CN100510188C - 由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法及其装置，其方法是利用盐酸等强酸溶液循环浇淋于废印刷电路板(PCB)上，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与盐酸等强酸溶液反应形成一含铜的溶液后，再于该含铜的溶液中加入碳酸钠，使其转换成钠盐及碳酸铜；其中，该钠盐可加热使其成为结晶体后，作为工业原料再循环使用，而该碳酸铜亦经加热转化成氧化铜后可直接贩售，整个反应回收的过程中，不仅简便且无任何污染环境的物质产生。
Description
<一>技术领域：
本发明系与废印刷电路板(PCB)及含铜废液的回收处理技术有关，特别是一种能完全回收该废印刷电路板(PCB)及含铜废液中的铜金属的处理方法及其装置。
<二>背景技术：
近年来，由于低价计算机的兴起及手机等信息产业的蓬勃快速发展，直接带动印刷电路板(PCB)的需求，故全球印刷电路板(PCB)的生产总量亦逐年增加，相对地，在汰旧换新的循环下，使得废弃的印刷电路板(PCB)也跟随增加，如何处理越来越多的废弃的印刷电路板(PCB)，也就成为各界所急欲解决的课题；另从许多的研究报告中指出，制作印刷电路板所必需使用的化学蚀刻液如氯化铜及氨化铜等，经常在其制程及水洗的过程中被留滞于废液内，使得制程后的电镀废液、蚀刻废液及氯化铜废液等废液中，均含有极高浓度的铜离子，若未能加以处理而即予排放流出的话，不仅使水及铜金属等资源无法回收再利用造成浪费外，对于环境及生态更是一个可怕的杀手；此外，对于印刷电路板在制程中所产生的不良品，及因产品故障或汱旧换新等因素所产生的废弃印刷电路板(PCB)，其回收过程中原有焊固附着于电子零、组件上的焊钖部份，可直接以市售的剥钖液来去除即可完全回收，但存在于该废弃印刷电路板(PCB)内部的铜金属部份，却无法直接拨除，故现有的处理方式系采用粉粹法及直接火化处理法等方式来处理，其作业方式及缺失分述如下：
一、粉碎法：系将片状的废印刷电路板(PCB)先研磨成粉末状之粉层后，再利用物理比重的原理，分离出含铜成份较多的粉层与含铜成份较少的粉层；惟，该两种分离后的含铜粉层，仅是含铜量的多或少之差别而已，其仍是无法达到单独将铜金属完全自粉层内分离出来的结果。
二、直接火化处理法：因印刷电路板(PCB)系以溴化环氧树脂为接着剂，再与玻璃纤维所相黏合制成的，故以火化焚烧的方式来处理时，却因该玻璃纤维的火化温度必需达摄氏千度以上的高温才能达成火化的目的，且为达到高温的条件，其在实际操作上所需的燃烧成本支出却反而远大于所回收铜金属的价值，故不符经济效益；又，在火化的过程中，该废印刷电路板(PCB)内所含的溴化环氧树脂会产生严重污染环境的溴化氢(BrH)，反而造成二次污染的后果。
由上述得知，以现今处理对废印刷电路板(PCB)上回收铜金属的方式，效益确实不佳且又不符合环保法规的各项要求，急待寻求更好的解决处理方法。
本发明的主要目的，是将该废印刷电路板(PCB)放入来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、蚀刻废液或氯化铜废液等含铜废液中，利用该含铜废液中所含大量的游离酸，来溶解该废印刷电路板(PCB)上的铜，并使该含铜废液中所含的铜离子更加饱和后，再加入碳酸钠或氢氧化钠，即可将该含铜废液中的离子铜还原分离出金属铜，进而达到同时回收该废印刷电路板(PCB)内及该含铜废液内的金属铜。
本发明的又一目的，是将盐酸循环浇淋于该废印刷电路板(PCB)上，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与盐酸反应形成一含铜的溶液后，再于该含铜的溶液中加入碳酸钠，使其转换成钠盐及碳酸铜，其中，该钠盐可加热使其成为结晶体后，作为工业原料再循环使用，而该碳酸铜亦经加热转化成氧化铜后可直接贩售，整个反应回收的过程中，不仅简便且无任何污染环境的物质产生。
