další nevýhodou přímé elektrolýzy za přítomnosti chloridových iontů je to, Se na inertní anodě dochází k oxidaci chloridových iontů, vzniklý plynný chlor ' uniká a je nutno zabránit jeho úniku do ovzduší.

PODSTATA VYNALEZU všechny uvedené nevýhody odstraňuje způsob zpracování koncentrátů a oplachových vod z povrchových úprav obsahujících měděné a chloridové ionty podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom. Se koncentrát nebo oplachová voda je vystavena účinku stejnosměrného proudu, při kterém dochází k převodu iontů mědi za spolupůsobení kationselektivni membrány do prostředí kyseliny sírové, ze které jsou vylučovány v kovové formě na katodě, přičemž průniku chloridových iontů k povrchu inertní anody a jejich oxidaci je zabráněno působením kationselektivni membrány. výhodou navrSeného způsobu je především prakticky stoprocentní dosahovaná katodická proudová účinnost, vzhledem k tomu. Se měď je vylučována z prostředí kyseliny sirové. Regulací proudové hustoty lze docílit vylučování kompaktní nebo kovově čistě práškové mědi bez jakýchkoliv znečišťujících iontů, tedy bezprostředně vhodné pro další zpracování. Výhodou je také to. Se lze zpracovat roztoky s nízkým a velmi nízkým obsahem iontů mědi beze změny katodické účinnosti. Současně je zabráněno oxidaci chloridových iontů na anodě, a tím eliminaci úniku plynného chloru.

Navržený způsob zpracováni koncentrátů a oplachových vod obsahujících měděné a chloridové ionty, je ozřejměn na dvou následujících příkladech, kde na obr. 1 a 2 je znázorněno schéma zařízeni k prováděni navršeného způsobu.

mxlari.........1

V tomto přikladu je popsána aplikace navrženého způsobu zpracování koncentrátu leptaci lázně pro spojů na jednoduchém zařízeni, jehož znázorněna na obr, 1= leptání desek .plošných základní sestava je

Měděné a chloridové ionty obsažené v koncentrátu leptaci lázně 1 jsou vystaveny účinku stejnosměrného proudu protékajícím mezi katodou 4 umístěnou v katodovém prostoru 3 s obsahem kyseliny sirové a inertní anodou 6 umístěnou v anodovém prostoru 5 = Katodový prostor 3a anodový prostor 5 jsou od koncentrátu leptaci lázně i odděleny kationselektivnimi membránami 2, 7, Na deskové katodě 4 vyloučená měď je ve formě kompaktních plátů odstraňována a dále zužitkována.

P£i.k,lad.,,2,

Na obr, 2 je schematicky znázorněno zpracování oplachové vody po oplachu mořící lázně, obsahující kromě iontů mědi i ionty chloridové dle navrženého způsobu,

Oplachová voda i. obsahující v . malé míre chloridové a měděné ionty, je podrobena elektrolýze stejnosměrným proudem přiváděným na anodu 2 umístěnou· v anodovém prostoru 3 a katodu 4 tvořenou rotujícím sypaným ložem, umístěnou v katolytu 3, jimž je roztok kyseliny sirové, Katolyt 5 i anoiyt 3 jsou od zpracovávané oplachové vody i odděleny kationselektivnimi membránami 6, které zabraňují průchodu chloridových iontů- do katolytu 5 i anolytu 3, čímž odstraňuji možnost vzniku chlorových exhalátů na anodě 2 a rovnoměrně vylučováni kovové mědi na rotační sypané katodě 4,

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Způsob zpracování koncentrátů. a oplachových vod z povrchových úprav obsahujících měděné a chloridové ionty, především koncentrátů odpadajících při . výrobě plošných spojů vyznačený tím, že koncentrát nebo oplachová voda je vystavena účinku stejnosměrného proudu, při kterém dochází k převodu iontů mědi působením kationselektivní membrány do prostředí kyseliny sírové, ze které jsou vylučovány v kovové formě na katodě, přičemž průniku chloridových iontů k povrchu inertní anody a jejich oxidaci· je zabráněno působením kationselektivní membrány =