本發(fā)明屬于廢水處理領域，尤其涉及一種棕化廢液處理裝置及處理方法。

背景技術(shù)：

隨著PCB(印制線路板)行業(yè)的迅速發(fā)展，多層印制線路板以其體積小、裝配密度高、重量輕等優(yōu)點，市場需求量迅速增加，其生產(chǎn)量也隨之增加。在PCB生產(chǎn)過程中，棕化處理是必經(jīng)程序。棕化液處理是在PCB內(nèi)層板上形成一層棕化膜面層以保護銅基材，具體就是一個化學蝕銅反應過程。伴隨棕化過程的進行，棕化液中銅離子不斷上升，當銅離子超過一定范圍后，將會導致棕化銅面發(fā)白及色澤不均等品質(zhì)問題。因此在實際操作過程中必須及時更換新的棕化液，這樣就產(chǎn)生了棕化廢液。隨著PCB行業(yè)的快速發(fā)展，在內(nèi)層線路板處理中，棕化廢液的排放量越來越大。棕化廢液含有銅離子(20-40g/L)、雙氧水(10-20g/L)、氫離子(1-3mol/L)、硫酸根、有機類銅緩蝕劑、雙氧水穩(wěn)定劑、聚乙二醇等物質(zhì)，若隨便排放將會嚴重污染環(huán)境。

目前，處理棕化廢液的方法有化學沉淀法、蒸發(fā)結(jié)晶及電解法?；瘜W沉淀法需要消耗大量化學藥劑，成本較高，而且由于銅以絡合態(tài)形式存在，不能完全沉淀。此外，蒸發(fā)結(jié)晶高能較大，進一步增加了生產(chǎn)成本。電解法是目前處理棕化廢液的較好方法，但是在電解棕化廢液時，棕化廢液中的COD(化學需氧量)值較高，廢液中的銅類緩蝕劑，如苯丙三氮唑、甲基苯駢三氮唑、巰基苯駢噻唑鈉鹽，會與電解生成的銅絡合，導致電解系統(tǒng)難以電解出塊狀、光亮、高純度的優(yōu)質(zhì)銅。除此以外，在電解過程中，棕化廢液中的苯丙三氮唑也會在電解裝置的陰極表面形成一層油性膜，這種膜阻礙了離子銅在陰極表面的析出，同時電解出的銅會附著少量的有機物，也會導致銅色澤變暗甚至發(fā)黑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種棕化廢液處理裝置及處理方法，旨在消除在棕化廢液電解處理過程中，廢液中的銅類緩釋劑對電解生成的銅的影響，從而獲得塊狀、光亮、高純度的優(yōu)質(zhì)銅。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種棕化廢液處理裝置，包括用于貯存棕化廢液的貯存裝置、用于對所述棕化廢液進行電解處理的電解裝置，所述棕化廢液處理裝置還包括用于對所述棕化廢液進行氧化處理的COD降解裝置，所述COD降解裝置連接于所述貯存裝置與所述電解裝置之間。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括用于向所述COD降解裝置中添加催化劑的催化劑添加裝置，所述催化劑添加裝置與所述COD降解裝置連接。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括用于對所述棕化廢液進行pH調(diào)節(jié)的pH調(diào)節(jié)裝置，所述pH調(diào)節(jié)裝置連接于所述貯存裝置與所述COD降解裝置之間。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括過濾器，所述過濾器連接于所述pH調(diào)節(jié)裝置與所述COD降解裝置之間。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括堿液貯存裝置，所述堿液貯存裝置與所述pH調(diào)節(jié)裝置連接。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括有機物過濾器，所述有機物過濾器連接于所述COD降解裝置與所述電解裝置之間。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括用于向所述電解裝置中添加電解添加劑的添加劑貯存裝置，所述添加劑貯存裝置與所述電解裝置連接。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括棕化再生液調(diào)配裝置，所述棕化再生液調(diào)配裝置與所述電解裝置連接。

進一步地，所述棕化廢液處理裝置還包括用于向所述棕化再生液調(diào)配裝置中添加棕化添加劑的棕化添加劑貯存裝置，所述棕化添加劑貯存裝置與所述棕化再生液調(diào)配裝置連接。

