NO860088L - Elektrodialyseapparat for kjemisk vedlikehold av kobberpletteringsbad uten elektrolytisk virkning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedring ved apparater som anvender elektrodialyseteknikk for fjerne uønskede biprodukter og å regenerere oppbrukt natriumhydroksyd i et arbeidende eller operativt kobberpletteringsbad uten elektrolytisk virkning. Angivelsen "uten elektrolytisk virkning" er i det følgende også betegnet "elektroløs".

En kobberpletteringsoppløsning uten elektrolytisk virkning inneholder kobber, vanligvis i form av kobbersulfat, et reduksjonsmiddel slik som formaldehyd, et chelateringsmiddel og et alkalimetallhydroksyd som vesentlige komponenter.

I den fortsatte bruk av et kobberpletteringsbad uten elektrolytisk virkning forbrukes kobbersulfatet, formaldehydet og natriumhydroksydet. Utarming av disse komponenter skaper et behov for å komplettere dem.

Videre, ettersom badet benyttes, dannes biproduktkomponenter som har en inhiberende virkning på den kjemiske pletteringsvirkning og akkumule-res i pletteringsoppløsningen. Disse er i det vesentlige natriumsulfat og natriumformiat. Oppbygging i konsentrajon av slike biprodukter har en uheldig effekt på kobberpletteringsbadet uten elektrolytisk virkning.

I den tidligere teknikk har komplettering vanligvis blitt foretatt ved tilsetning av minst to og i noen tilfeller tre eller flere væskeformige konsentrater til pletteringsbadet. Denne metode har flere iboende ulemper som følger: 1. Tilsetningen av væskeformige konsentrater resulterer i en uønsket "volumvekst" av pletteringsbadoppløsningen. Overskudd oppløsning må fjernes, behandles og deponeres som farlig avfall. 2. De væskeformige kompletteringskonsentrater må tilsettes i visse diskrete forhold, hvilket i mange tilfeller er noe kritisk, for å opprettholde badets kjemiske balanse. 3. Brukeren må på kjemisk måte overvåke og regulere bestemte reaktantkonsentrasjoner slik som natriumhydroksydinnhold.

I US patent 4.289.597 beskrives en fremgangsmåte som innebærer bruken av elektrodialyse for å overvinne de ovenfor omtalte ulemper. Denne metoden har blitt sammenlignet med en "kunstig nyre" for et elektroløst kobberpletteringsbad.

Elektrodialyse er en form for dialyse hvor en elektrisk strøm anvendes for å hjelpe separeringen av stoffer som ioniserer i oppløsning ved tilveiebringelse av et drivende potensial for å bevirke overføriong av ioner over semipermeable membraner. Ved anvendelse av elektrodialyse kan biproduktene fjernes fra et operativt, elektroløst kobberpletteringsbad ved erstatning derav med friskt utviklede hydroksydanioner.

Under den normale drift av et elektroløst kobberpletteringsbad finner det sted en kjemisk reaksjon som følger:

For hver fire mol natriumhydroksyd (NaOH) som forbrukes, dannes to mol natriumformiat (NaOOCH) og ett mol natriumsulfat (Na2S04). Følgelig, for hver komplette erstatning av alt kobberet i pletteringbadet, betegnet en "syklus", dannes en viss mengde sulfat og formiat i badet.

Med fortsatt bruk og komplettering eller etterfylling, øker sulfat- og formiatkonsentrasjonene jevnt inntil konsentrasjonen når et nivå hvor tapet p.g.a. volumvekst-fjerning og produksjonshastigheter balanseres. Dette er den såkalte "stabile tilstand". I løpet av tiden mellom fremstil-lingen av et friskt bad og dets betingelse for stabil tilstand, kan badet vises en gradvis endring i dets ytelsesevne-egenskaper. Således er et "syklus"-bad vanligvis alltid mindre stabilt overfor autokatalytisk dekomponering enn et friskt bad. Dette skyldes hovedsakelig oppbyggin-gen av sulfat- og formiatanioner.

I tradisjonell elektrodialyse anvendes bare små elektriske strømstyrker fordi det bare er ladde ioner som separeres. Den versjon av elektrodialyse som foreliggende oppfinnelse dreier seg om, er betydelig for-skjellig siden høye elektriske strømstyrker er nødvendig. Mesteparten av denne strøm anvendes for å utvikle hydroksydioner, og bare en liten mengde strøm anvendes for å transportere dem gjennom membranene.

I denne versjon av elektrodialyseprosessen elektrolyseres vann for dannelse av hydroksydanioner ved katoden i elektrodialysecellen. Disse anioner migrerer deretter gjennom en anionpermeabel membran inn i en elektroløs kobberbadoppløsning som inneholdes i et kammer mellom to slike^ anionpermeable membraner. Sulfat- og formiatanioner sammen med noe hydroksyd overføres gjennom den andre membranen inn i anodekammeret i cellen.

Tre støkiometriske utvekslinger finner sted som et resultat av denne prosessen, som følger:

Den totale netto utveksling er således:

4 OH- for 1 S04+ 2 OOCII".

For hvert mol sulfat og to mol formiat som er fjernet, innføres således 4 mol hydroksyder. Dette er en perfekt reversering av reaksjonen som finner sted under elektroløs kobberplettering hvor fire mol hydroksyder forbrukes ved dannelse av et mol sulfat og to mol formiater.

Når og dersom det ikke er noen sulfater eller formiater som skal fjernes, er det en enkel utveksling av et hydroksyd med et hydroksyd eller en nettoendring lik null. Som et resultat kan bad ikke over-kompletteres med kaustisk materiale.

Elektrodialyseapparat for utførelse av fremgangsmåten beskrevet i patent 4.289.597 er beskrevet i en teknisk artikkel betegnet "The Use of Electrodialysis for The Chemical Maintenance of Eletroless Copper Plating Baths" av Dr. Alan A. Poskanzer, Dr. Melvin A. Lipson, og Mr.Stephen C. ' Davis ' i ; Dynåchem 'Corporation, 'underordnet Mortbn Thiokol, Inc. Denne tekniske artikkel ble presentert ved Printed Circuit World Convention holdt 22.-25. mai 1984 i Washington, D.C.

Bruken av elektrodialyse for kjemisk vedlikehold av elektroløse kobberpletteringsbad, som beskrevet i ovennevnte tekniske artikkel, har vist seg å eliminere mange av de begrensninger som følger med den tidligere kjente pre-elektrodialyse. Det eksisterer imidlertid fremdeles en rekke problemer i anvendelsen av elektrodialyseteknikken på kjemisk vedlikehold av elektroløse kobberpletteringsbad. Disse problemer innbefatter de nedfor angitte: 1. Elektrodialysecellen har en tendens til å utvikle for mye varme, hvilket bevirker at temperaturen på det elektroløse kobberpletteringsbadet stiger ukontrollert, og også forårsaker begrens-ning av cellens regenereringskapasitet for pletteringsbadet. 2. Det forekommer "død-flekker" i elektrodialysecellen hvor badet har tilbøyelighet til å stagnere. I disse områder har oppløsningen tendens til å tape stabilitet og utpletteres i cellen. 3. Fluidstrømmen er ikke lineær i flere av cellens kammere, og er meget lavi katolytt-og anolyttkamrene(sirkulering i hvert tilelle er avhengig av et "gassløft"-prinsipp hvorved hydrogen utvikles ved katoden og oksygen ved anoden) og meget høy i regenereringskamre eller i kammeret med elektroløs kobber-oppløsning. Dette forårsaker forskjellige f luidtrykk-ubalanser som har tendens til å strekke og utspile de anioniske membranene og derved få dem til å briste og bevirke lekkasje av oppløsninger fra et kammer til et annet, hvilket til slutt resulterer i avbrytelse av elektrodialyseprosessen. 4. Den mekaniske konstruksjon av cellen er lik at forandring av membraner er en meget vanskelig oppgave. Den måte på hvilken elektrodene sammensettes inne i cellene har tendens til å bevirke depresjoner og brudd i membranene, hvilket deretter forårsaker lekkasje av oppløsninger. c..Den kautiske utviklings kapasitet og den generelle effektivi-~j;teten til elektrodialysepparatet er mye lavere enn ønsket.