本发明的又一目的，是将该废印刷电路板(PCB)置于盐酸或硫酸等强酸的环境中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与强酸反应成铜离子状态而形成一含铜的溶液后，再于该含铜的溶液中加入氢氧化钠，使两者直接反应成钠盐及氢氧化铜，其中，该氢氧化铜再加热后使其转化成氧化铜，即成为可直接贩售的工业用原料，钠盐则经再加热成结晶体后，亦成为工业原料可被再循环使用。
本发明的再一目的，是将废印刷电路板(PCB)放入草酸【HOOCCOOH-2H2O】之强酸溶液中，使该废印刷电路板(PCB)内的铜金属在与草酸【HOOCCOOH-2H2O】反应后迅速溶解分离，并形成粉状的草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】沉淀后，再将该草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】直接置放于有氧(O2)的条件下加热，使该草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】转化成氧化铜，从而可直接贩售。
本发明的另一目的，是将该废印刷电路板(PCB)置于盐酸或硫酸等强酸的溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与强酸反应成铜离子状态的含铜溶液后，再于该含铜的溶液中加入铝料，利用铝的活性大于铜的活性之特性，使该含铜溶液中的铜离子被直接置换出来而成为金属铜粉，而反应后所留下的含铝废液则可成为金属补集剂(PAC)，可提供给污水处理时做为混凝剂之用。
<三>发明内容：
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用盐酸(HCl)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该盐酸(HCl)反应溶解成铜离子状态而形成一氯化铜(CuCl2)溶液；
(b).加入适量的碳酸钠(Na2CO3)于该氯化铜(CuCl2)溶液中，使两者反应后产生碳酸铜(CuCO3)及氯化钠(NaCl)；及
(c).将该碳酸铜(CuCO3)加热转换成氧化铜(CuO)。
其中，该步骤(a)中的盐酸溶液可使用来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等内含有盐酸浓度之含铜废液。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用盐酸(HCl)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与该盐酸(HCl)反应溶解成铜离子状态而形成一氯化铜(CuCl2)溶液；
(b).加入适量的氢氧化钠(NaOH)于该氯化铜(CuCl2)溶液中，使两者反应后产生氢氧化铜(Cu(OH)2)及氯化钠(NaCl)；及
(c).将该氢氧化铜(Cu(OH)2)加热转换成氧化铜(CuO)。
其中，该步骤(a)中的盐酸溶液可使用来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等内含有盐酸浓度之含铜废液。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与该硫酸(H2SO4)反应溶解成铜离子状态而形成一硫酸铜(CuSO4)溶液；
(b).加入适量的碳酸钠(Na2CO3)于该硫酸铜(CusO4)溶液中，使两者反应后产生碳酸铜(CuCO3)及芒硝(Na2SO4)；及
(c).将该碳酸铜(CuCO3)加热转换成氧化铜(CuO)。
其中，该步骤(a)中的硫酸溶液可使用来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等内含有硫酸浓度之含铜废液。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与该硫酸(H2SO4)反应溶解成铜离子状态而形成一硫酸铜(CuSO4)溶液；
(b).加入适量的氢氧化钠(NaOH)于该硫酸铜(CuSO4)溶液中，使两者反应后产生氢氧化铜(Cu(OH)2)及芒硝(Na2SO4)；及
