一种过硫酸钠微蚀液的回收方法、回收系统和用途

技术领域

本发明涉及过硫酸钠微蚀液回收技术领域，尤其涉及一种过硫酸钠微蚀液的回收方法、回收系统和用途。

背景技术

现有的微蚀工艺中，一般需要消耗大量的过硫酸钠溶液；而过硫酸钠溶液使用过后便失去其价值，需要当废水处理；一般地，过硫酸钠溶液使用完后，其溶液含有铜约20-25g/L，现有技术一般是通过电解方式把铜提出，剩下溶液只能变成硫酸钠废水，失去价值；一方面需要使用大量的水去处理该废液，另一面也导致处理成本增大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，其通过向AC中转缸通入废硫酸钠溶液，再通过回流管的回流泵将废硫酸钠溶液输送至电解缸，通过电解缸的电解装置对废硫酸钠溶液进行电解处理，从而电解出过硫酸钠，过硫酸钠溶液液面能上升至从挡板的满溢口溢出至AC中转缸，从而使过硫酸钠溶液在AC中转缸和电解缸循环回流。

本发明还提出一种过硫酸钠微蚀液的回收系统，其用于执行上述的一种过硫酸钠微蚀液的回收方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，包括以下步骤：

(1)废硫酸钠溶液从产线抽到AC中转缸，AC中转缸与一侧的电解缸通过挡板隔开，挡板上方预留满溢口；

(2)启动回流管上的回流泵，使AC中转缸将废硫酸钠溶液泵入电解缸，电解缸内溶液水位逐渐上升；溶液水位上升至满溢口，又从满溢口重新流入AC中转缸；启动电解缸内的电解装置；

(3)重复执行多次步骤(2)；

(4)当硫酸钠溶液在电解缸内电解到指定浓度后，打开导出管的罐阀，通过导出管将电解缸的过硫酸钠输出至正极缸；

(5)当正极缸内液位上升至与电解缸溢流口平齐，打开连通正极缸的转移泵，将过硫酸钠溶液泵至具有存放功能的储罐。

优选地，所述步骤(2)中，电解装置设有正极件和负极件；正极件产生过硫酸钠；负极件电解铜。

更优地，所述步骤(4)中，当硫酸钠溶液的浓度为75g/L时，打开导出管的罐阀。

可优化地，所述步骤(2)中，负极件设有钛片；所述正极件设有BDD电极和正极框；所述BDD电极的一端伸入于所述正极框的内侧；所述正极框的外侧设有布膜。

优选地，所述步骤(5)中，正极缸通过水平延伸的导出管连通于电解缸，导出管的竖直位置低于满溢口。

优选地，还包括步骤(6)；

所述步骤(6)：启动位于排铜管的排铜泵，通过排铜泵将AC中转缸的低铜液排出。

一种过硫酸钠微蚀液的回收系统，用于上述的一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，包括：回收容器、挡板、回流管、电解装置和回流泵；

所述挡板安装于所述回收容器内，将所述回收容器隔开成AC中转缸和电解缸；所述挡板于上方设有满溢口；所述回流管的输入端连通于所述AC中转缸，所述回流管的输出端连通于所述电解缸；所述回流泵安装于所述回流管，用于将所述AC中转缸的流体泵至所述电解缸；所述电解装置安装于所述电解缸。

优选地，所述回流管的一段横向延伸至经过多个所述电解单元，并分别于所述电解单元位置设有用于排出流体的输出口。

优选地，还包括：正极缸；

所述正极缸的输入端连通于所述电解缸的输出端，用于接收所述电解缸的流体；

所述正极缸通过导出管连通于所述电解缸；所述导出管水平朝向，所述导出管的竖直位置低于所述满溢口，所述导出管的输出端连通于所述正极缸的上方；所述导出管设有罐阀。

可优化地，所述电解装置设有多个电解单元；每个所述电解单元包括：电源、正极件和负极件；

所述电源的正极通过导线连接于所述正极件，所述电源的负极通过导线连接于所述负极件；所述正极件设有BDD电极和正极框；所述BDD电极的一端伸入于所述正极框的内侧；所述正极框的外侧设有布膜。