Det er således et behov for et forbedret apparat som anvender elektrodialyseteknikken for å fjerne, på en kontinuerlig basis, uønskede biprodukter og å regenerere natriumhydroksyd i et arbeidende eller operativt elektroløst kobberpletteringsbad.

Et formål med oppfinnelsen er å eliminere de ovenfor omtalte problemer som er., forbindet med det tidligere kjente apparat for anvendelse av elektrodialyseteknikk på det kjemiske vedlikehold eller underhold av elektroløse kobberpletteringbad.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret elektrodialytisk tre-kammercelle som anvender to permselektive membraner for separering av kamrene hvori strømmen av oppløsning forbi overflaten til hver av membranene er laminær eller arklignende med introduserte strøm-hvirvler deri, og således turbulent, hvorved det tilveiebringes høyere effektivitet for anion-overf øring, og det oppnås høyere strømnings-hastigheter i hvert av kamrene.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedring i de elektrodialytiske cellenes struktur som muliggjør høyere elektriske strømtettheter og derved en større regenereringsevne for en gitt celle.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret struktur for elektrodialytiske celler som'er tilpasset for:-bruk som en standard strukturkomponent for gjentatt bruk i konstruksjonen av flercelle-elektrodialyseapparater. Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik forbedret struktur for elektrodialyseapparat som tillater at de individuelle cellene kan opereres i serie eller i parallell eller i et serie-parallell-arrangement.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret struktur for elektrodialyseapparater benyttet for det kjemiske vedlikehold av elektroløse . kobberpletteringsbad.. - hvori behovet for erstatning av natriumhydroksyd har blitt eliminert.

For å oppfylle disse og andre formål med oppfinnelsen er det tilveiebragt en mekanisk struktur for en elektrodialytisk tre-kammercelle som letter sammensetning og demontering; hvori fluidstrømmen forbi hver av celle-membranene, på begge sider derav, er laminær, dvs. i form av en tynn, ark formet flate og samtidig turbulent, hvorved anioner føres med fluidet så snart de kommer ut fra membranene etter å ha krysset disse; hvori fluidtrykkene på membranenes motsatte sider reguleres slik at det ikke er noen forskjellige trykk eller krefter som har tendens til å strekke eller utspile og derved forårsake at membranene rives eller brytes i stykker; og hvori membranene er fysisk understøttet og beskyttet på begge sider derav og hindret i å beveges i forhold til hverandre og i forhold til de andre cellekamrene. Foreliggende elektrodialytiske celle-struktur er videre kjennetegnet ved at den er klar for tilpasning for bruk som en standard strukturkomponent for gjentatt bruk i et flercelle-elektrolyseapparat.

Foreliggende elektrodialytiske celle fjerner i det minste en del av de anioniske reaksjonsproduktene fra et elektroløst kobberpletteringsbad i drift ved fjerning av de uønskede anioner gjennom en anionisk permselektiv membran. Den elektroløse kobberpletteringsbadoppløsning regene-reres i et elektroløst badregenererings- eller senterkammer som er beliggende mellom et katolyttkammer og et anolyttkammer. Separate anioniske permselektive membraner skiller regenereringskamre fra katolytt- og anolyttkamrene. De permselektive membranene tillater at det kan foregå selektiv migrering av anioner gjennom nevnte membraner til vesentlig utelukkelse av kationer.

Katolyttkamre inneholder en kilde for hydroksylioner i vandige oppløs-ninger, generelt et alkalimetallhydroksyd slik som natriumhydroksyd. Anolyttkamre inneholder en vandig sur oppløsning slik som svovelsyre. Oppløsningen i regenereringskamre for det elektroløse badet velges for mottagelse av de anioniske reaksjonsproduktene fra reduksjonsreaksjonen som forekommer under elektroløs plettering. I drift bevirker den elektrodialytiske cellen migrering av hydroksylioner fra katolyttkamre gjennom den tilknyttede anioniske membran til regenereringskamre, og bevirker samtidig migrering av anioner av reaksjonsproduktsaltene til anolyttkamre fra regenereringskamre gjennom den anioniske membran som er forbundet med anolyttkamre.. Dette bevirker erstatning av anionene av alkalimetall-saltene med hydroksylioner og forårsaker en økning i pH-verdien til oppløsningen i regenereringskammeret.

Ifølge oppfinnelsen holder perforerte avstandsstykker de permselektive membranene i stilling. Disse avstands stykk ene bevirker også at strømmen av oppløsning er laminær over overflaten til hver av membranflatene mens de samtidig innfører en uro eller turbulens i strømmen. Denne turbulens og laminære strøm sørger for høyere effektivitet ved vekkføring av hydroksylionene fra katodekammeret i den elektrodialytiske cellen og anionene fra det elektroløse kobber-eller regenereringskammeret.

Overlappende pakninger tilveiebragt i. tilknytning til hver flate til de permselektive membranene beskytter disse fra muligheten for skade fra de perforerte avstandsstykkene og andre tilstøtende strukturkomponenter i cellen.

Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av den tidligere kjente elektro-dialyseproses;

fig. 2 er en skjematisk illustrasjon av et system og en fremgangsmåte som benytter en elektrodialytisk tre-kammercelle ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 3 er et planriss av en foretrukken perforert avstandsstykkestruktur benyttet i den elektrodialytiske cellen på fig. 2 og 4;

fig. 4 er et riss som viser deler rykket fra hverandre og illustrerer en foretrukken utførelse av en enkel dialytisk celleenhet ifølge foreliggende oppfinnelse, for bruk i systemet og fremgangsmåten vist på fig. 2;

fig. 5 er et planriss av den indre overflaten til presseblokken anordnet ved den venstre enden av enkeltcelleenheten på fig. 4;

fig. 6; er et planriss av den indre overflaten til presseblokken anordnet ved den høyre enden av enkeltcelleenheten på fig. 4;

fig. 7 er et planriss av katode- og anodelektrodene som benyttes i enkeltcelleenheten på fig. 4;

fig. 8, 9 og 10 er planriss av rammer for katodekammer, elektroløst kobberkammer og anodekammer, respektivt, i enkeltcelleenheten på fig. 4;

fig. 10A er et planriss av dekselrammene for kamrene for katode, anode og elektroløs kobberoppløsning;

fig. 11 og 12 er riss av venstre og høyre sider, respektivt, av den sammensatte enkeltcelleenheten på fig. 4;

fig. 13 er et riss av et flerkammerapparat omfattende en serie på seks elektrodialytiske celler pakket i en enkelt enhet,

fig. 14 er et skjematisk riss av flere elektrodialytiske celler, ifølge oppfinnelsen, forbundet for elektrisk aktivering i serie og anvendelse av bipolare elektroder;

fig. 15 er et skjematisk riss av flere elektrodialytiske celler ifølge oppfinnelsen, forbundet for elektrisk aktivering i et parallelt arrangement; og

fig. 16 er et skjematisk riss av flere elektrodialytiske celler ifølge oppfinnelsen, forbundet for elektrisk aktivering i et serie-parallell-arrangement.

På fig. 1 er det skjematisk vist en tidligere kjent elektrodialytisk celle 10 overfor hvilken foreliggende elektrodialytiske celle er en forbedring, hvilken tidligere kjente celle 10 er oppdelt i tre kamre, 12, 14 og 16 som er skilt fra hverandre ved hjelp av permselektive membraner 18 og 20. Membranene 18 og 20 er permeable bare for anioner.