(c).将该氢氧化铜(Cu(OH)2)加热转换成氧化铜(CuO)。
其中，该步骤(a)中的硫酸溶液可使用来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等内含有硫酸浓度之含铜废液。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)投入草酸【HOOCCOOH-2H2O】之强酸溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该草酸【HOOCCOOH-2H2O】反应溶解后，形成一粉状的草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】；及
(b).将该草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】置放于有氧(O2)的环境中，并加热将草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】转换成氧化铜(CuO)。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的装置，其包括：
一反应槽，其槽壁上设有一酸液出口；
一沉淀池，其槽壁上设有一酸液入口、一出料口及一钠盐排出口，其中，该酸液入口与该反应槽之出液口两者间设有一连接管，该连接管上设置一阀门，又该沉淀池中设有一搅拌器；
一转化炉，其上方设有一入料口，其下方设置一出料口；
一加热装置，系设置于该转化炉的内部空间中或其下方，所发出的热能使该转化炉内部空间中的温度维持在230℃～350℃之间。
其中，该转化炉更包括一进料控制器、一透光窗口、一隔离桶及一除尘装置；该进料控制器系设置于该入料口的下方；该透光窗口则设置于该转化炉的炉壁上；该隔离桶系设置于该转化炉的出料口上；该除尘装置具有一集灰管、一水槽及一文氐管除尘装置，其中，该集灰管系与该转化炉的炉壁相连通，该文氐管除尘装置则设置于该集灰管的管壁上，且该文氐管除尘装置与该水槽之间设有一输水管，该输水管设有一抽水泵。
其中，该加热装置具有多组呈上、下排列的输送带，且该每一组输送带中均配置一加热器，而各输送带之间均设有一压碎轮及一飞灰遮避板；其中，该飞灰遮避板系设置于每一压碎轮的上方。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)放入盐酸(HCl)溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该盐酸(HCl)反应溶解成铜离子状态而形成一氯化铜(CuCl2)溶液；
(b).再将适量的铝料投入该氯化铜(CuCl2)的溶液内，使两者产生反应后形成铜粉(Cu)及聚合氯化铝【Al2(OH)nCl6-n·XH2O】m水溶液。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)放入硫酸(H2SO4)溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该硫酸(H2SO4)反应溶解成铜离子状态而形成一硫酸铜(CuSO4)溶液；及
(b).再将适量的铝料投入该硫酸铜(CuSO4)之溶液内，使两者产生反应后形成铜粉(Cu)及硫酸铝(Al2[SO4]3)水溶液。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的装置，其包括：
一反应桶；
一酸液储存槽，其与该反应桶之间接连有一管路，该管路上设有一阀门；
一酸液储放槽，其槽壁上设有一输液管，该输液管上设有一泵浦，且其末端管口系直接伸入该PAC反应沉淀池内；
一PAC反应沉淀池，其上方设有一置铝篮，而池底设有一铜粉出料口，另于池壁上接设出一反应循环管路，其上设有一反应循环泵及一反应循环阀门，又该反应循环管路的末端管口系位在该置铝篮的上方，而位于该反应循环泵及反应循环阀门之间的反应循环管路上则接设有一PAC排液管，其上设有一PAC输出阀门；及
一贮水塔，其塔壁上设有一输水管，其上设有一反应进水阀门，且其末端管口系直接伸入该反应沉淀池中。.
