酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921612913.3 (22)申请日 2019.09.25 (73)专利权人 深圳市星河环境技术有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区粤海街 道高新区社区沙河西路1809号深圳湾 科技生态园2栋B2层01-03号 (72)发明人 叶自洁陆严宏宋传京杨江丽 谈珏胡剑波 (74)专利代理机构 深圳市中科创为专利代理有 限公司 44384 代理人 梁炎芳彭涛 (51)Int.Cl. B01D 53/78(2006.01) B01D 53/68(2006.01) (54。

2、)实用新型名称 一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化 利用系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种酸性蚀刻液铜回收 过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 包括 一氧化喷淋塔， 氧化喷淋塔设有一氯气进气口， 氧化喷淋塔的氯气出气口与至少一亚铁喷淋塔 连通， 亚铁喷淋塔的氯气出气口与至少一碱液喷 淋塔连通， 碱液喷淋塔与外界连通； 还包括一亚 铁盐溶液调配罐， 亚铁盐溶液调配罐的溶液出口 与亚铁喷淋塔连通， 亚铁喷淋塔的溶液出口与氧 化喷淋塔连通； 亚铁喷淋塔还包括一溶液循环出 口， 溶液循环出口与一循环缸连通， 循环缸通过 第一循环泵与亚铁喷淋塔内的喷淋头连通， 循环 缸内容置有铁粉或铁块；。

3、 氧化喷淋塔设有一第二 循环泵， 氧化喷淋塔的溶液出口与一溶液暂存罐 连通。 本实用新型技术方案实现了氯气的资源化 利用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 210752053 U 2020.06.16 CN 210752053 U 1.一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 包括一氧化喷淋 塔， 所述氧化喷淋塔设有一氯气进气口， 所述氯气进气口与酸性蚀刻液铜回收过程中产生 的氯气连通， 所述氧化喷淋塔的氯气出气口与至少一亚铁喷淋塔的氯气进气口连通， 所述 亚铁喷淋塔的氯气出气口与至少一碱液喷淋塔的氯气进气口连通， 所述碱液喷淋塔的氯气 出气口与外界连通； 还包。

4、括一亚铁盐溶液调配罐， 所述亚铁盐溶液调配罐中容置有亚铁盐溶液， 所述亚铁 盐溶液调配罐的溶液出口通过一泵与所述亚铁喷淋塔的溶液进口连通， 所述亚铁喷淋塔的 溶液出口与所述氧化喷淋塔的溶液进口连通； 所述亚铁喷淋塔还包括一溶液循环出口， 所述溶液循环出口与一循环缸入口连通， 所 述循环缸出口通过一第一循环泵与所述亚铁喷淋塔内的喷淋头连通， 所述循环缸内容置有 铁粉或铁块； 所述氧化喷淋塔设有一第二循环泵， 所述第二循环泵进口与所述氧化喷淋塔底部溶液 连通， 所述第二循环泵出口与所述氧化喷淋塔内的喷淋头连通； 所述氧化喷淋塔的溶液出 口与一溶液暂存罐连通。 2.如权利要求1所述的酸性蚀刻液铜回收。

5、过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 所 述亚铁盐溶液的浓度为520。 3.如权利要求1所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 所 述氧化喷淋塔的溶液出口通过一液位控制磁力泵与所述溶液暂存罐连通。 4.如权利要求1所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 所 述溶液暂存罐的溶液出口通过泵与一过滤器溶液入口连通， 所述过滤器的溶液出口与一溶 液调配罐的溶液入口连通， 所述溶液调配罐的溶液出口通过一泵与一溶液存储罐溶液入口 连通， 所述溶液调配罐内容置有稳定剂和氧化剂。 5.如权利要求4所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于，。

6、 所 述稳定剂包括柠檬酸及其盐类、 磷酸及其盐类， 所述氧化剂包括双氧水、 氧气、 臭氧。 6.如权利要求1所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 所 述碱液喷淋塔还包括一第三循环泵， 所述第三循环泵进口与所述碱液喷淋塔底部的碱液连 通， 所述第三循环泵的出口与所述碱液喷淋塔内的喷淋头连接。 7.如权利要求6所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征在于， 所 述第一循环泵设置为一大头泵， 所述第二循环泵设置为一立式泵， 所述第三循环泵设置为 一磁力泵。 8.如权利要求17任一所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征 在于， 所述亚铁喷淋塔。

