[发明专利]一种用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解装置，尤其涉及一种用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置。

背景技术

金属刻蚀法与其它成型方法相比，具有操作简单、多品种、小批量、周期短等优点，在各个领域中的应用日益扩大，如牌匾制作、仪器设备表面图文刻印、制造印刷用的金属字板、在机械加工较为困难的薄板或薄片零件(电子线路板、金属网板的小孔以及光栅)等器件上进行部分刻蚀，获得一定深度的图形或文字，从而达到功能或装饰效果。

工业上钢铁等可以采用三氯化铁方法进行刻蚀，三氯化铁溶液作为蚀刻液具有低成本、刻蚀速度快、无毒、无挥发等特点，但随着三氯化铁溶液高价铁浓度的降低蚀刻效率下降，并逐渐失去刻蚀能力，刻蚀液变稠变色，刻蚀废液中总铁含量增加，三价铁转化为二价铁，同时被刻蚀的金属或其合金如铬、锰、镍等毒害杂离子进入刻蚀液。工厂常用简单的废液再生方法是加入氧化剂H2O2和适量的HCl，使产生的Fe2+重新氧化变成起腐蚀作用的Fe3+，或通入Cl2气氧化，但实际效果并不理想，刻蚀能力仅为原液的3％左右。三氯化铁蚀刻废液产量大，若不经处理排放，不仅造成环境污染，而且大量的铁等作为废弃物对资源也造成浪费。

目前，国内外三氯化铁刻蚀废液的处理与再生方法主要针对刻蚀铜电路板等产生的包含二价铁和三价铁的废液，三氯化铁在使用中会产生二价铁，导致蚀刻性能下降。为减少废液的排放，节约处理废液的成本，现有技术中所采用的方法是向刻蚀废液中加入氯酸钠和盐酸，但废液中的二价铁只需要氯离子，而添加物中的钠离子就会遗留在三氯化铁液体中，且添加物越多，所产生的废液就越多，使其蚀刻性能下降，降低了三氯化铁的使用寿命。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种有效确保三氯化铁在蚀刻过程中稳定性的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置，具体包括：

一用于溶解食盐的溶盐槽1；

一用于提供电解食盐水的盐水高位槽3，所述盐水高位槽3与所述溶盐槽1连通；

一用于提供稀盐酸的盐酸槽；以及

一用于通入食盐水和稀盐酸在电流的作用下产生电化学反应、Cl^-被氧化为Cl₂并输出至三氯化铁刻蚀液使用的电解槽7。

进一步地，在所述的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置上，所述电解槽7内设置有至少一个用于氧化阳极液生产氯气的阳极框组件、至少一个用于还原阴极液生产氢气的阴极板16；所述阳极框组件包括阳极框8、设置于所述阳极框8框体内的阳极板15、分别密封设置于所述阳极框8两侧框体上的离子交换膜，所述离子交换膜位于所述阴极板16和所述阳极板15之间、H₂O、H⁺自由通过、而Na⁺、Cl^-、Cl₂不能通过；所述电解槽7被所述离子交换膜分割成阴极液室18和由所述阳极框组件组成的阳极液室17。

进一步优选地，在所述的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置上，所述阳极框组件和所述阴极板16并排、间隔设置，所述阳极框组件的阳极框8框体上设置有一氯气管路11和一导气管12。

进一步优选地，在所述的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置上，所述阴极板16与阴极导电板6连接；所述阳极板15的上下两端分别设有阳极导电溢流管13和阳极导电进液管14。

进一步优选地，在所述的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置上，所述阳极导电溢流管13穿过所述阳极框8的框体与阳极导电板5连接并与出盐水管道10连通，所述阳极导电进液管14穿过所述阳极框8的框体与阳极导电板5连接并与进盐水管道9连通，所述阳极导电溢流管13通过出盐水管道10连通所述溶盐槽1，所述阳极导电进液管14通过进盐水管道9连通所述盐水高位槽3。

进一步优选地，在所述的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置上，所述阴极液室18内的阴极液呈内循环状态，所述阴极液室内设有pH传感器、温度传感器。

进一步优选地，在所述的用于三氯化铁刻蚀液再生的循环电解装置上，所述阳极液室17内产生的Cl₂通过氯气管路11通入三氯化铁刻蚀液中，以将所述三氯化铁刻蚀液中的Fe²⁺氧化为Fe³⁺，所述氯气管路11上安装有气体流量计。