Введение к работе
Актуальность темы. Регенерация травильных растворов позволя-т существенно уменьшить расход химических реактивов на травление и гейтрализацию отработанных растворов, разработать безотходную тех-юлогию травления меди в производстве плат печатного монтажа. Кроме ого, регенерация травильного раствора имеет еще одно достоинство — юзволяет достичь длительной, равномерной силы травления.
Электрохимическое извлечение металла из регенерируемых травиль-1ых растворов привлекало и продолжает привлекать внимание многих ченых. Основная задача технологического процесса в этом случае — ре-енерация травильного раствора, а не производство порошка металла. Іорошок приходится осаждать из растворов с довольно низкой концен-рацией по меди, но высокой — других солей. Выходы меди по току ма-:ы, полученный порошок загрязнен хлоридами железа и меди и частично кислен. Поэтому качество продукта во многом не удовлетворяет требо-аниям потребителей, и такие порошки, как правило, используют как ырье в медеплавильном производстве. По этим причинам травильные астворы на основе хлорида железа (III), несмотря на многие преимуще-тва, находят ограниченное промышленное применение.
Таким образом.стабилизация технологических свойств железомедно-лоридного травильного раствора с полным извлечением стравленной іеди в виде, возможном для дальнейшей переработки, является основной адачей при создании прогрессивной технологии регенерации.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследователь-ких работ Новочеркасского государственного технического униперси-ета ( 53 10/94 на 1994-1998 гг.) и Региональной программы 63/97.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработ-а производительного и экономичного технологического процесса элек-рохимической регенерации железомедно-хлоридных травильных рас-аоров.
^і,ля достижения этой цели в работе были поставлены следующие за-ачи:
. Исследовать возможности восстановления компонентов частично отработанного травильного раствора хлоридом гидразиния, влияние
степени восстановления на закономерности катодного выделения ме ди. Изучить зависимости выхода меди по току от состава электролит; и других условий электрокристаллизации меди из восстановленны: растворов. Разработать метод, позволяющий достоверно оценить вы ходы по току при катодном осаждении порошковой меди в агрессив пых электролитах.
-
Изучить анодные процессы при регенерации железомедно-хлоридны; травильных растворов. Исследовать возможности интенсификациі восстановления их исходных травильных свойств с помощью различ ных способов перемешивания электролита.
-
На основании полученных экспериментальных и расчетных данны выявить оптимальный состав травильного раствора, степень предва рительного восстановления и режимы электролиза при регенерацш Предложить технологическую схему, обеспечивающую непрерывност и безотходность процесса травления меди с экономичной и экологичс ски безопасной регенерацией травильного раствора.
Научная новизна
Исследованы закономерности электроосаждения меди из железомех но-хлоридных травильных растворов, обработанных хлоридом гидразг ния. Показано, что такая обработка позволяет полностью избавиться о побочного процесса электровосстановления ионов железа (III), и осая дать медь из одновалентных хлоридных комплексов с высоким выходо по току.
Предложен и обоснован метод гидростатического взвешивания эл« трода во время электролиза для определения выхода по току осаждак щихся или растворяющихся веществ.
Накоплен новый фактический материал по анодному электроокш лению ионов железа (II) в концентрированных хлоридных растворах.
Исследованы закономерности электроокисления ионов железа (II) условиях интенсивной аэрации раствора. Показано, что окисление пр( текает с высокой скоростью и в значительной степени с участием кисле рода воздуха.
Выработаны научные рекомендации для разработки энергосбер гающих и экологически более рациональных процессов электрохимич ской регенерации кислых травильных растворов.
Практическая ценность. Разработан и применен метод гидростатического взвешивания электрода во время электролиза, который может быть использован для определения выхода по току веществ, осаждающихся на электроде или растворяющихся с его поверхности, в том числе и в агрессивных электролитах.
Разработан технологический процесс электрохимической регенерации железомедно-хлоридных травильных растворов, позволяющий полностью извлечь из электролита стравленную медь и восстановить технологические свойства раствора.
Предлагаемый технологический процесс позволяет в три раза сократить удельный расход электроэнергии на килограмм извлеченной меди с понижением напряжения на электролизере на 0,15-0,20 В.
Дополнительный экономический эффект может быть достигнут за счет реализации медного порошка, пригодного для изготовления изделий методами порошковой металлургии. Степень его чистоты соответствует ГОСТ 4960-75.
Новая технология регенерации травильных растворов может дать значительный экологический эффект за счет увеличения срока службы растворов, упрощения технологии извлечения медного порошка из регенератора и, связанным с этим, уменьшением объемов уносимого электролита.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих конференциях и семинарах: «Прогрессивная технология и вопросы экологии в гальванотехнике» [г.Пенза, 1996г.); «Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники» (г.Егорьевск, 1995, 1997 гг.); «Инженерно-ризические проблемы авиационной и космической техники» (г. Москва, 1998 г); ежегодных научно-технических конференциях Новочеркасского государственного технического университета (1996-1998 гг.)
Публикации. По материалам диссертационной работы опублико-зано 10 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из пяти глав, общих выводов, лиска литературы и приложения. Общий объем диссертации /згЬтраниц нашинописного текста, содержит 25 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 144 наименования.
Похожие диссертации на Электрокристаллизация порошков меди в процессе регенерации травильных растворов