På en side av cellen 10 befinner det seg en katodeelektrode 22 av stål. I katodekammeret 12 er det en svak oppløsning av natriumhydroksyd som utgjør katolytten. Den elektrokjemiske halvreaksjon som foregår ved katodeelektroden 22, er som følger:

Natriumhydroksydet anvendes ganske enkelt for det formål å opprettholde alkaliteten til katolytten og for å skape en konsentrasjonsgradient av hydroksyd over den tilknyttede membran for å forbedre migrerings-effektiviteten..Hydrogengass utluftes fra katodekammeret. Vann injiseres på behovsbasis for opprettholdelse av et konstant nivå.

På den andre siden av cellen, i kammer 16, er en anodeelektrode 24 av titan plettert med platina og neddykket i en anolytt bestående av en svak svovelsyreoppløsning. Den elektrokjemiske halvreaksjon som foregår ved anodeelektroden 24 er som følger:

Det utviklede oksygen utluftes fra anodekammeret.

Det er også en sekundær reaksjon som foregår ved anodeelektroden 24. Denne reaksjon er en følge av at formiat kommer inn i anodekammeret 16:

Ved å' kombinere katode-og anodeprosessene utledes følgende elektrokjemiske reaksjon ved dobling av ligning (2) og addering derav til reaksjonen i ligning (3):

Hydroksydet produseres ved katodeelektroden 22 mens hydroniumionene produseres ved anodeelektroden 24.

Det elektroløse kobberbadet: inneholdes i det midtre kammeret 14 .som skiller katodeelektroden 22 fra anodeelektroden 24. Ved..anvendelse av elektrisk strøm migrerer hydroksydet dannet ved katodeelektroden 22 gjennom katodemembranen 18 inn i det elektroløse kobberbadet. Sulfat-, formiat- og hydroksydanioner migrerer i sin tur gjennom anodemembra-nen 20 inn i anolyttkammeret 16 hvor hydroniumioner dannes, under dannelse av svovelsyre fra det akkumulerende sulfat. Formiatet oksyderes til gassformige biprodukter.

Som et resultat av denne prosessen blir sulfat- og formiat-biproduktene som har tendens til å oppbygges i det elektroløse pletteringsbadet, fjernet og erstattet med friskt hydroksyd. Det foregår ingen oppbyging av kationer slik som natrium i badet.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser

Fig. 2 er en skjematisk illustrasjon av et system og en fremgangsmåte som benytter en elektrodialytisk tre-kammercelle 26 ifølge oppfinnelsen for kjemisk vedlikehold av et elektroløst kobberpletteringsbad. I tillegg til et første kammer, et katodekammer 28, som innholder en katodeelektrode 30, og et annet kammer, et anodekammer 32, som inneholder en anodeelektrode 34, innbefatter den elektrodialytiske cellen 26 et tredjekammer, et intermediært elektroløs-kobber- eller regenereringskammer 36. Kammeret 36 er avgrenset av permselektive anionmembraner 38 og 40 som skiller elektroløs-kobberkammeret 36 fra katodekammeret 28 og anodekammeret 32, respektivt. Tre identiske perforerte avstandsstykker er anordnet for å skille membranene 38 og 40 fra hverandre og fra elektrodene 30 og 34. Spesielt er et avstandsstykke 42 anordnet mellom membranene 38 og 40, et avstandsstykke 44 er anordnet mellom membranen 38 og elektroden 30, og et avstandsstykke 46 er anordnet mellom membranen 40 og elektroden 34.

Mens komponentene i den elektrodialytiske cellen 26 for hensiktsmessig-hetens skyld er vist i avstand fra hverandre på fig. 2, vil det forstås at i en praktisk utførelse derav ifølge oppfinnelsen, ville disse komponenter være anordnet i tett pakket forhold til hverandre, som illustrert på figurene 11, 12 og 13.

En foretrukken konfigurasjon for de perforerte avstandsstykkene 42, 44 og 46 er et nettverksarrangement vist på fig. 3. Som vist omfatter hver av disse avstandsstykker et lag i et første plan av flere tynne plasttråder eller staver 48 anordnet i en første retning i et astandsplassert, parallelt forhold og i berøring og sammenføyet med et annet lag, i et annet plan, av flere vesentlig identiske tynne plasttråder eller staver 50 anordnet i en annen retning i avstandsplassert parallelt forhold. Orientering av lagene av staver 50 bort fra et rettvinklet forhold med hverandre og fra fluidstrømmen idet fluidstrømmen kommer inn i det tilknyttede elektrodialytiske cellekammer, fremmer et fordelaktig strømningsmønster.

Med denne konfigurasjon for hvert av avstandsstykkene eller —elemen-tene 42, 44 og 46, introduseres en perturbasjon, dvs. hvirvler eller turbulens, i. den ellers laminære strøm av fluid forbi den tilknyttede membranoverflaten hvorved anioner føres bort av fluidet så snart de kommer utfra membranen etter kryssing av sistnevnte fra den motsatte siden. Slik turbulens i fluidstrømmen reduserer også enhver tendens for for sterk oppvarming av den elektrodialytiske cellen.

En foretrukken sammensetning for hver av membranene 38 og 40 er den som er beskrevet i US patent 3.388.080.

Katolytt og spesielt en vandig oppløsning av natriumhydroksyd føres til katodekammeret og rundt en krets 52 av en pumpe 54. Anolytt omfattende en vandig oppløsning av svovelsyreføres til anodekammeret og rundt en krets 56 av en pumpe 58. En kilde 60 for fortynnet svovelsyre er innbefattet i 'kretsen 56, som vist, for å opprettholde surheten av anolytten ved et egnet nivå. Mens en kilde 62 for natriumhydroksyd er vist innbefattet i kretsen 52, kan en slik kilde 62 utelates for noen anvendelser fordi den elektrodialytiske cellen 26 danner sitt eget natriumhydroksyd. For slike anvendelser kan det være tilstrekkelig å tilveiebringe en innledende charge av vandig natriumhydroksyd i kammeret 28 og kretsen 52.

En oppløsning av elektroløst kobber føres gjennom en krets 64 til det mellomliggende, kammeret 36 fra et elektroløst kobberpletteringsbad 66 av en pumpe 68.

Ifølge oppfinnelsen er pumpene 54 , 58 og 68 fortrinnsvis identiske lavtrykkspumper. I en operativ utførelse av oppfinnelsen er en pumpe som er blitt funnet egnet, en modell nr. 7022-20 med en kapasitet på 37,8 liter pr. min. Et trekk ved denne pumpen er at den ikke inneholder noen metalldeler i kontakt med oppløsningen som pumpes. Dette unngår uønsket plettering av kobber som ellers kunne oppstå p.g.a. tilfeldige elektriske strømmer.

Ved bruk av identiske pumper 54, 58 og 68 for sirkulering av katolytt, anolytt og elektroløst kobber i de respektive kammere 28, 32 og 36, blir, slik fagmannen vil forstå, fluidtrykkene på de motsatte sider av de permselektive membranene 38 og 40 regulert. Det vil si, trykkene på de motsatte sider av membranene er de samme og holdes vesentlig like til enhver tid, og derved skapes ingen forskjellige trykk eller krefter som kunne være tilbøyelige til å strekke og utspile og derved rive opp eller på annen måte få membranene til å briste.

Det påpekes videre at p.g.a. at det tettpakkede forhold for alle komponentene i den elektrodialytiske cellen 26, gir de perforerte avstandselementene 42 og 44 fysisk understøttelse for membranen 38, og de perforerte avstandselementene 44 og 46 gir fysisk understøttelse for membranen 40.