7、的数量设置为三个， 包括依次连通的第一亚铁喷淋塔、 第二亚铁喷淋 塔、 第三亚铁喷淋塔。 9.如权利要求17任一所述的酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 其特征 在于， 所述碱液喷淋塔的数量设置为两个， 包括依次连通的第一碱液喷淋塔和第二碱液喷 淋塔。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210752053 U 2 一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统 技术领域 0001 本实用新型涉及氯气处理技术领域， 特别涉及一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气 资源化利用系统。 背景技术 0002 在电化学法再生酸性氯化铜蚀刻液回收铜的工艺中， 随着电解过程的进行， 阳极 区蚀刻液中亚铜离子失去。

8、电子完全转化为铜离子后， 溶液中的氯离子则失去电子形成氯 气。 氯气是一种有毒气体， 它能与人体呼吸道中的水分结合生成盐酸和次氯酸， 对呼吸道黏 膜造成损伤， 严重者导致肺水肿， 使循环作用困难导致死亡。 因此需严格处理并达标排放。 0003 针对电解再生酸性氯化铜蚀刻液回收铜工艺产生的氯气， 现有的处理技术主要 有： 0004 1、 直接实用稀碱液吸收形成低品位的次氯酸钠溶液， 此方法形成的产品不能满足 工业级漂水的指标要求， 无法再次利用， 仅能使用硫代硫酸钠处理并并入物化水处理系统。 通过此方法对氯气进行处理导致吸收后的废水量大、 氯气处理成本过高和氯资源的浪费。 同时此工艺存在跑氯的安。

9、全风险问题， 在吸收过程溶液中的pH过低或是控制不当的情况下 导致次氯酸钠与溶于溶液中形成的盐酸反应， 形成大量氯气冒出吸收装置， 安全风险较高。 0005 2、 使用氯化亚铁吸收形成氯化铁溶液， 利用氯气的氧化性将氯化亚铁氧化为氯化 铁， 从而达到对氯气的吸收效果。 因电解产生的氯气中含有氯化氢杂质气体， 导致经过此工 艺吸收形成的氯化铁溶液酸度过高， 氯化铁浓度低， 未能符合氯化铁净水剂的产品需求， 受 运输距离及客户需求量的限制， 同时受亚铁盐溶解度低的影响， 直接使用亚铁溶液对氯气 进行吸收后所获得的铁水中的铁含量指标满足不了净水剂对铁指标的要求， 因此该工艺处 理后的溶液仅能当废水处。

10、理， 对此一定程度增加了处理成本。 实用新型内容 0006 本实用新型的主要目的是提出一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系 统， 旨在实现氯气的资源化利用。 0007 为实现上述目的， 本实用新型提出的一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利 用系统， 包括一氧化喷淋塔， 所述氧化喷淋塔设有一氯气进气口， 所述氯气进气口与酸性蚀 刻液铜回收过程中产生的氯气连通， 所述氧化喷淋塔的氯气出气口与至少一亚铁喷淋塔的 氯气进气口连通， 所述亚铁喷淋塔的氯气出气口与至少一碱液喷淋塔的氯气进气口连通， 所述碱液喷淋塔的氯气出气口与外界连通； 0008 还包括一亚铁盐溶液调配罐， 所述亚铁盐溶液调配罐中。

11、容置有亚铁盐溶液， 所述 亚铁盐溶液调配罐的溶液出口通过一泵与所述亚铁喷淋塔的溶液进口连通， 所述亚铁喷淋 塔的溶液出口与所述氧化喷淋塔的溶液进口连通； 0009 所述亚铁喷淋塔还包括一溶液循环出口， 所述溶液循环出口与一循环缸入口连 通， 所述循环缸出口通过一第一循环泵与所述亚铁喷淋塔内的喷淋头连通， 所述循环缸内 说明书 1/4 页 3 CN 210752053 U 3 容置有铁粉或铁块； 0010 所述氧化喷淋塔设有一第二循环泵， 所述第二循环泵进口与所述氧化喷淋塔底部 溶液连通， 所述第二循环泵出口与所述氧化喷淋塔内的喷淋头连通； 所述氧化喷淋塔的溶 液出口与一溶液暂存罐连通。 001。

12、1 优选地， 所述亚铁盐溶液的浓度为520。 0012 优选地， 所述氧化喷淋塔的溶液出口通过一液位控制磁力泵与所述溶液暂存罐连 通。 0013 优选地， 所述溶液暂存罐的溶液出口通过泵与一过滤器溶液入口连通， 所述过滤 器的溶液出口与一溶液调配罐的溶液入口连通， 所述溶液调配罐的溶液出口通过一泵与一 溶液存储罐溶液入口连通， 所述溶液调配罐内容置有稳定剂和氧化剂。 0014 优选地， 所述稳定剂包括柠檬酸及其盐类、 磷酸及其盐类， 所述氧化剂包括双氧 水、 氧气、 臭氧。 0015 优选地， 所述碱液喷淋塔还包括一第三循环泵， 所述第三循环泵进口与所述碱液 喷淋塔底部的碱液连通， 所述第三循。