一种回收系统在过硫酸钠微蚀液中的应用，所述回收系统为上述的一种过硫酸钠微蚀液的回收系统。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本方案提供一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，其通过向AC中转缸通入废硫酸钠溶液，再通过回流管的回流泵将废硫酸钠溶液输送至电解缸，通过电解缸的电解装置对废硫酸钠溶液进行电解处理，从而电解出过硫酸钠，过硫酸钠溶液液面能上升至从挡板的满溢口溢出至AC中转缸，从而使过硫酸钠溶液在AC中转缸和电解缸循环回流，进一步地提高了过硫酸钠回收后的浓度，又节省了购买原料的成本和减少废水增量，大大提高了经济效益，解决了现有过硫酸钠微蚀液使用过后处理麻烦而导致成本上升和用水量大增的问题。

附图说明

图1是回收系统其中一个实施例的结构示意图。

图2是正极件其中一个实施例的结构示意图。

其中：

回收容器1、挡板2、回流管3、电解装置4、回流泵5；正极缸6；储罐7；排铜组件8；

AC中转缸11、电解缸12；满溢口21；输出口31；电解单元410；正极件41、负极件42；BDD电极411、正极框412；布膜413；

导出管61；罐阀62；转移管71；转移泵72；排铜管81、排铜泵82。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本方案的技术方案。

如图1，一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，包括以下步骤：

(1)废硫酸钠溶液从产线抽到AC中转缸11，AC中转缸11与一侧的电解缸12通过挡板2隔开，挡板2上方预留满溢口21；

(2)启动回流管3上的回流泵5，使AC中转缸11将废硫酸钠溶液泵入电解缸12，电解缸12内溶液水位逐渐上升；溶液水位上升至满溢口21，又从满溢口21重新流入AC中转缸11；启动电解缸12内的电解装置4；

通过回流管3预留的输出口31从电解缸12下方向上喷出；

当电解进行到一定程度时，负极附近的铜离子得到电子被还原成铜单质附在钛片上(通称上铜)，正极框412内，BDD电极411附近的硫酸钠离子失去电子被氧化成过硫酸钠离子；

其中，正极中的反应为：

①2SO

②2OH

负极中的反应为：

①Cu

②S

(3)重复执行多次步骤(2)；

(4)当硫酸钠溶液在电解缸12内电解到指定浓度后，打开导出管61的罐阀62，通过导出管61将电解缸12的过硫酸钠输出至正极缸6；

正极框412预留的排水口位置比溢流口稍低，当正极框412内过硫酸钠浓度达到一定程度时(约75g/L)，通过管道连通所有正极框412，通过球阀开关将药水排入正极缸6；

(5)当正极缸6内液位上升至与电解缸12溢流口平齐，打开连通正极缸6的转移泵72，将过硫酸钠溶液泵至具有存放功能的储罐7。

储罐7再通过泵体定时定量地输送到生产线。

本方案提供一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，其通过向AC中转缸11通入废硫酸钠溶液，再通过回流管3的回流泵5将废硫酸钠溶液输送至电解缸12，通过电解缸12的电解装置4对废硫酸钠溶液进行电解处理，从而电解出过硫酸钠，过硫酸钠溶液液面能上升至从挡板2的满溢口21溢出至AC中转缸11，从而使过硫酸钠溶液在AC中转缸11和电解缸12循环回流，进一步地提高了过硫酸钠回收后的浓度，又节省了购买原料的成本和减少废水增量，大大提高了经济效益，解决了现有过硫酸钠微蚀液使用过后处理麻烦而导致成本上升和用水量大增的问题。

优选地，所述步骤(2)中，电解装置4设有正极件41和负极件42；正极件41产生过硫酸钠；负极件42电解铜。

所述步骤(4)中，当硫酸钠溶液的浓度为75g/L时，打开导出管61的罐阀62。

更优地，所述步骤(2)中，所述步骤(2)中，负极件设有钛片；所述正极件41设有BDD电极411和正极框412；所述BDD电极411的一端伸入于所述正极框412的内侧；所述正极框412的外侧设有布膜413。