Fig. 4 illustrerer et ekspandert riss av en foretrukken utførelse av en enkelt elektrodialytisk celleenhet 70, ifølge foreliggende oppfinnelse, for bruk i systemet og prosessen på fig. 2. Den elektrolytiske cellen 70 innbefatter et første kammer, katodekammer 72, et annet kammer, spesielt et elektroløs-kobber- eller regenereringskammer 74, og et tredje kammer, anodekammer 76, anordnet i denne rekkefølge, som vist. Celleenheten 70 innbefatter videre en støtteplate 78 som kan være av rustfritt stål og en plastpresseblokk 80 ved en ende, tilstøtende katodekammeret 72. En lignende støtteplate 118 av stål og presseblokk 16 av plast er anordnet ved celleenhetens 70 andre ende.

Katodekammeret 72 i celleenheten 70 omfatter, i rekkefølge, en katodeelektrode 82 som er plassert mot den indre overflate av blokken 82, en katodekammer-dekselramme 84 av plast, en katodekammerramme 86, et perforert avstandselement 88 av plast, en overlappende pakningsramme 90 av plast, og en anionisk permselektiv utvekslingsmembran 92. Det perforerte avstandselementet 88 passer i og fyller vesentlig utskjæringen eller åpningen i katodekammerrammen 86, idet tykkelsen på avstandselementet 88 og rammen 86 er omtrent den samme. For beskyttelse av den permselektive membranen 92 mot muligheten av skade som resultat av kontakt med en ujevn kant i åpningen i katodekammerrammen 86 eller med en ujevn kant hos det perforerte avstandselementet 88, er åpningen i paknings rammen 90 gjort noe mindre enn det perforerte avstandselementet 88 og overlapper således sistnevnte og også åpningen i rammen 86 på alle sider.

Det elektroløs-kobber- eller regenereringskammeret 74 innbefatter, i rekkefølge, den anioniske membran 92, en overlappende pakningsramme 94 av plast som kan være identisk med den overlappende pakningsrammen 90, en plastdekselramme 96 for elektroløs-kobber-kammere, hvilken kan være identisk med dekselrammen 84, en plastramme 98 for elektroløs-kobber-kammere, et perforert avstandselement 100 av plast som kan være identisk med avstandselementet 88, en overlappende pakningsramme 102 som kan være identisk med pakningsrammene 90 og 94, og en anionisk permselektiv membran 104. Avstandselmentet 100 passer i og fyller vesentlig åpningen i rammen 98 for elektroløs-kobber-kammere.

Anodekammeret 76 innbefatter, i rekkefølge, den anioniske membranen 104, en overlappende plastpakningsramme 106 som kan være identisk med pakningsrammene 90 og 94, en anodekammerramme. 108 av plast, et perforert plastavstandselement 110 som kan være identisk med avstandselementene 88 og 100, en anodekammer-dekselramme 112 av plast og en anodeelektrode. 114. Avstandselementet 110 fyller vesentlig åpningen i anodekammerrammen 108.

Som vist er åpningene eller utskjæringene i de forskjellige rammene alle anordnet sentralt og er av samme størrelse med unntagelse for pakningsrammene 90, 94, 102 og 104 som er noe mindre enn de andre åpningene. Den elektrodialytiske enkeltcelleenheten 70 kompletteres av plastpresse-blokken 116 og støtteplaten 118 av stål, idet den indre overflaten til presseblokken 116 er i kontakt med anodeelektroden 114. Hele sammensetningen presses sammen i et fluidtett forhold av egnede staver av rustfritt stål, som illustrert på fig. 13, hvilke strekker seg mellom de motstilte støtteendeplatene 78 og 118 av stål.

Mens et hvilket som helst egnet plastmateriale kan anvendes for alle plastkomponentene i den elektrodialytiske cellen 70, er tetrafluoretylen et foretrukket materiale. Et slikt materiale er tilgjengelig kommersielt under varebetegnelsen "Teflon". Stavene 48 og 50 i de perforerte avstandselementene 88, 100 og 110 består fortrinnsvis av polyetylen. Et planriss av katodeelektroden 82 og anodeelektroden 114 er vist på fig. 7. Katodeelektroden 82 kan være laget av rustfritt stål mens anodeelektroden helst består av titan med et dimensjonsstabilt belegg, f.eks. et platinabelegg med en tykkelse på 2 pm, kun på en side. Som vist på fig. 4 vender platinasiden til anodeelektroden innover i anodecellekammeret og eksponeres for anolyttoppløsningen.

Planriss av katodekammerrammen 86, rammen 98 for elektroløs-kammeret, og anodekammerrammen 108 er vist på fig. 8, 9 og 10, respektivt. Anodekammerrammen 108 og kammerrammen for elektroløst kobber kan være identiske. Ved anvendelse som en kammerramme for elektroløst kobber, er imidlertid rammen anordnet med sporene 164 vendende mot katodekammeret 72. Benyttet som en anodekammerramme vender sporene 164 bort fra katodekammerrammen 72.

Ytterligere elektrodialytiske celler kan tilføyes mellom de motstilte plastendeblokkene 80 og 116 ved tilføring av ytterligere sett av komponenter som angitt ovenfor og i den angitte rekkefølge. F.eks., for å tilføye en annen elektrodialytis.k celle til sammensetningen vist på fig. 4, ville alle komponentene i sammensetningen begynnende med dekselplaterammen 84 bli gjentatt, i den samme rekkefølge, etter anodeelektroden 114. Anordnet på en slik måte ville de to cellene bli forbundet i serie med elektroden 114 tjenende som en anode for den første cellen og en katode for den andre cellen. En slik elektrode betegnes innen teknikken som en "bipolar" elektrode. Et krav for en bipolar elektrode er at den skal ha et dimensjonstabilt belegg på begge sider.

For tilførsel av et drivende, elektrisk potensial til de to cellene i serie, ville den negative terminalen på en egnet likestrømskilde bli forbundet med katodeelektroden 82 og den positive terminalen på kilden ville bli forbundet med den andre av anodeelektrodene tilsvarende elektroden 114.

LSom..en. fagmann vil .forstå kan også, om ønsket, tre elektrodialytiske celler eller flere settes sammen for en slik serieoperasjon ved på nytt å gjenta prosessen som beskrevet ovenfor. Antallet av celler som et er praktisk å forbinde på denne måten i serie, bestemmes av spenningen som skal til for effektiv . drift av hver celle, den indre motstanden i sammensetningen, og andre elektriske forhold. Et arrangement med tre celler i serie ved anvendelse av bipolare elektroder er vist på fig. 14.

Dersom det er ønsket å la de elektrodialytiske cellene i et flercellesystem arbeide i parallell, bemerkes det at dette kan oppnås, som illustrert på fig. 15, ved å gjenta hvert av kamrene 72, 74 og 76 i den elektrodialytiske cellen 70 i reversert rekkefølge. Det vil si, etter den første cellen 70, som vist på fig. 4, ville den andre cellen, 70', bli dannet ved tilføyelse, etter anodeelektroden 114, av de forskjellige. komponentene i systemet, begynnende med plastdekselrammen 112, i den omvendte rekkefølge. For tilføyelse av en tredje celle, 70", ville de forskjellige komponentene i systemet begynnende med dekselplaterammen 82 bli tilføyet i rekkefølgen vist på fig. 4 etter katodeelektroden i den andre cellen.

Med de elektrodialytiske cellene forbundet for drift i parallell, som vist på fig. 15, og som beskrevet ovenfor, ville den samme spenning (9 volt eller mindre) bli påført over hver av cellene, men det elektriske strømnivå i ampere gjennom hver celle ville bli høyere.

Fig..16 viser et skjematisk riss av flere .elektrodialytiske celler 70 forbundet i et serie-parallell-arrangement.

Som vist på fig. 4-12 styres og organiseres katolytt, anolytt og elektro-løst kobber i den elektrolytiske cellen 70 ved hjelp av flere rektangulære og sirkulære porter eller åpninger som er tilveiebragt i plastpresse-blokkene 80 og 116 og i celleenhetrammen og membrankomponentene, idet åpningene 120 og 122 kun befinner seg på blokkenes 80 og 116 indre side og forbundet gjennom indre passasjer med ytre innløps- og utløps-forbindelseselementer for katolytt 124 og 126, respektivt. Når den elektrodialytiske cellen er sammensatt, befinner alle de rektangulære åpningene 120 seg på linje, hvilket også er tilfelle for alle de rektangulære åpningene 122.