13、环泵的出口与所述碱液喷淋塔内的喷淋头连接。 0016 优选地， 所述第一循环泵设置为一大头泵， 所述第二循环泵设置为一立式泵， 所述 第三循环泵设置为一磁力泵。 0017 优选地， 所述亚铁喷淋塔的数量设置为三个， 包括依次连通的第一亚铁喷淋塔、 第 二亚铁喷淋塔、 第三亚铁喷淋塔。 0018 优选地， 所述碱液喷淋塔的数量设置为两个， 包括依次连通的第一碱液喷淋塔和 第二碱液喷淋塔。 0019 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果是： 0020 (1)有效地将氯气达到了资源化利用， 形成满足市场需球的净水剂产品， 避免了氯 资源的浪费。 0021 (2)系统中的原料为铁块或者铁粉及亚铁盐，。

14、 规避了氯气处理过程形成的产物被 定义为危废。 原料成本较低， 处理成本远比使用液碱吸收的成本低。 0022 (3)终端采用碱液吸收作为氯气达标排放的保证， 保证了氯气的达标排放， 以免对 环境及人类造成危害。 0023 (4)吸收过程不存在跑氯的可能， 三价铁产品性质稳定， 避免了控制不当导致的安 全风险。 0024 (5)本系统灵活性高， 可根据氯气的产量定量的设置喷淋塔的数量。 0025 (6)本系统采用半自动化控制， 一定程度节约了人力成本， 操作简单方便。 附图说明 0026 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作。

15、简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提 下， 还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。 0027 图1为本实用新型氯气资源化利用系统示意图； 0028 本实用新型目的的实现、 功能特点及优点将结合实施例， 参照附图做进一步说明。 说明书 2/4 页 4 CN 210752053 U 4 具体实施方式 0029 本实施例提出的一种酸性蚀刻液铜回收过程中氯气资源化利用系统， 包括一氧化 喷淋塔1， 所述氧化喷淋塔1设有一氯气进气口， 所述氯气进气口与酸性蚀刻液铜回收过程 中产生的氯气连通， 所述氧化喷。

16、淋塔1的氯气出气口与至少一亚铁喷淋塔的氯气进气口连 通， 所述亚铁喷淋塔的氯气出气口与至少一碱液喷淋塔的氯气进气口连通， 所述碱液喷淋 塔的氯气出气口与外界连通； 0030 还包括一亚铁盐溶液调配罐4， 所述亚铁盐溶液调配罐4中容置有亚铁盐溶液， 所 述亚铁盐溶液调配罐4的溶液出口通过一泵与所述亚铁喷淋塔的溶液进口连通， 所述亚铁 喷淋塔的溶液出口与所述氧化喷淋塔1的溶液进口连通； 0031 所述亚铁喷淋塔还包括一溶液循环出口， 所述溶液循环出口与一循环缸5入口连 通， 所述循环缸5出口通过一第一循环泵6与所述亚铁喷淋塔内的喷淋头连通， 所述循环缸5 内容置有铁粉或铁块； 0032 所述氧化喷。

17、淋塔1设有一第二循环泵7， 所述第二循环泵7进口与所述氧化喷淋塔1 底部溶液连通， 所述第二循环泵7出口与所述氧化喷淋塔1内的喷淋头连通； 所述氧化喷淋 塔1的溶液出口与一溶液暂存罐8连通。 0033 所述碱液喷淋塔还包括一第三循环泵13， 所述第三循环泵13进口与所述碱液喷淋 塔底部的碱液连通， 所述第三循环泵13的出口与所述碱液喷淋塔内的喷淋头连接， 所述第 三循环泵13设置为一磁力泵。 0034 应当说明的是， 本实施例中的氧化喷淋塔1、 亚铁喷淋塔、 碱液喷淋塔均设置为现 有技术中常用的喷淋塔， 根据其内部的喷淋液不同， 实现不同的作用。 喷淋塔内设有多级填 充层， 该填充层设置为PP。

18、材质的多面空心填料， 可以保证氯气和喷淋液的充分反应。 进一步 地， 所述亚铁喷淋塔的数量设置为三个， 包括依次连通的第一亚铁喷淋塔21、 第二亚铁喷淋 塔22、 第三亚铁喷淋塔23。 0035 所述碱液喷淋塔的数量设置为两个， 包括依次连通的第一碱液喷淋塔31和第二碱 液喷淋塔32。 0036 酸性蚀刻液铜回收过程中产生的氯气通过废气管道与氧化喷淋塔1的进气口连 接， 气体通过废气管道依次经过第一亚铁喷淋塔21、 第二亚铁喷淋塔22、 第三亚铁喷淋塔23 进行亚铁盐溶液的喷淋， 最后经过第一碱液喷淋塔31和第二碱液喷淋塔32吸收后排放。 喷 淋塔之间通过废气管道相连， 每个喷淋塔均有独立的循。

