酸性氯化铜蚀刻液是一种含有高浓度盐酸和氯化铜的液体,广泛应用于印制电路板的蚀刻。现行的印制电路板生产中会产生大量的蚀刻废液。为了避免蚀刻废液的直接排放对环境造成的污染和对资源的浪费,实现蚀刻液的再生和铜回收势在必行。已知的几种蚀刻液电解再生和铜回收方法存在容易析出氯气、操作复杂、只能回收铜粉等问题,影响了电解法的推广应用。本文提出了两种酸性氯化铜蚀刻液电解再生和铜回收的优化流程,理论上可以做到无废液产生和铜的全回收。同时,使用MATLAB编程,对蚀刻液电解再生的新、旧流程进行了计算分析。结果显示,新提出的两种流程使电解池阳极析出氯气风险更低、操作弹性更大。为了设计中试规模的电解槽,用C OMSOL Multiphysics软件模拟了电解槽中的流场和电场。利用纳维叶-斯托克斯方程计算了阴极槽流场中流速的分布。采用纳维叶-斯托克斯方程和Brinkman方程相结合的方法计算了阳极槽流场中流速的分布。采用拉普拉斯方程计算了电解槽中的初次电流密度分布。应用移动边界和初次电流分布相结合的方法模拟了阴极电极表面沉积铜的厚度随沉积时间的变化。根据仿真计算结果确定了中试电解槽的主要尺寸,包括阴极、阳极的尺寸和间距、各极室厚度、一级流道厚度、二级流道数、缓冲区宽度等。我们先用小试电解槽进行电解实验,验证了计算得到的优化电解流程的可实际操作性。在此基础上搭建了蚀刻液电解再生和铜回收中试装置。对中试装置的运行结果显示,各个流股的一价铜离子和二价铜离子的浓度都与计算结果基本一致,而且铜沉积均匀、致密平整。