Åpningene 120 og 122 tilveiebringer kommunikasjon med katodekammeret 72 fra de ytre forbindelseselementene 124 og 126. Denne kommunikasjon er ved hjelp av slisser eller spor 128 og 130, dannet i katodekammerrammen 86 på den side derav som vender mot dekselet 84, som vist på fig. 4, og strekker seg, respektivt, fra de rektangulære åpningene 120 og 122 i rammen 86 til dens sentrale åpning. Innløpsforbindelseselementet 124 på blokken 80, de rektangulære åpningene 120 og sporene 128 i rammen 86, tilveiebringer spesielt en innløpsbane for strøm av katolytt til katolyttkammeret 72. En utløpsbane for strømmen av katolytt fra kammeret 72 tilveiebringes av sporene 130 i rammen 86 og de rektangulære åpningene 122 til det utvendige utløpsforbindelseselementet 126 på blokken 116.

Likeledes er sirkulære åpninger tilveiebragt tilstøtende hver av de motstilte korte kantene av blokkene 80 og 116 og av ramme-, membran-og elektrodekomponentene, slik det fremgår på fig. 4-10, for tilveiebringelse av en indre strøm av anolytt til anolyttkammeret 76 og en indre strøm til kammeret 74 for elektroløst kommer, av elektroløs kobberoppløs-ning for regenerering.

Således er fire avstandsstilte sirkulære åpninger 132, 134, 136 og 138 anordnet tilstøtende en av sidekantene på hver av ramme-, membran- og elektrodekomponentene, og fire likeledes avstandsstilte sirkulære åpninger 140, 142, 144 og 146 er anordnet tilstøtende den andre sidekanten til hver av disse komponenter. Bare to avstandsstilte sirkulære åpninger er imidlertid tilveiebragt tilstøtende hver av de korte kantene på blokkene 80 og 116. Således, slik det best fremgår fra fig. 5, er det på en side av blokk 80 bare tilveiebragt sirkulære åpninger 132 og 136, og på den andre siden av blokken 80 kun åpninger 142 og 146. På samme måte, slik det best fremgår på fig. 6, er det på blokk 16, på en side derav, kun tilveiebragt åpninger 134 og 138, og på den andre siden er det kun tilveiebragt åpninger 140 og 144. Når den elektrodialytiske cellen 70 er sammensatt, er alle de tilsvarende nummererte åpninger i blokkene 80 og 116 og i ramme-, menmbran- og elektrodekomponentene, innrettet på linje.; •

Et utvendig innløpsforbindelseselement 148 for anolytt tilveiebragt på blokken 80, som vist på fig. 5 og forbundet på innsiden av blokken 80 med sirkulære åpninger 132 og 136, gir en kommuniserende innløpsbane til anolyttkammeret 76. Denne innløpsbane til anolyttkammeret 76 innbefatter de sirkulære åpningene 132 og 136 i anodekammerrammen 108 sammen med spor 152 tilveiebragt mellom åpningene 132 og 136 og den sentrale åpning i rammen 108. Kommunikasjonsbanen fra kammer 76 til et utvendig utløpsforbindelseselement 154 for anolytt i blokken 80, er anordnet ved hjelp av spor eller slisser 156 i rammen 108 og de sirkulære åpningene 142 og 146.

På samme måte tilveiebringer et utvendig innløpsforbindelseselement 158 for elektroløst kobber, slik det best fremgår på fig. 6, og innvendig forbundet i blokken 116 med sirkulære åpninger 134 og 138, en kommuniserende innløpsbane til kammeret 74 for elektroløst kobber. Denne innløpsbanen innbefatter innløpsforbindelseselementet 158 på blokken 116, de sirkulære åpningene 134 og 138 i kammerrammen 98 for elektroløst kobber sammen med spor 160 som er anordnet mellomåpningene 134 og 138 og den sentrale åpningen anordnet i rammen 98. Kommunikasjons-passasjen fra kammeret 74 for elektroløst kobber til et utvendig utløps-forbindelseselement 162 for elektroløst kobber på blokken 116, foreligger ved hjelp av spor 164 i rammen 98 og de sirkulære åpningene 140 og 144.

Den elektroløse kobberpletteringsbadoppløsning gjennomgår kompletterende elektrodialyse, og katolytt- og anolyttoppløsningene strømmer dermed gjennom de . forbundede kamre i ,den elektrodialytiske; .lellen ;70, . idet strømmen gjennom hvert kammer i en operativ utførelse er laminær, men turbulent, som beskrevet ovenfor, og beveger seg i hvert kammer ved en lineær hastighet på typisk 2 til 3 cm pr. sekund, idet trykkene på motsatte sider av memnbranene 92 og 104 er vesentlig de samme fordi identiske pumper benyttes for å effektuere hver av fluidstrømmene.

En katodeterminal 166 og en anodeterminal 168 passerer gjennom det ytre av cellen 70 for tilknytning til en passende likestrømskilde (ikke vist). Den elektroløse kobberoppløsning som gjennomgår kjemisk forandring i cellen 70, påvirkes således av de elektriske tilstander i katodeelektroden 82 og anodeelektroden 114, og av de forskjellige kapasiteter til de anion-permselektive membranene 92 og 104.

Som illustrasjon skal det vises til at i en operativ utførelse av den elektrodialytiske enkeltcelleenheten som er illustrert på fig. 3-12, er avstanden mellom de permselektive membranene 92 og 104 ca. 2 mm, og tykkelsen på enkeltcelleenheten 70 inkludert katodeelektroden 82 og anodeelektroden 114, men ikke inkludert blokkene 80 og 116 og stål-platene 78 og 118, er ca. 8 mm. Materialene som benyttes for de forskjellige komponentene og deres dimensjoner var som følger:

Støttestålplater 78 og 118 - 316 rustfritt stål

Dimensjoner: lengde 312 mm; bredde 178 mm;tykkelse 15 mm

Plastpressede blokker 80 og 116 - "Teflon"

Dimensjoner: lengde 266 mm; bredde 144 mm; tykkelse 40 mm Katodeelektrode 82 - rustfritt stål

Anodeelektrode 114 - titan dekket bare på en side med platine, 2 um tykt

Dimensjoner: lengde 264 mm; bredde 130 mm; tykkelse 2 mm

Dekselplaterammer 84, 96 og 112 - "Teflon"

Dimensjoner: lengde 266 mm; bredde 131 mm; tykkelse 0,8 mm

med en rammeåpning i midten av lengde 220 mm og bredde 90 mm.

Katodekammerrammer 86 - "Teflon" Dimensjoner: lengde 264 mm; bredde 131 mm; tykkelse 1,6 mm

med en midtre rammeåpning av lengde 220 mm og bredde 90 mm.

Perforerte avstandselementer 88 og 100 - smale polyetylenstaver med en diameter på 1 mm.

Dimensjoner: lengde 220 mm og bredde 90 mm

Pakningsrammer 90, 94, 102 og 106 - "Teflon"

Dimensjoner: lengde 266 mm; bredde 131 mm; tykkelse 0,lmm

med et midtre vindu med en lengde på 216 mm og bredde 86 mm.

Elektroløs kobberoppløsning og anodekammerrammer 98 og 108 - "Teflon" Dimensjoner: lengde 264 mm; bredde 131 mm; tykkelse 1,6 mm

med en midre åpning av lengde 220 mm og bredde 90 mm...

Anionutvekslingsmembraner -

Dimensjoner: lengde 270 mm; bredde 130 mm med et aktivt overflateareal på 198 cm^ på hver side, idet avstanden mellom membranene er 2 mm.