本發(fā)明還提供了一種棕化廢液處理方法，包括以下步驟：

將棕化廢液的pH調(diào)節(jié)至2.0-4.0，進行過濾；

控制過濾后的棕化廢液溫度在60℃以下，進行氧化處理；

進行電解處理，獲得單質(zhì)銅和廢液；

將所述廢液調(diào)配成棕化液再生液。

進一步地，所述氧化處理通過添加催化劑進行，所述催化劑為含有二甲鐵離子和三價鐵離子的物質(zhì)。

進一步地，所述將所述廢液調(diào)配成棕化液再生液的過程為向所述廢液中添加棕化添加劑；所述棕化添加劑為苯丙三氮唑、雙氧水及聚季銨鹽-47。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供的一種棕化廢液處理裝置，通過COD降解裝置將棕化廢液進行電解處理之前先進行氧化處理，可將所述棕化廢液中苯丙三氮唑等銅類緩釋劑先氧化處理掉，避免在電解處理時所述銅類緩釋劑與電解裝置電解生成的單質(zhì)銅進行絡合；也避免了棕化廢液中的苯丙三氮唑在電解裝置的陰極表面形成一層油性膜而阻礙離子銅在陰極表面析出以及少量有機物在生成的銅表面聚集的問題，由此可獲得塊狀、光亮、高純度的優(yōu)質(zhì)銅。

本發(fā)明提供的與所述棕化廢液處理裝置對應的棕化廢液處理方法，能將棕化廢液中的COD降低至80-300ppm，其中的有機物基本消除，解決了棕化廢液中有機物難降解的問題。此外，本發(fā)明所提供的棕化廢液處理方法，過程簡單，便于工業(yè)化操作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的棕化廢液處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1，為本發(fā)明實施例提供的一種棕化廢液處理裝置100，包括用于貯存棕化廢液的貯存裝置1、用于對所述棕化廢液進行電解處理的電解裝置，棕化廢液處理裝置100還包括用于對所述棕化廢液進行氧化處理的COD降解裝置10，COD降解裝置10連接于貯存裝置1與所述電解裝置之間。

本實施例提供的棕化廢液處理裝置100，通過COD降解裝置10將棕化廢液進行電解處理之前先進行氧化處理，可將所述棕化廢液中銅類緩釋劑(苯丙三氮唑、甲基苯駢三氮唑、巰基苯駢噻唑鈉鹽)先氧化處理掉，避免在電解處理時所述銅類緩釋劑與電解裝置電解生成的單質(zhì)銅進行絡合，同時也避免苯丙三氮唑在電解裝置的陰極表面形成油性膜而阻礙離子銅在陰極表面的析出以及少量有機物在生成的銅表面聚集的問題，由此可獲得塊狀、光亮、高純度的優(yōu)質(zhì)銅。

棕化廢液處理裝置100還包括用于向COD降解裝置10中添加催化劑的催化劑添加裝置8，催化劑添加裝置8與COD降解裝置10連接。所述催化劑為含有二甲鐵離子和三價鐵離子的物質(zhì)，如三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨等。

棕化廢液中含有一定量的雙氧水，在棕化廢液中添加所述催化劑，發(fā)生如下反應：

二價鐵離子與雙氧水在酸性條件下，發(fā)生氧化還原反應，產(chǎn)生羥基自由基：

Fe²⁺+H₂O₂+H⁺→Fe³⁺+H₂O+HO·

三價鐵與雙氧水在弱酸性條件下，發(fā)生反應，產(chǎn)生羥基自由基：

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+H⁺+HO·；

同時，在稀酸條件下，三價鐵與雙氧水反應產(chǎn)生超氧化氫：

Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+H⁺+HO₂；

超氧化氫在雙氧水溶液中易分解：

HO₂+H₂O₂→H₂O+O₂↑+HO·。

所述催化劑會與所述銅類緩釋劑發(fā)生氧化還原反應，由此將所述銅類緩釋劑氧化處理掉。具體是苯丙三氮唑等有機物被高氧化性的羥基自由基氧化分解，轉(zhuǎn)化成CO₂及其他小分子，同時也將絡合態(tài)銅轉(zhuǎn)化成游離態(tài)的銅。溶液中的COD由15000-30000ppm降至1000ppm以下，這種方法解決了絡合態(tài)的銅不能被完全沉淀出來的難題。