其中，更包括一PAC清洗储放装置，其具有一清洗过滤槽及一PAC储放桶；该清洗过滤槽的上方设有一过滤器，且其槽壁上接设有一PAC输出管路，而该PAC输出管路上设有一泵浦，又于该清洗过滤槽的上方接设有一PAC过滤管路、一PAC储放管路及一回流管路，且该PAC过滤管路、PAC储放管路及回流管路均与该PAC输出管路相接通，而且该PAC过滤管路、PAC储放管路及回流管路之管路上均分别装设有一阀门，又该清洗过滤槽的上方系与该PAC排液管的末端管口相通；另该过滤器及贮水塔之间设有清洗管路，且在该清洗管路上亦设有一阀门。
本发明一种由废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法及其装置，其优点是：确实能达到完全回收该废印刷电路板(PCB)及含铜废液上的铜金属之目的，且其过程中并无任何污染环境的物质产生，完全合符环保法规的各项要求。
<四>附图说明
图1：系本发明方法中第一实施例之流程方块图。
图2：系本发明方法中第二实施例之流程方块图。
图3：系本发明方法中第三实施例之流程方块图。
图4：系本发明方法中第四实施例之流程方块图。
图5：系本发明方法中第五实施例之流程方块图。
图6：系本发明中依第一至第五实施例之方法所专用装置之示意图。
图7：系本发明方法中第六实施例之流程方块图。
图8：系本发明方法中第七实施例之流程方块图。
图9：系本发明中依第六及第七实施例之方法所专用装置之示意图。
<五>具体实施方式
首先说明，本发明所欲回收的印刷电路板系为废弃不再使用的废印刷电路板，而现今对于废印刷电路板的回收前处理，是先拆除废印刷电路板上原焊固的电子零组件后，再以市售的剥钖液将附着于该电子零组件接脚孔的焊钖直接去除，因拆除废印刷电路板的电子零组件，及以剥钖液来去除废印刷电路板上的焊钖是属习用技术，故在此不予赘述。
如图1所示，系本发明「回收废弃印刷电路板内铜金属的方法」之第一实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用盐酸(HCl)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该盐酸(HCl)反应溶解成铜离子状态而形成一氯化铜(CuCl2)溶液；其化学反应式如下：
Cu+2HCl→CuCl2+H2↑
(b).加入适量的碳酸钠(Na2CO3)于该氯化铜(CuCl2)溶液中，使两者反应后产生碳酸铜(CuCO3)及氯化钠(NaCl)；其化学反应式如下：
CuCl2+Na2CO3→CuCO3↓+2NaCl
(c).将该碳酸铜(CuCO3)加热转换成氧化铜(CuO)；其化学反应式如下：
其中，该步骤(a)中之盐酸(HCl)因具有强酸特性，可将该废印刷电路板(PCB)上的铜溶蚀分离出来形成一含铜离子的溶液，且在溶蚀分离的过程中，亦可配合使用双氧水或加入曝气或电极方式来促进加速铜的溶解速度；该步骤(b)则是以碳酸钠(Na2CO3)来还原分离出该含铜溶液中的铜离子，使其反应后产生碳酸铜(CuCO3)及氯化钠(NaCl)，其中，该氯化钠(NaCl)加热成结晶体后，即成为工业原料可被再循环使用；而该步骤(c)中系将碳酸铜(CuCO3)给予加热后转换成氧化铜(CuO)，即成为可直接贩售之工业用原料。
另，该步骤(a)中的强酸亦可更换成来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等含铜废液，利用该含铜废液内所含大量的游离酸，来溶解该废印刷电路板(PCB)上的铜金属成为铜离子，使该原含铜废液中的铜离子更加的饱和，再于步骤(b)中加入适量的碳酸钠(Na2CO3)于饱和的含铜废液中，使两者反应后可产生出碳酸铜(CuCO3)，而该碳酸铜(CuCO3)则于步骤(c)中给予加热转换成氧化铜(CuO)，亦能达到回收含铜废液中之铜金属之目的。
请参阅图2所示，本发明「回收废弃印刷电路板内铜金属的方法」之第二实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用盐酸(HCl)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与该盐酸(HCl)反应溶解成铜离子状态而形成一氯化铜(CuCl2)溶液；其化学反应式如下：
Cu+2HCl→CuCl2+H2↑
(b).加入适量的氢氧化钠(NaOH)于该氯化铜(CuCl2)溶液中，使两者反应后产生氢氧化铜(Cu(OH)2)及氯化钠(NaCl)；其化学反应式如下：