Med en slik anordning er forholdet for volumet av fluidet i hvert av kamrene 72, 74 og 76 i den elektrodialytiske cellen 70 til det aktive overflateareal til en side av hver av de permselektive membranene meget lavt, nemlig 1 til 5. Det vil si, med et mellomrom på 2 mm mellom de permselektive menbranene 92 og 104 og et aktivt overflateareal på ca. 198 cm^ (22 cm x 9 cm), er volumet til kammeret med elektroløs kobber-oppløsning 39,6 cm^, hvilket gir et forhold for fluidvolumet til det aktive areal for hver membran på 39,6 til 198 eller, nøyaktig 1 til 5. Dette forhold for katodekammeret 72 og anodekammeret 76 er det samme, dvs. 1 til 5.. I det tidligere kjente apparat nevnt ovenfor er dette forhold mye høyere, og er av størrelsesorden 1 til 1. Forholdet for fluidvolumet til det aktive overflateareal for hver membranoverflate er ikke begrenset til det lave forhold på 1 til 5 og kan være så lavt som 1 til 10, og kan også være høyere, selv om det fortrinnsvis er lavere, enn 1 til 1. Det bemerkes at ved et meget lavt forhold på 1 til 10 blir motstanden i fluidstrømmen for høy, og membranseparerings-effektiviteten avtar. Det vil si, hastigheten for utskylling eller blanding av hydroksydet blir uønsket lav.

Sammensetningen av flere komponenter som utgjør den elektrodialytiske celleenheten 70, kan lettes ved vertikal stabling av komponentene på hverandre med støttestålplaten 78 i bunnen fulgt av blokken 80, deksel-platen 84, katodekammerrammen 86 osv. Flercelle-elektrodialytiske celleenheter kan settes sammen på samme måte, idet man fortsetter med de ønskede ytterligere cellekomponenter før man til slutt tilføyer ende-blokken 116 og endestøtteplaten 118. For å lette slik stabling av celle-enhetkomponenter kan det anvendes vertikale styrestaver (ikke vist) som kan holdes i stilling av støtteplaten 78, og som strekker seg gjennom på linje liggende hull (ikke vist) anordnet i tilstøtende motsatt stilte kantområder i cellerammen og blokkomponentene.

På fig. 13 er det vist en serie på seks elektrodialytiske celleenheter 70' holdt mellom endestøtteplater 78' og 118' og blokker 80' og 116' og presset sammen i fluidtett forhold av seks stålstaver 170 og tilknyttede muttere (ikke vist). Hver av de seks celleenhetene 70' innbefatter et katodekammer 72', et kammer 74' for elektroløs kobberoppløsning og et anodekammer 76', som angitt. Innløps- og utløpsforbindelseselementer for anolyttoppløsningen er angitt på fig. 13 ved 148' og 154', respektivt. Et innløpsforbindelseselement for den elektroløse kobberoppløsning er angitt med henvisningstall i 58', idet utløpsforbindelseselementet derfor er angitt ved henvisningstallet 162'.

I tester utført med den elektrodialytiske enkeltcelleenheten 70 er det funnet at med 9 volt påført mellom katodeelektroden 86 og anodeelektroden 114 kan strømtettheter på opptil 150 milliampere pr. cm^ tolereres over lengre tidsrom uten noen merkbar oppvarming av celleenheten 70 eller kjemisk komplettering av den elektroløse kobber-pletteringsbadoppløsning, og uten noen skadelig effekt på membranene 92 og 104. Denne strømdensitet er flere ganger høyere enn den som kan til-lates med det tidligere kjente elektrodialyseapparat.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en forbedret konstruksjons - messig sammenbygd enhet for en elektrodialytisk celle som muliggjør høyere elektriske strømdensiteter og følgelig større regenererende kapasitet for elektroløse kobberpletteringsbadoppløsninger enn det som har vært mulig å oppnå med det tidligere kjente apparat.

Den elektrodialytiske celleenheten ifølge oppfinnelsen er dessuten kjennetegnet ved dens tilpasningsevne for bruk som en standardkompo-nent for gjentatt bruk ved konstruksjon av elektrodialytiske flercelle-apparater. Den er videre kjennetegnet ved fravær av noen tendens til lekkasje av fluider fra eller mellom de forskjellige kamrene. Undersøkelse av de permselektive membranene 92 og 164 etter testing av apparatet har ikke vist noen skade på disse og heller ingen tegn på at membranene har vært utsatt for noen uheldig påvirkning.

Claims (28)

1. Apparat for komplettering av et elektroløst kobberpletteringsbad som har tendens til å bli utarmet som resultat av reduksjonen av et vannoppløselig cuprisalt i en alkalisk oppløsning under kobberpletterende og —reduserende betingelser hvor oppløsningen i nevnte utarmede tilstand er tilbøyelig til å inneholde alkalimetallsalter som reaksjonsprodukter, karakterisert ved at det innbefatter: en elektrodialytisk celle som har kammere for katolytt, anolytt og elektroløs kobberoppløsning, idet nevnte kammer for den elektroløse kobberoppløsning er adskilt fra katolyttkamre av en første anion-permselektiv membran og adskilt fra nevnte anolyttkammer av en annen anion-permselektiv membran, anordning for tilveiebringelse av en strøm inn og ut av katolyttkammeret av en vandig oppløsning av natriumhydroksyd fra en kilde derav, anordning for tilveiebringelse av en strøm inn og ut av anolyttkammeret av en vandig oppløsning av svovelsyre fra en kilde derav, og anordning for tilveiebringelse av en strøm inn og ut av kammeret for den elektroløse kobberoppløsning av elektroløs kobberoppløs-ning fra det elektroløse kobberpletteringsbad som skal kompletteres, hvor hastigheten for fluidstrøm inn i hvert av nevnte kamre for katolytt, anolytt og elektroløs kobberoppløsning er vesentlig identisk for derved å minimalisere de fysiske belastninger for hvilke første og andre permselektive membraner utsettes som resultat av at slik fluid strømmer inn og ut av nevnte kammere.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av anordningene for tilveiebringelse av strøm inn og ut av kamrene for katolytt, anolytt og elektroløs kobberoppløsning omfatter en pumpe.

3- Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at pumpene er identiske pumper.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at hver av nevnte pumper er kjennetegnet ved at den ikke inneholder noen metalldeler som er i kontakt med oppløsningen som pumpes.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at forholdet for fluidvolum i hvert av nevnte elektrodialytiske cellekamre til overflatearealet for en side av hver av nevnte membraner, er i området fra mindre enn 1 til 1 til større enn 1 til 10.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det også innbefatter perforerte avstandselementer anordnet for tilveiebringelse av fysisk understøttelse for og utelukkelse av bevegelse av nevnte membraner i forhold til apparatet.

7.... Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at den perforerte avstandsanordning omfatter en første flerhet av parallelle, tynne staver anordnet i et første plan og krysser en annen flerhet av tynne staver anordnet i et tilstøtende annet plan, idet stavene i det andre planet er i berøring med og sammenføyet med stavene i det første planet, nevnte perforerte avstandsanordning er anordnet mellom nevnte membraner og på hver av de motsatte sider derav, i berørende forhold, idet strømmen av katolytt, anolytt og elektroløst kobber forbi den individuelle membranoverflaten som er forbundet dermed, er laminær med turbulens frembragt deri hvorved . anioner føres vekk så snart de kommer ut fra membranene etter å ha gått gjennom disse.

8.... Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at avstandsanordningen har kanter og videre innbefatter overlappende pakningsanordninger anordnet for å hindre nevnte kanter i å berøre og skade den tilstøtende membranoverflaten.