19、环喷淋系统。 0037 具体地， 亚铁盐溶液调配罐4中加入适量的水， 搅拌的状态下定量加入亚铁盐， 配 置成亚铁盐含量为520的水溶液， 待其完全溶解后泵送至亚铁盐喷淋塔中， 控制泵送 的流量持续定量加入喷淋塔中， 液体通过管道依次逆流至第三亚铁喷淋塔23、 第二亚铁喷 淋塔22、 第一亚铁喷淋塔21， 最后在氧化喷淋塔1进行出料。 铁粉或铁块在循环缸5中进行人 工定量添加。 0038 应当说明的是， 泵送至亚铁盐喷淋塔中的亚铁盐先与氯气反应产生氯化铁产物， 然后氯化铁通过循环溶液出口进入循环缸5， 再与循环缸5内的铁粉或铁块反应形成氯化亚 铁， 再通过第一循环泵6进入碱液喷淋塔的喷淋头， 采。

20、用循环喷淋吸收的方式， 如此反复从 而达到吸收的效果。 其主要化学方程式为： 0039 Fe2+Cl2Fe3+Cl- 说明书 3/4 页 5 CN 210752053 U 5 0040 2Fe3+Fe3Fe2+ 0041 进一步地， 氧化喷淋塔1中的溶液是依次经过第三亚铁喷淋塔23、 第二亚铁喷淋塔 22、 第一亚铁喷淋塔21逆流而来， 其主要含有三价铁离子和未反应完全的二价铁离子， 因 此， 其氧化吸收的主要目的是将未反应的完全的二价铁进一步与氯气反应形成氯化铁溶 液。 主要化学反应为： 0042 Fe2+Cl2Fe3+Cl- 0043 如此， 即可保证氯气的充分吸收。 0044 为防止铁粉。

21、或铁块对泵堵塞， 所述第一循环泵6设置为一大头泵作为循环喷淋吸 收的动力提供， 所述第二循环泵7设置为一立式泵， 同时， 所述氧化喷淋塔1的溶液出口通过 一液位控制磁力泵9与所述溶液暂存罐8连通。 当氧化喷淋塔1内的溶液到达高液位时， 液位 控制磁力泵9的高液位控制开关A控制液位控制磁力泵9打开出料， 当氧化喷淋塔1内的溶液 到达低液位时， 液位控制磁力泵9的低液位控制开关B控制液位控制磁力泵9关闭停止出料。 0045 进一步地， 所述溶液暂存罐8的溶液出口通过泵与一过滤器10溶液入口连通， 所述 过滤器10的溶液出口与一溶液调配罐11的溶液入口连通， 所述溶液调配罐11的溶液出口通 过一泵与。

22、一溶液存储罐12溶液入口连通， 所述溶液调配罐11内容置有稳定剂和氧化剂。 0046 经过氧化喷淋塔1出料后的溶液泵送至溶液暂存罐8， 其中主要含有氯化铁、 少量 的氯化亚铁、 盐酸以及少量酸不溶物， 再通过过滤器10的过滤， 可将酸不溶物过滤去除， 经 过滤后的溶液移至溶液调配罐11， 加入氧化剂和稳定剂进行粗产品制备聚铁。 所述稳定剂 包括柠檬酸及其盐类、 磷酸及其盐类， 所述氧化剂包括双氧水、 氧气、 臭氧。 0047 该过程中， 加入氧化剂的目的在于将亚铁氧化为三价铁同时提高产品盐基度， 本 实施例中， 可利用氧气氧化亚铁过程消耗酸的特性， 可将产物的盐基度提高。 其化学反应 为： 0。

23、048 4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O； 0049 同时， 本实施例中加入的稳定剂为磷酸及其盐类， 由于PO43-与三价铁离子形成的 单配位配合物稳定常数高于OH-与三价铁离子形成的单配位配合物稳定常数， 可在三价铁 制备聚铁过程中加入适量磷酸或磷酸盐以提高产品的稳定性。 0050 加入氧化剂及稳定剂的调配后， 经过检测各项指标符合相关标准要求后将产品转 移至溶液存储罐12进行储存。 0051 以上仅为本实用新型的优选实施例， 并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域， 均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 说明书 4/4 页 6 CN 210752053 U 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 210752053 U 7 。