CuCl2+2NaOH→Cu(OH)2↓+2NaCl
(c).将该氢氧化铜(Cu(OH)2)加热转换成氧化铜(CuO)；其化学反应式如下：
其中，该步骤(a)中之盐酸(HCl)因具有强酸特性，可将该废印刷电路板(PCB)上的铜溶蚀分离出来形成一含铜离子的溶液，且在溶蚀分离的过程中，亦可配合使用双氧水或加入曝气或电极方式来促进加速铜的溶解速度；该步骤(b)则是以氢氧化钠(NaOH)来还原分离出该含铜溶液中的铜离子，使其反应后产生氢氧化铜(Cu(OH)2)及氯化钠(NaCl)，其中，该氯化钠(NaCl)加热成结晶体后，即成为工业原料可被再循环使用；而该步骤(c)中系将氢氧化铜(Cu(OH)2)给予加热后转换成氧化铜(CuO)，即成为可直接贩售之工业用原料。
另，该步骤(a)中的盐酸亦可更换成来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等含铜废液，利用该含铜废液内所含大量的游离酸，来溶解该废印刷电路板(PCB)上的铜金属成为铜离子，使该原含铜废液中的铜离子更加的饱和，再于步骤(b)中加入适量的氢氧化钠(NaOH)于饱和的含铜废液中，使两者反应后可产生出氢氧化铜(Cu(OH)2)，而该氢氧化铜(Cu(OH)2)则于步骤(c)中给予加热转换成氧化铜(CuO)，亦能达到回收含铜废液中之铜金属之目的。
又请参阅图3所示，本发明「回收废弃印刷电路板内铜金属的方法」之第三实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与该硫酸(H2SO4)反应溶解成铜离子状态而形成一硫酸铜(CuSO4)溶液；其化学反应式如下：
Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
(b).加入适量的碳酸钠(Na2CO3)于该硫酸铜(CuSO4)溶液中，使两者反应后产生碳酸铜(CuCO3)及芒硝(Na2SO4)；其化学反应式如下：
CuSO4+Na2CO3→CuCO3↓+Na2SO4
(c).将该碳酸铜(CuCO3)加热转换成氧化铜(CuO)；其化学反应式如下：
其中，该步骤(a)中之硫酸(H2SO4)因具有强酸特性，可将该废印刷电路板(PCB)上的铜溶蚀分离出来形成一含铜离子的溶液，且在溶蚀分离的过程中，亦可配合使用双氧水或加入曝气或电极方式来促进加速铜的溶解速度；该步骤(b)则是以碳酸钠(Na2CO3)来还原分离出该含铜溶液中的铜离子，使其反应后产生碳酸铜(CuCO3)及芒硝(Na2SO4)，其中，该芒硝(Na2SO4)加热成结晶体后，即成为工业原料可被再循环使用；而该步骤(c)中系将碳酸铜(CuCO3)给予加热后转换成氧化铜(CuO)，即成为可直接贩售之工业用原料。
另，该步骤(a)中的硫酸亦可更换成来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等含铜废液，利用该含铜废液内所含大量的游离酸，来溶解该废印刷电路板(PCB)上的铜金属成为铜离子，使该原含铜废液中的铜离子更加的饱和，再于步骤(b)中加入适量的碳酸钠(Na2CO3)于饱和的含铜废液中，使两者反应后可产生出碳酸铜(CuCO3)，而该碳酸铜(CuCO3)则于步骤(c)中给予加热转换成氧化铜(CuO)，亦能达到回收含铜废液中之铜金属之目的。
又请参阅图4所示，本发明「回收废弃印刷电路板内铜金属的方法」之第四实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循环浇淋，使该废印刷电路板(PCB)上的铜与该硫酸(H2SO4)反应溶解成铜离子状态而形成一硫酸铜(CuSO4)溶液；其化学反应式如下：
Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
(b).加入适量的氢氧化钠(NaOH)于该硫酸铜(CuSO4)溶液中，使两者反应后产生氢氧化铜(Cu(OH)2)及芒硝(Na2SO4)；其化学反应式如下：
CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2↓+Na2SO4
(c).将该氢氧化铜(Cu(OH)2)加热转换成氧化铜(CuO)；其化学反应式如下：
