[发明专利]一种利用铝置换铜的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用铝置换铜的装置，它包括槽体（1）、空压机（3）和水泵（4），所述槽体（1）的顶部为开口，槽体（1）的底部封闭，且槽体（1）的底部设置有支撑于地面上的重力传感器（5），开口的顶部设置有盖板（6），盖板（6）的顶部开设有单质铝加入口（7），槽体（1）的左右侧壁上分别设置有单向阀A（10）和单向阀B（11），单向阀B（11）位于单向阀A（10）下方，槽体（1）的侧壁上还设置有进液口（12）和出液口（13），出液口（13）的一侧位于槽体（1）的内壁上焊接有过滤网（14）；它还公开置换铜的方法。本发明的有益效果是：结构紧凑、提高单质铜产量、无需人工称量蚀刻液、操作简单。

技术领域

本发明涉及回收铜的技术领域，特别是一种利用铝置换铜的装置及方法。

背景技术

蚀刻是一种在PCB板、引线框架(Lead frame)等的电子元件及精密零件的电路形成中，选择性地只留下电路，而去除铜及铜合金的工艺。根据这种蚀刻工艺生成的废蚀刻液具有毒性，且蚀刻液中还存在大量的铜离子，若直接将蚀刻液排放掉，蚀刻液会造成环境污染，且铜离子还可以直接回收利用，若直接排放掉，还增加了生产成本。 因此人们采用电解的方法来将铜离子还原成单质铜，回收后的单质铜又可以作为生产电路板的基板。目前回收铜的工艺包括旋流电解法、板式电解法、萃取电解法、置换铜法等，其中置换铜法的步骤是向盛装有电解液的槽体中加入单质铝，在加入前先称量单质铝，以确保单质铝的重量与电解液的重量成一定比例，这样使单质铝能够彻底置换出单质铜。然而，蚀刻液的重量由于体积大，难以称量，给操作人员的操作带来了困难。此外，投入的单质铝和生成的单质铝大量沉淀在槽体底部，铝并没有与蚀刻液充分混合，降低了单质铜的析出量，进一步降低了单质铜的产量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、提高单质铜产量、无需人工称量蚀刻液、操作简单的利用铝置换铜的装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用铝置换铜的装置，它包括槽体、空压机和水泵，所述槽体的顶部为开口，槽体的底部封闭，且槽体的底部设置有支撑于地面上的重力传感器，所述开口的顶部设置有盖板，盖板的顶部开设有单质铝加入口，所述槽体的左右侧壁上分别设置有单向阀A和单向阀B，单向阀B位于单向阀A下方，槽体的侧壁上还设置有进液口和出液口，出液口的一侧位于槽体的内壁上焊接有过滤网，出液口的另一侧与水泵的吸水口经管卡连接，所述空压机的出气口处连接有三通管，三通管的一端口与单向阀A连接，三通管的另一端口与单向阀B连接；它还包括控制器，所述控制器的输入接口与重力传感器的输出接口电连接。

所述进液口处连接有位于槽体外部的截止阀。

所述进液口位于单向阀B的上方。

所述三通管的两个端口处分别连接有管道A和管道B，管道A的另一端与单向阀A的另一端连接，管道B的另一端与单向阀B的另一端连接。

所述的装置利用铝置换铜的方法，它包括以下步骤：

S1、工人打开截止阀，并向截止阀的入口端泵入蚀刻液，蚀刻液进入到槽体中，当观察到蚀刻液淹没到单向阀A时，停止通入蚀刻液；此时重力传感器称得槽体内蚀刻液的重量，并将重量信号转换为电信号传递给控制器；

S2、利用电子称称取单质铝的重量，称得的量与蚀刻液的重量呈一定比例后，工人经单质铝加入口向槽体中投入单质铝，铝投入到蚀刻液后，单质铝置换出单质铜，此时置换出的单质铜与投放的单质铝均沉淀在槽体底部；

S3、工人打开空压机，空压机产出高压气体，高压气体经管道A、单向阀A进入到槽体中，而另一部分高压气体经管道B、单向阀B进入到槽体中，由于两股气流的方向相反，且气流方向一高一低设置，从而使蚀刻液在槽体内旋转，从而实现了加快利用单质铝置换铜；

S4、打开水泵，水泵将蚀刻液从出液口中抽出，液体穿过过滤网而被抽出，而单质铜无法穿过过滤网的网孔而残留于槽体中。