在棕化廢液的電解過程中，由于苯丙三氮唑等有機物已被氧化掉，陰極銅表面不會出現(xiàn)發(fā)黑且不成塊的問題，可在陰極板上形成致密、光亮的銅；同時溶液中COD可進一步降至100-300ppm。

具體地，COD降解裝置10內(nèi)設有溫度監(jiān)測儀9，用于對COD降解裝置10內(nèi)的棕化廢液的溫度進行實時監(jiān)測。COD降解裝置10內(nèi)還設有冷卻裝置(圖中未示出)，當溫度監(jiān)測儀9監(jiān)測到COD降解裝置10內(nèi)的棕化廢液的溫度超過60℃，COD降解裝置10會啟動冷卻裝置，對所述棕化廢液進行冷卻降溫；當溫度監(jiān)測儀9監(jiān)測到所述棕化廢液的溫度降到60℃以下時，COD降解裝置10會關閉冷卻裝置。COD降解裝置10內(nèi)設有攪拌器19，攪拌器19用于對所述棕化廢液進行攪拌，使所述催化劑與所述銅類緩釋劑混合的更加均勻，并加快兩者進行氧化還原反應的速率。

棕化廢液處理裝置100還包括有機物過濾器20，有機物過濾器20連接于COD降解裝置10與所述電解裝置之間。有機物過濾器20中放置有過濾介質(zhì)，所述過濾介質(zhì)包括活性炭、硅藻土、膨潤土中的至少一種；所述過濾介質(zhì)能吸附廢液中的少量有機物。

進一步地，棕化廢液處理裝置100還包括用于對所述棕化廢液進行pH調(diào)節(jié)的pH調(diào)節(jié)裝置6，pH調(diào)節(jié)裝置6連接于貯存裝置1與COD降解裝置10之間。將所述棕化廢液在排入COD降解裝置10中進行氧化處理前先進行pH調(diào)節(jié)，將所述棕化廢液的pH控制在2.0-4.0，保證其處于酸性條件下，這樣更有利于所述催化劑與所述銅類緩釋劑的氧化還原反應的順利進行。

棕化廢液處理裝置100還包括向pH調(diào)節(jié)裝置6中添加堿液的堿液貯存裝置4，堿液貯存裝置4與pH調(diào)節(jié)裝置6連接。通過加入堿液，將所述棕化廢液的pH控制在2.0-4.0，可將所述棕化廢液的COD降低60％。所述堿液包括片堿、蘇打、生石灰或熟石灰中的至少一種。pH調(diào)節(jié)裝置6內(nèi)設有pH監(jiān)測儀5，pH監(jiān)測儀5用于對pH調(diào)節(jié)裝置6內(nèi)的棕化廢液的pH值進行實時監(jiān)測。pH調(diào)節(jié)裝置6內(nèi)還設有攪拌器18，當堿液貯存裝置4將所述堿液添加到pH調(diào)節(jié)裝置6內(nèi)的棕化廢液中時，攪拌器18啟動，對所述堿液進行攪拌，以使所添加的堿液與所述棕化廢液混合得更加均勻。

本實施例提供的棕化廢液處理裝置100在含有COD降解裝置10的基礎上進一步pH調(diào)節(jié)裝置6，pH調(diào)節(jié)裝置6將所述棕化廢液在進入pH調(diào)節(jié)裝置6中進行氧化處理前先進行pH調(diào)節(jié)，保證所述棕化廢液的pH控制在2.0-4.0，以保證其處于酸性條件下，這樣更有利于所述催化劑與所述銅類緩釋劑的氧化還原反應的順利進行。此外，在pH調(diào)節(jié)過程中也可將所述棕化廢液的COD降低60％。

棕化廢液處理裝置100還包括過濾器7，過濾器7連接于pH調(diào)節(jié)裝置6與COD降解裝置10之間。過濾器7用于將所述棕化廢液中夾帶的固體雜質(zhì)去除掉，以利于后續(xù)氧化處理及電解處理的進行。

此外，貯存裝置1與pH調(diào)節(jié)裝置6之間設有泵2及閥門3。當需要將貯存裝置1中的棕化廢液排入pH調(diào)節(jié)裝置6中時，打開閥門3，啟動泵2，即可完成。

