印制电路板废液电解回收铜用阳极的研制.doc

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1、印制电路板废液电解回收铜用阳极的研制摘要

2、通过电解法沉积印制电路废液中的铜是目前最经济和最先进的处理废液的方法。本文针对这种废液体系，研制出了适合于该系统使用的Ir-Sn-X涂层钛阳极，此电极经南方某印制电路板厂使用至今已一年半，目前性能稳定，有望达到国外使用寿命为二年的水平。一、前言近年来，随着电子工业的迅速发展，印制电路板的产量日益增加。因此，将会造成大量的电路板腐蚀废液的产生和排放。这种电路板腐蚀废液具有较强的酸性，且含有大量的Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、和H＋离子，若不经治理而任意排放，不仅浪费了大量的金属铜，还会造成地下管

3、道的腐蚀。更严重的是造成江、河、湖、海和地下水的严重腐蚀，尤其是铜对水生物有较强的毒性。据有关资料报道，水中Cu2＋含量在0.1～0.2ppm就会使鱼致死。因此，对这种废液的处理，以及改进印制电路板的生产工艺，使腐蚀液再生和回收铜是非常必要的。通过电解法沉积腐蚀废液中的铜是目前最经济和最先进的处理废液的方法，此设备装置主要从国外进口。该技术采用循环电解工艺，不仅回收铜的品位高，而且实现了无污染排放。阳极是该设备中的核心部件，且对阳极的性能要求特别苛刻，因为腐蚀废液中含有0.5～1g/L的Cl－和大量的SO42－，传统阳极在只含Cl－或

4、SO42－中，具有较佳的使用性能，但对于这种混合体系，使用性能却不佳。本文针对这种混合体系，研制出了适合于该系统使用的Ir-Sn-X涂层钛阳极，此电极经南方某印制电路板厂使用至今已一年半，目前性能稳定，有望达到国外使用寿命为二年的水平。二、实验内容与方法2.1基材处理(刻蚀)将500mm×100mm×2mm的钛板经除油后，放于20％H2SO4、10％H2C2O4和10％HCl的溶液中煮沸1.5h后取出，用蒸馏水冲洗并晾干后，备用。2.2涂层制备将一定量氯铱酸和四氯化锡溶于正丁醇和异丙醇中，加入适量X试剂(一种金属化合物)，配制成涂液，

5、用软头尼龙刷将涂液均匀涂覆于上述备用的钛板上，然后于100℃烘箱中进行烘烤，涂液烘干后，放入烧结炉中在450℃下烧结10分钟，取出冷却至室温。重复上述工艺过程，直至涂覆完所有溶液。最后，在450℃下退火1小时。三、结果与讨论3.1电极微观结构分析下图1～4是析氯电极、析氧电极及新研制电极的表面形貌图。图1是析氯型电极形貌，表面呈许多龟裂纹状，此类电极在析氯环境中使用具有优异的电解效率和较长的使用寿命，但此电极在析氧环境中的使用寿命却很短，这是因为电极在析氧环境下电解时，一方面，电解液将在龟缝内充斥填满，并进行电化学析气反应，气泡的扩散

6、、聚集、长大对龟裂两侧进行不停的冲刷，对涂层有溶蚀现象。另一方面，阳极上生成新生态氧，其中有一部分在活性涂层与电解液界面上放电，然后离开电极表面生成氧气进入溶液；由于涂层阳极存在裂缝，而一部分氧吸附在电极表面上，然后被化学吸附在钛基体表面上，与钛生成不导电的氧化膜(TiO2)，产生P－N结这一反向电阻；或是电解液透过涂层裂纹而浸入，钛基体慢慢被氧化，与涂层的界面受到腐蚀使涂层脱落，电极很快失效。