Page 178 - 印制电路板行业污染与治理

Pollution and Control of the Printed-circuit Board Industry
印制电路板行业污染与治理

子膜电解法和隔膜电解法等。
1. 常规电解法
常规电解法电解液为酸性蚀刻废液，阳极液与阴极液的组成及浓度均相同。
最早商业化的酸性蚀刻废液电解池阳极为板状石墨，阴极由一束圆柱石墨杆构成。

浸入电解液的阳极面积与阴极面积比为（5~6）：1。Ott 等在前人的基础上改进
了电解池，将阴极设计为一个细长的旋转辊，辊边为塑料，外面为钛条，阳极为
贵金属氧化物涂层电极，阳极与阴极的面积比为 7.5 ∶ 1。电解再生时，阴极辊
在半圆形的电解槽中缓慢旋转，当钛条表面处在电解液外面时剥离铜。常规电解
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法为了避免阴极区的 Cu 迁移到阳极区，重新氧化成 Cu ，采用小阴极大阳极配
置，但在操作中不甚方便。
2. 离子膜电解法
离子膜电解采用离子膜作为物理隔离材料，阳极液为酸性蚀刻废液，阴极液

为酸性蚀刻废液稀释 10 倍后的溶液，利用阳极液与阴极液浓度的差异，可容易
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地越过 Cu 转变为 Cu 的极限电流，直接得到铜粉。Hillis 描述了一种离子膜电
解装置，在此装置中通过阳离子或阴离子交换膜将阳极液与阴极液隔开。阳极液、
阴极液各自通过管道构成闭路循环。通常，在阴极沉积出铜粉，并通过刮粉机将

其从阴极刮下。该法工作电压较高，产生大量的热，须通水冷却。另外，电流效
率仅为 84.3%，析氯、析氢的可能性较大。Wu 等采用先进的氧化技术，以掺硼
类金刚石薄膜电极为阳极，不锈钢为阴极，两极中间加耐酸的导电膜，利用高电
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压产生氢氧自由基、超氧自由基，将 Cu 快速氧化为 Cu ，同时在阴极得到铜，
阴极电流效率为 91.2%。该法工作电压较高，须通水冷却。
酸性蚀刻废液的再生首先需要考虑的是蚀刻废液的高效氧化再生，即阳极电
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流效率及 Cu 氧化反应速率高，然后才是铜的高效提取，即阴极电流效率及铜的
纯度高。为此，笔者提出高效离子膜电解方案，该方案采用小型电解池通过管道

与较大的缓冲槽相连，控制电极表面电解液的流速、传质，减小浓差极化；采用
高级氧化技术结合特种提铜技术实现酸性蚀刻废液的再生，预计再生效率将提高
到 95%。另外，氯气和氢气析出量将降到最低。
3. 隔膜电解法

离子膜电解装置存在一些缺陷，如降温能耗高、粉末形貌不佳、电流效率低等。
Oxley 等提出陶瓷隔膜电解再生方法。该装置包括两个电解槽，在第一个电解槽

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