進一步地，棕化廢液處理裝置100還包括用于向所述電解裝置中添加電解添加劑的添加劑貯存裝置14，添加劑貯存裝置14與所述電解裝置連接。所述添加劑包括聚二硫二丙烷磺酸鈉、亞乙基硫脲、聚乙二醇8000、亞甲基藍中的至少一種，向所述電解裝置中添加所述添加劑更有利于電解處理的進行，且所用的添加劑因空間位阻較大且不會與銅絡合而不會在電解裝置的陰極表面形成油性膜。

具體地，所述電解裝置包括陰極板11、陽極板12及電解槽13，陰極板11與陽極板12并聯(lián)排列與電解槽13內(nèi)，陰極板11與陽極板12的間距為4-6cm；陰極板11采用紫銅或鈦光板，陽極板12采用涂釕類金屬化合物的涂覆鈦板。所述電解裝置還包括高頻直流電源17，電流密度100-250A/㎡。

進一步地，棕化廢液處理裝置100還包括棕化再生液調(diào)配裝置16，棕化再生液調(diào)配裝置16與所述電解裝置連接。所述電解裝置將電解處理后的廢液排入到棕化再生液調(diào)配裝置16內(nèi)，所述棕化再生液調(diào)配裝置16將所述廢液用于制備棕化液的再生液，在解決廢液處理的同時，也實現(xiàn)了資源的循環(huán)使用。

具體地，棕化廢液處理裝置100還包括用于向棕化再生液調(diào)配裝置16中添加棕化添加劑的棕化添加劑貯存裝置15，棕化添加劑貯存裝置15與棕化再生液調(diào)配裝置16連接。所述棕化添加劑為苯丙三氮唑、雙氧水及聚季銨鹽-47。

本實施例提供的棕化廢液處理裝置100，通過堿液貯存裝置4向pH調(diào)節(jié)裝置向所述棕化廢液中添加堿液，控制其pH在2.0-4.0，將所述棕化廢液的COD降低60％。接著將所述棕化廢液排入至COD降解裝置10中，利用催化劑添加裝置8向所述棕化廢液中添加催化劑，并通過控制催化劑加入量及攪拌器19、冷卻裝置、溫度監(jiān)測儀9的配合使用，經(jīng)過3-5小時的降解，將所述棕化廢液COD降低至500-3000ppm。最后利用所述電解裝置對所述棕化廢液進行電解處理，通過添加劑貯存裝置14控制所述添加劑及其加入量，同時優(yōu)化電流密度、極板間距等參數(shù)，將棕化廢液中的COD降低到80-300ppm。經(jīng)本實施例提供的棕化廢液處理裝置100處理后，所述棕化廢液中基本沒有有機物，解決了棕化廢液中有機物難降解的問題。

經(jīng)所述電解裝置處理后的廢液排入棕化再生液調(diào)配裝置16中，通過棕化添加劑貯存裝置15向所述廢液中添加棕化添加劑，即可獲得棕化再生液。

本實施例提供的棕化廢液處理裝置100能回收出光亮、塊狀、高純度的銅。處理過程中不需要采用其它氫氧化性物質(zhì)來處理，不僅降低了成本，而且耗時短，效率高。此外，還實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。

本實施例還提供了一種棕化廢液處理方法，包括以下步驟：

將棕化廢液的pH調(diào)節(jié)至2.0-4.0，進行過濾；

控制過濾后的棕化廢液溫度在60℃以下，進行氧化處理；

進行電解處理，獲得單質(zhì)銅和廢液；

將所述廢液調(diào)配成棕化液再生液。

具體地，所述氧化處理通過添加催化劑進行，所述催化劑為含有二甲鐵離子和三價鐵離子的物質(zhì)，如三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨等。

具體地，在將所述廢液調(diào)配成棕化液再生液過程中，需向所述廢液中添加棕化添加劑。所述棕化添加劑為苯丙三氮唑、雙氧水及聚季銨鹽-47；所述棕化添加劑的添加量0.2-5ppm；其中雙氧水的濃度為10-40g/L，苯丙三氮唑的濃度為0.1-2mg/L，聚季銨鹽-47的濃度為0.1-2mg/L。

本實施例提供的種棕化廢液處理方法，能將棕化廢液中的COD降低至80-300ppm，其中的有機物基本消除，解決了棕化廢液中有機物難降解的問題。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。