本方案优选正极件41设有BDD电极411，正极框412位于电解缸12内，正极框412的布膜413能将大部分铜离子阻挡在外，只有水和少量铜离子能透过布膜413渗透进入，还能有效将硫酸根离子选择性氧化为过硫酸根离子；布膜413的材质优选为聚丙烯纤维。同时，本方案优选正极件41为BDD电极411，其利用掺硼金刚石薄膜作为电极材料，而掺硼金刚石薄膜特殊的sp3键结构及其具有的导电性，赋予了金刚石薄膜电极优异的电化学特性，如宽的电化学势窗、较低的背景电流、较好的物理化学稳定性以及低吸附特性等。本方案的负极件42使用钛片，钛片尺寸稳定，电解过程中电极间距离不变化，可保证电解操作在槽电压稳定的情况下进行。且钛电极工作寿命长，耐腐蚀性强。

优选地，所述步骤(5)中，正极缸6通过水平延伸的导出管61连通于电解缸12，导出管61的竖直位置低于满溢口21。

正极缸6通过导出管61与正极缸6相连；导出管61为水平朝向，即输入端和输出端位于同一高度位置；而导出管61竖直位置低于满溢口21，由此，废硫酸钠溶液从满溢口21溢出至AC中转缸11前，废硫酸钠溶液可先进入导出管61，可打开罐阀62，将部分已完成回收的过硫酸钠进行转移，以使过硫酸钠可以暂时储存于正极缸6，避免后续引入新的废硫酸钠溶液污染已回收的过硫酸钠。或当正极缸6内液位上升至与电解缸12溢流口平齐，由于压强的原因液位不再上升，此时也可以打开连通正极缸6的转移泵72，将过硫酸钠抽到存放过硫酸钠溶液的储罐7中。

可优化地，还包括步骤(6)；

所述步骤(6)：启动位于排铜管81的排铜泵82，通过排铜泵82将AC中转缸11的低铜液排出。

排铜组件8能用于将AC中转缸11内的低铜液排走，当废硫酸钠溶液经过多次回收过硫酸钠后，原液仅剩下较小含量的铜，可以将该溶液通过排铜管81排出，只需启动排铜泵82即可将该低铜液排出。

一种过硫酸钠微蚀液的回收系统，用于执行上述的一种过硫酸钠微蚀液的回收方法，包括：回收容器1、挡板2、回流管3、电解装置4和回流泵5；

所述挡板2安装于所述回收容器1内，将所述回收容器1隔开成AC中转缸11和电解缸12；所述挡板2于上方设有满溢口21；所述回流管3的输入端连通于所述AC中转缸11，所述回流管3的输出端连通于所述电解缸12；所述回流泵5安装于所述回流管3，用于将所述AC中转缸11的流体泵至所述电解缸12；所述电解装置4安装于所述电解缸12。

具体地，挡板2设置于回收容器1内，能将回收容器1的内部进行隔开，从而使回收容器1分开成AC中转缸11和电解缸12；AC中转缸11能用于通入废硫酸钠溶液；当需要对废硫酸钠溶液进行回收时，可启动回流泵5；回流泵5能将AC中转缸11中的废硫酸钠溶液输出至电解缸12，电解缸12内的电解装置4能对输入的废硫酸钠溶液进行电解处理，例如其中一个实施例中在电解装置4的正极产生过硫酸钠，在电解装置4的负极电解出铜；而当回流泵5持续将废硫酸钠溶液泵至电解缸12后，电解缸12中废硫酸钠溶液液面持续上升；当废硫酸钠溶液液面上升至挡板2于上方的满溢口21时，电解缸12的废硫酸钠溶液通过满溢口21流至AC中转缸11，AC中转缸11又通过回流泵5将废硫酸钠溶液泵至电解缸12，如此形成循环回收流程，可以对同一批废硫酸钠溶液中的过硫酸钠进行重复回收处理，从而提高了过硫酸钠的浓度，且处理过程中不需要额外添加水，可以减小废水的形成，从而降低废水的处理成本；同时，由于满溢口21位于挡板2的上方，当AC中转缸11通过回流泵5将废硫酸钠溶液泵至电解缸12时，可以控制回流泵5的启动时间，从而控制通入电解缸12的流量，进而控制废硫酸钠溶液的液面上升速度，由此可控制废硫酸钠溶液在电解缸12的逗留时间，以控制过硫酸钠的回收速率。