9. System for regulering av pH-verdien til et elektroløst kobberpletteringsbad, karakterisert ved at det innbefatter: en elektrodialytisk celle inneholdende et regenereringkammer, et katodekammer og et anodekammer med en første anionisk membran som skiller regenereringskammeret fra katodekammeret og en annen anionisk membran som skiller regenereringskammeret fra anodekammeret, første anordning for etablering av en strøm i regenereringskammeret av en alkalimetallhydroksydoppløsning inneholdende kobbersulfat, formaldehyd, natriumsaltet av et hensiktsmesig chelateringsmiddel, og de oppløselige produktene fra reduksjonen av kobbersulfatet med formaldehydet innbefattende alkalimetallsulfat og alkalimetallformiat, annen anordning for etablering av en strøm i katodekammeret av vandig alkalimetallhydroksyd, og tredje anordning for etablering av en strøm i anodekammeret av vandig svovelsyre, idet strømningshastigheten som opprettes av hver av nevnte første, andre og tredje anordninger er omtrent den samme, hvorved fluidtrykkene på de motsatte sider av nevnte membraner forblir omtrent like under driften av den elektrolytiske cellen.

10. Apparat for komplettering av et elektroløst kobberpletteringsbad som har tendens til å bli utarmet som resultat av reduksjonen av et vannoppløselig cuprisalt i en alkalisk oppløsning under koberpletterende og —reduserende betingelser, idet nevnte oppløsning i en utarmet tilstand inneholder alkalimetallsalter som reaksjonsprodukter, karakterisert ved at det innbefatter: en elektrolytisk celle som har første, andre og tredje kammere, og inneholder første og andre anion-permselektive membraner og første og andre elektroder, idet nevnte første permselektive membran danner en kjemisk barriere mellom første og andre kammer, den andre permselektive membran danner en kjemisk barriere mellom det andre og det tredje kammer, og idet første elektrode er anordnet i det første kammeret og den andre elektroden er anordnet i det tredje kammeret, første, andre og tredje pumpeanordninger, anordning innbefattende nevnte første pumpeanordning for tilveiebringelse av en strøm inn og ut av det første kammeret av en vandig oppløsning av alkalimetallhydroksyd fra en kilde for dette, . anordning innbefattende nevnte andre pumpeanordning for tilveiebringelse av en strøm av elektroløst kobber inn og ut av det andre kammeret fra pletteringsbadet, anordning innbefattende nevnte tredje pumpeanordning for tilveiebringelse av en strøm inn og ut av det tredje kammeret av vandig svovelsyre fra en kilde for denne, og anordning for opprettelse av en elektrisk potensialforskjell mellom den første og den andre elektroden, idet potensialet på den andre elektroden er positivt i forhold til potensialet på den første elektroden, idet første, andre og tredje pumpeanordninger er vesentlig identiske for derved å minimalisere forskjeller i fluidtrykk på de motsatte sider av hver av nevnte membraner.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at det videre innbefatter perforerte avstandsanordninger anordnet i hvert av nevnte første, andre og tredje kammere, for tilveiebringelse av fysisk understøttelse for og for å utelukke bevegelse av nevnte membraner i forhold til apparatet.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at nevnte avstandsanordninger innbefatter en første flerhet av parallelle tynne staver anordnet i et første plan på tvers av en annen flerhet av tynne staver anordnet i et tilstøtende annet plan, idet stavene i det andre planet berører og er forbundet med stavene i det første planet, idet en avstandsanordning er anordnet mellom nevnte membraner og på hver. av ; deres motsatte . sider, i inngrep dermed, hvorved strømmen av oppløsning forbi overflaten til hver av nevnte membraner er laminær med frembragt turbulens deri hvorved anioner føres vekk så snart de kommer ut fra membranene etter å ha gått gjennom disse.

13. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at det videre innbefatter første, andre og tredje kammerrammeanordninger som avgrenser hver av nevnte første, andre og tredje kammere, idet hver av nevnte kammerrammeanordninger har en sentral åpning deri, første, andre, tredje perforerte avstandsanordninger, hvor den første avstandsanordning er anordnet i og fyller åpningen i nevnte første kammerrammeanordning, hvor den andre avstandsanordning er anordnet i og fyller åpningen til den andre kammerrammeanordning, hvor tredje avstandsanordning er anordnet i og fyller åpningen til den tredje kammerrammeanordning, idet hver av nevnte første, andre og tredje avstandsanordninger omfatter en første flerhet av parallelle tynne staver anordnet i et første plan som krysser en annen flerhet av tynne staver anordnet i et tilstøtende plan, hvor nevnte andre flerhet av staver berører og er sammenføyet med nevnte første flerhet av staver.

14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at det innbefatter første, andre og tredje og fjerde pakningsrammeanordninger, hvor hver av nevnte pakningsrammeanordninger har en sentral åpning deri, hvor den første pakningsrammeanordning er anbragt mellom den første kammerrammeanordning og den første permselektive membran, den andre pakningsrammeanordning er anbragt mellom den andre kammerrammeanordning og den første permselektive membran, :./.;• .. den tredje pakningsrammeanordning er anbragt mellom den andre kammerrammeanordning den andre permselektive membran, den fjerde pakningsrammeanordning er anbragt mellom den tredje kammerrammeanordning og den andre perselektive membran, idet den sentrale åpning i hver av nevnte første, tredje, andre og fjerde pakningsrammeanordninger er noe mindre enn den sentrale åpningen i hver av nevnte første, andre og tredje kmmerrammeanordnin-ger hvorved overflatene til hver av nevnte første og andre permselektive membraner er utelukket fra berøring av kantene til åpningene i nevnte første andre og tredje kammerrammeanordninger og også kantene til hver av nevnte første, andre og tredje perforerte avstandsanordninger.

15. Elektrodialyseapparat for komplettering av et elektroløst kobberpletteringsbad som har tendens til å bli utarmet som resultatet av et vannoppløselig cuprisalt i en alkalisk oppløsning under kobberpletterende og —reduserende betingelser, hvor nevnte oppløsning i utarmet tilstand har tendens til å inneholde alkalimetallsalter som reaksjonsprodukter, karakterisert ved at det innbefatter: en stabel av komponenter omfattende, i rekkefølge, en første støtteplate, en første plastpresseblokk, en katodeelektrode, en katodekammer-dekselramme, en katodekammerramme, en første perforert avstandselement, en overlappende pakningsramme som avgrenser et katodekammer, i-.,-: en første permselektiv membran, en første overlappende pakningsramme, en dekselramme for kammer med elektroløs kobberoppløsning, en ramme for kammer med elektroløs kobberoppløsning som avgrenser et kammer for elektroløs kobberoppløsning, et annet perforert avstandselement, en annen overlappende pakningsramme, en annen permselektiv membran, en tredje overlappende pakningsramme, en anodekammerramme som avgrenser et anodekammer, en tredje overlappende pakningsramme, en anodekammerramme som avgrenser et anodekammer, et tredje perforert avstandselement, en anodekammer-dekselramme, en anodeelektrode, en annen plastpresseblokk, en annen støtteplate, hvor hver av nevnte rammer har en sentralt anordnet åpning deri, idet de sentralt anordnede åpninger i de overlappende pakningsrammer er noe mindre enn åpningene i de andre rammene, det første perforerte avstandselementet er anbragt i åpningen i katodekammerrammen, det andre perforerte avstandselementet er anbragt i åpningen i rammen for kammeret med elektroløst kobber, det tredje perforerte avstandselementet er anbragt i åpningen i anodekammerrammen, anordninger for å presse stabelen av komponenter sammen i fluidtett forhold, idet indre strøm av katolytt, elektroløs kobberoppløsning og anolytt til og fra kamrene for katoden, elektroløs kobberoppløsning og anoden, respektivt, muliggjøres ved hjelp av en rekke åpninger anordnet i komponentstabelen mellom og innbefattende første og andre plastpresseblokker.

