Regeneration of PCB Etchants and Copper Recovery in a Batch-type Electrolytic Cell

회분식 전해조에서 PCB 식각폐수의 재생 및 구리의 회수

  • Nam, Sang Cheol (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Inha Univ.) ;
  • Nam, Chong Woo (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Inha Univ.) ;
  • Tak, Yongsug (Dept. of Chem. Eng., College of Eng., Inha Univ.) ;
  • Oh, Seung Mo (Dept. of Chem. Tech., College of Eng., Seoul National Univ.)
  • 남상철 (인하대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 남종우 (인하대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 탁용석 (인하대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 오승모 (서울대학교 공과대학 공업화학과)
  • Received : 1996.06.14
  • Accepted : 1997.01.28
  • Published : 1997.04.10

Abstract

Anodic regeneration of PCB enchant and cathodic deposition of copper using electrochemical method has been studied. Cu(I)/Cu(II) concentration ratio as a function of Cu(I) oxidation at the anode was measured from the potential difference between platinum and Ag/AgCl/4M KCl electrodes. Chlorine gas evolution was minimized by maintaining Cu(I) concentration above a specific concentration and using non-porous graphite electrode. Dendritic copper deposition was observed at the cathode and the optimum conditions for Cu deposition was identified as the current density of $360mA/cm^2$, and copper concentration of 12 g/l. Titanium was the most effective cathode material which showed a higher current efficiency and copper recovery. The current efficiency decreased with increasing temperature, but the highest power efficiency was achieved at $50^{\circ}C$.

인쇄회로기판의 식각폐수를 전기화학적 방법을 이용하여 양극에서 이를 재생하고, 음극에서 구리를 석출하기 위한 실험을 행하였다. 양극에서의 Cu(I)의 산화에 따른 Cu(I)/Cu(II) 변화는 Pt와 Ag/AgCl/4M KCl 전극사이의 전위차를 이용하여 측정하였으며, 반응의 진행에 따른 양극에서의 염소기체 발생은 용액내에 Cu(I)의 농도를 일정치 이상으로 유지시키고, 비다공성 흑연전극을 이용하여 억제할 수 있었다. 그리고, 음극에서의 구리석출은 전류밀도 $360mA/cm^2$, 구리이온농도 12g/l 일때 가장 효율적이며 석출된 구리는 dendrite구조임을 알 수 있었다. 또한 석출효율과 회수방법을 고려할 때 음극으로서 Ti전극을 사용할 경우 가장 우수한 효율을 얻을 수 있었다. 전해온도가 증가함에 따라서 전류효율은 낮아졌으며, 전력효율은 $50^{\circ}C$에서 최대값을 나타내었다.

Keywords

References

  1. C.A.C. Sequeria Environmental Oriented Electrochemistry F. C. Walch;G. W. Reade
  2. Industrial Elctrochemistry(2nd ed.) D. Pletcher;F. C. Walsh
  3. Trans. Inst. Met. Finishing v.57 M. R. Hillis
  4. Denki Kagaku v.63 Y. Tanimura;T. Itoh;M. Kato;Y. Mikami
  5. US Pat. 4,388,276 E. Konstantouros;K. Hoeck
  6. US Pat. 4,468,305 M. R. Hillis
  7. JP. Pat. 61-67778 羽生博彦
  8. JP Pat. 61-67779 羽生博彦
  9. JP Pat. 61-64888 羽生博彦
  10. Ion exchange membrane (1st ed.) D. S. Flett
  11. Electrochemical Methods D. S. Flett
  12. Standard Methods for the examination of water and wastewater (17th ed.) American Public Health Association;American Water Works Association;American Pollution Control Federation
  13. Electrochemical Methods Electrochemical Methods A. J. Bard;L. R. Faulkner
  14. Denki Kagaku v.48 Y. Wakura;M. Iwai;K. Nabeoka;H. Majima
  15. Comprehensive Inorganic Chemistry v.2 Y. Wakura;M. Iwai;K. Nabeoka;H. Majima
  16. J. Electrochem Soc. v.117 D. W. Hardesty
  17. J. Electrochem. Soc. v.142 Z. Nagy;J. P. Blaudeau;N. C. Hung;L. A. Curtiss;D. J. Zurawski
  18. J. Electrochem. Soc. v.99 W. H. Gauvin;C. A. Winkler
  19. Review of Modern Physics v.52 J. S. Langer
  20. J. Electrochem. Soc. v.111 F. Ogburn