优选地，所述回流管3的一段横向延伸至经过多个所述电解单元410，并分别于所述电解单元410位置设有用于排出流体的输出口31。

回流泵5将废硫酸钠溶液通过回流管3泵至电解缸12；而电解缸12内设有多个电解单元410；回流管3的一段可以位于电解缸12内，也可以位于电解缸12外，其在每个电解单元410的位置设有输出口31，通过输出口31将废硫酸钠溶液分别输出至每个电解单元410的附近区域，从而使废硫酸钠溶液输出至电解单元410后进行电解处理，提高了废硫酸钠溶液的回收效率。

优选地，还包括：正极缸6；

所述正极缸6的输入端连通于所述电解缸12的输出端，用于接收所述电解缸12的流体；

所述正极缸6通过导出管61连通于所述电解缸12；所述导出管61水平朝向，所述导出管61的竖直位置低于所述满溢口21，所述导出管61的输出端连通于所述正极缸6的上方；所述导出管61设有罐阀62。

正极缸6连通于电解缸12，其可以通过公知的方式接收电解缸12输出的流体，即接收过硫酸钠溶液；其中输送方式可以为通过泵体输送，或液位差输送，或液面溢出等；正极缸6可以根据需要接收完成回收的过硫酸钠，从而作为临时储备使用，既能提高系统中过硫酸钠的储存容量，也能使完成回收的过硫酸钠及时回收，以便留出更多空间来为回收容器1通入新的废硫酸钠溶液。

正极缸6通过导出管61与正极缸6相连；导出管61为水平朝向，即输入端和输出端位于同一高度位置；而导出管61竖直位置低于满溢口21，由此，废硫酸钠溶液从满溢口21溢出至AC中转缸11前，废硫酸钠溶液可先进入导出管61，可打开罐阀62，将部分已完成回收的过硫酸钠进行转移，以使过硫酸钠可以暂时储存于正极缸6，避免后续引入新的废硫酸钠溶液污染已回收的过硫酸钠。或当正极缸6内液位上升至与电解缸12溢流口平齐，由于压强的原因液位不再上升，此时也可以打开连通正极缸6的转移泵72，将过硫酸钠抽到存放过硫酸钠溶液的储罐7中。

系统还包括：储罐7；所述储罐7通过转移管71连通于所述正极缸6，所述转移管71设有转移泵72。

转移泵72能将正极缸6储存的已回收过硫酸钠溶液进行转移，以使过硫酸钠溶液转移至储罐7，避免正极缸6的过硫酸钠溶液过满而溢出；储罐7可以直接连接于生产线，可以通过泵体将其储存的过硫酸钠向生产线方向传送。

系统还包括：排铜组件8；

所述排铜组件8包括；排铜管81和排铜泵82；

所述排铜管81的输入端连通于所述AC中转缸11的底部，所述排铜泵82安装于所述排铜管81。

排铜组件8能用于将AC中转缸11内的低铜液排走，当废硫酸钠溶液经过多次回收过硫酸钠后，原液仅剩下较小含量的铜，可以将该溶液通过排铜管81排出，只需启动排铜泵82即可将该低铜液排出。

可优化地，所述电解装置4设有多个电解单元410；每个所述电解单元410包括：电源、正极件41和负极件42；

所述电源的正极通过导线连接于所述正极件41，所述电源的负极通过导线连接于所述负极件42；

所述正极件41设有BDD电极411和正极框412；所述BDD电极411的一端伸入于所述正极框412的内侧；所述正极框412的外侧设有布膜413。

当需要回收过硫酸钠时，可启动电源(未图视)，负极件42附近的金属离子(例如铜离子)得到电子被还原成金属单质(例如铜单质)附在负极件42上，正极件41附近的硫酸钠离子失去电子被氧化成过硫酸钠离子，由此实现过硫酸钠的回收使用。

本方案优选正极件41设有BDD电极411，其利用掺硼金刚石薄膜作为电极材料，而掺硼金刚石薄膜特殊的sp3键结构及其具有的导电性，赋予了金刚石薄膜电极优异的电化学特性，如宽的电化学势窗、较低的背景电流、较好的物理化学稳定性以及低吸附特性等。而本方案中的负极件42可以选用普通的钛片。

一种回收系统在过硫酸钠微蚀液中的应用，所述回收系统为上述的一种过硫酸钠微蚀液的回收系统。

以上结合具体实施例描述了本方案的技术原理。这些描述只是为了解释本方案的原理，而不能以任何方式解释为对本方案保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本方案的其它具体实施方式，这些方式都将落入本方案的保护范围之内。