16. Elektrodialyseapparat ifølge krav 15, karakterisert ved at første plastpresseblokk innbefatter en ytre innløpsforbindelse fra en kilde for katolytt, en ytre innløpsforbindelse fra en kilde for anolytt, og. en ytre utløpsforbindelse tilbake til kilden for anolytt, og hvor nevnte andre presseblokk innbefatter en ytre utløps-forbindelse tilbake til kilden for katolytt, en ytre innløpsforbindelse fra en kilde for elektroløs kobberoppløsning, og en ytre utløpsforbindelse tilbake til kilden for elektroløs kobberoppløsning.

17. Apparat ifølge krav 15, karakterisert ved at hver av nevnte første, andre og tredje perforerte avstandselementer består av en første flerhet av parallelle tynne staver anordnet i et første plan som krysser .en annen flerhet av tynne staver anordnet i et tilstøtende annet plan, hvor stavene i det andre planet berører og er sammenføyet med stavene i det første planet, og hvor nevnte første, andre og tredje perforerte avstandselementer er anordnet i den sentralt anordnede åpning i katodekammerrammen, rammen for kammeret til elektroløs kobberoppløsning, og anodekammerrammen, respektivt.

18. Apparat ifølge krav 17, karakterisert ved at katodeelektroden består av metall som er uoppløselig i katolytt-oppløsningen, og at anodeelektroden består av titan med et dimensjonsstabilt belegg på den side derav som vender mot anodekammerrammen.

19. Apparat ifølge krav 17, karakterisert ved at stabelen av komponenter mellom første og andre plastpresseblokker er gjentatt en rekke ganger, i den angitte rekkefølge, begynnende med nevnte katodekammer-dekselramme og avsluttende med nevnte anodeelektrode, hvor førstnevnte katodeelektrode i den først definerte stabel omfatter den negative terminalen og anodeelektroden i den siste av den gjentatte stabel omfatter den positive terminalen i den først definerte og i den gjentatte stabel.

20. Apparat ifølge krav 17, karakterisert ved at stabelen av komponenter mellom nevnte første og andre plastpresseblokker er gjentatt flere ganger, vekslende i rekkefølge, først i en reversert rekkefølge begynnende med nevnte anodekammer-dekselramme og avsluttende med nevnte katodeelektrode og deretter i den først definerte rekkefølge begynnende med katodekammer-dekselrammemn og avsluttende med anodeelektroden, hvorved hver av katodeelektrodene i stabelen, som gjentatt, omfatter en negativ terminal, og hver av anodeelektrodene omfatter en positiv terminal.

21. Elekterodialytisk celle, karakterisert ved at den innbefatter: et katolyttkammer, en katode i katolyttkammeret, et anolyttkammer, en anode i anolyttkammeret, et intermediært kammer, en første anion-permselektiv membran som har en første overflate og en annen overflate, en annen anion-permselektiv membran som har en første overflate og en annen overflate, første, andre og tredje avstandsanordninger, idet hver av nevnte avstandsanordninger har kanter, første, andre, tredje og fjerde overlappende pakningsanordnin ger, nevnte første permselektive membran adskiller nevnte inter-mcdiære kammer fra katolyttkammeret, nevnte andre permselektive membran adskiller nevnte inter-' mediære kammer fra anolyttkammeret, ..første avstandsanordning adskiller katoden fra den første perm- selektive membran, den andre avstandsanordning askiller - nevnte første og andre permselektive membraner, nevnte tredje avstandsanordning adskiller anoden fra nevnte ■andre permselektive membran, nevnte første overlappende pakningsanordning beskytter nevnte første overflate til den første permselektive membran fra kantene i nevnte første avstandsanordning, nevnte andre overlappende pakninsanordning beskytter nevnte andre overflate til den første permselektive membran fra kantene til den andre avstandsanordning, nevnte tredje overlappende pakningsanordning beskytter nevnte første overflate til nevnte andre permselektive membran fra kantene til den andre avstandsanordning, nevnte fjerde overlappende pakningsanordning beskytter nevnte andre overflate til nevnte andre membran fra kantene til den tredje avstandsanordning.

22. Elektrodialytiskcelle ifølge krav 21, karakterisert ved at den videre innbefatter: en katolyttkammerramme som avgrenser katolyttkammeret og har en sentralt anordnet utskåret åpning med en kant, en intermediær-kammerramme som avgrenser det intermediære kammeret og som har en sentralt anordnet utskåret åpning med en kant, en anolyttkammerramme som avgrenser anolyttkammeret og har en sentralt anordnet utskåret åpning med en kant, den første avstandsanordning er anbragt i åpningen i katolyttkammer rammen, den andre avstandsanordningen er anbragt i åpningen i nevnte intermediær-kammerramme, og nevnte tredje avstandsanordning er anbragt i åpningen i anolyttkammerrammen, hvor nevnte første, andre og tredje og fjerde pakningsanordninger også beskytter de tilknyttede overflater til nevnte første og andre permselektive membraner fra kantene til de tilknyttede åpninger i nevnte katolytt-, intermediær- og anolytt-kammere.

23. Elektrodialytisk celle ifølge krav 22, karakterisert ved at hver av nevnte avstandsanordninger omfatter innbyrdes for-undne par av plaststaver, idet stavene i hvert par er vesentlig parallelle og anordnet i en vesentlig vinkel i forhold til stavene i det andre paret.

24. Elektrodialytisk celle ifølge krav 23, karakterisert ved at den også innbefatter en første pumpeanordning for opprettelse av en strøm av katolyttfluid gjennom katolyttkammeret, en annen pumpeanordning for opprettelse av en strøm av fluid for kjemisk behandling, gjennom nevnte intermediære kammer, og en . tredje pumpeanordning for opprettelse av en strøm av anolytt gjennom anolyttkammeret, idet hver av nevnte første, andre og tredje avstandsanordninger bevirker at fluidstrømmen forbi overflatene til de tilknyttede membraner er laminær for derved å minimalisere en tendens for at den elektrodialytiske cellen skal utvikle for sterk varme og begrense dens kjemiske behandlingskapasitet.

25. Elektrodialytisk celle ifølge krav 24, karakterisert ved at hver av nevnte første, andre og tredje avstandsanordninger bevirker at fluidstrømmen forbi overflatene til de tilknyttede membraner er laminær med hvirvler og således frembragt turbulens deri, for derved å minimalisere en tendens for at den elektrodialytiske cellen skal utvikle for sterk varme, hvilket har tilbøyelighet til å begrense dens kjemiske behandlingskapasitet, og for å bevirke at anioner idet de kommer ut av en overflate til membranene, etter å ha gått igjennom disse, hurtig føres vekk for derved å fremme en høyere effektivitet for ioneovérføring og tillate høyere strømningshastigheter i hvert av nevnte katolytt-, intermediær- og anolytt-kammere.

26. Elektrodialytisk celle ifølge krav 25, karakterisert :v,e.d. v at nevnte første, andre og tredje pumpeanordninger er vesentlig identiske og bevirker at strømningshastighetene i hvert av nevnte katolytt-, intermediær- og anolytt-kamre er vesentlig identiske for derved å minimalisere enhver tendens for dannelse av trykkforskjeller på de motsatte sider av nevnte første og nevnte andre permselektive membraner.

27. Elektrodialytisk celle ifølge krav 26, karakterisert ved at fluidet som skal kjemisk behandles i nevnte intermediære kammer, er en oppløsning fra et arbeidende elektroløst kobberpletteringsbad, idet fluidet i katolyttkammeret er en vandig oppløsning av et alkalimetallhydroksyd, og fluidet i anolyttkammeret er en vandig oppløs-ning av vandig syre.

28. Elektrodialytisk celle ifølge krav 27, karakterisert ved at den videre innbefatter: anordning for opprettelse av en elektrisk poensialforskjell mellom katoden og anoden, og hvor hver av nevnte første, andre og tredje pumpeanordninger ikke har noen metalldeler i kontakt med fluidet som pumpes av disse, for derved å unngå uønsket plettering av kobber, hvilket ellers kunne forekomme p.g.a. vilkårlige elektriske strømmer.