其中，该步骤(a)中之硫酸(H2SO4)因具有强酸特性，可将该废印刷电路板(PCB)上的铜溶蚀分离出来形成一含铜离子的溶液，且在溶蚀分离的过程中，亦可配合使用双氧水或加入曝气或电极方式来促进加速铜的溶解速度；该步骤(b)则是以氢氧化钠(NaOH)来还原分离出该含铜溶液中的铜离子，使其反应后产生氢氧化铜(Cu(OH)2)及芒硝(Na2SO4)，其中，该芒硝(Na2SO4)加热成结晶体后，即成为工业原料可被再循环使用；而该步骤(c)中系将氢氧化铜(Cu(OH)2)给予加热后转换成氧化铜(CuO)，即成为可直接贩售之工业用原料。
另，该步骤(a)中的硫酸亦可更换成来自印刷电路板(PCB)制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液等含铜废液，利用该含铜废液内所含大量的游离酸，来溶解该废印刷电路板(PCB)上的铜金属成为铜离子，使该原含铜废液中的铜离子更加的饱和，再于步骤(b)中加入适量的氢氧化钠(NaOH)于饱和的含铜废液中，使两者反应后可产生出氢氧化铜(Cu(OH)2)，而该氢氧化铜(Cu(OH)2)则于步骤(c)中给予加热转换成氧化铜(CuO)，亦能达到回收含铜废液中之铜金属之目的。
再请参阅图5所示，系本发明「对废印刷电路板(PCB)及含铜废液中回收铜金属的方法」之第五实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)投入草酸【HOOCCOOH-2H2O】之强酸溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该草酸【HOOCCOOH-2H2O】反应溶解后，形成一粉状的草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】；其化学反应式如下：
O2+2Cu+2【HOOCCOOH-2H2O】→2【CuC2O4-1/2H2O】↓+5H2O
(b).将该草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】置放于有氧(O2)的环境中，并加热将草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】转换成氧化铜(CuO)；其化学反应式如下：
其中，该步骤(a)中系以过滤或沉淀的方式，将该草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】微细粉末自溶液中分离；而该步骤(b)中则将草酸铜【CuC2O4-1/2H2O】粉末给予增氧加热后转换成氧化铜(CuO)，即成为可直接贩售之工业用原料。
请参阅图6所示，系依据上述第一至第五实施例所述之方法所专用之装置，其包括一反应槽10、一沉淀池20、一转化炉30及一加热装置40；其中，该反应槽10的槽壁上设有一酸液出口11；该沉淀池20之槽壁上设有一酸液入口21、一出料口22及一钠盐排出口23，其中，该酸液入口21与该反应槽10之出液口11两者间设有一连接管24，且该连接管24上装设有一阀门241，另于该沉淀池20中设有一电动搅拌器M；该转化炉30具有一入料口31、一出料口32、一进料控制器33、一透光窗口34、一隔离桶35及一除尘装置36；其中，该入料口31系设置于该该转化炉30炉体的上方；该出料口32则设置于该转化炉30炉体的下方；该进料控制器33系设置于该入料口31的下方，用以控制进料的速度；该透光窗口34则设置于该转化炉30之炉壁上，用以查看炉内之状况及行反应时该转化炉30内温度的变化；该隔离桶35系设置于该转化炉30之出料口32上，其用以防止氧化铜(CuO)在输出的过程中与外界产生接触而被污染，以确保该氧化铜(CuO)的生产品质；该除尘装置36具有一集灰管361、一水槽362及一文氐管除尘装置363，其中，该集灰管361系与该转化炉30的炉壁相连通，该文氐管除尘装置363则设置于该集灰管361之管壁上，且该文氐管除尘装置363与该水槽362之间设有一输水管364，该输水管364设有一抽水泵365，由于该文氐管除尘装置363具有牵引的吸力，可使该反应炉30内的水蒸气与呈飞灰状的氧化铜被吸入该集灰管361中，且利用该抽水泵365的运转动力将该水槽362内的水，输送至该文氐管除尘装置363内，使该水蒸气及氧化铜飞灰能被收集于该水槽362中，而该氧化铜(CuO)再经沉淀后可完全回收；该加热装置40则设置于该转化炉30之内部空间中，其具有多组呈上、下排列的输送带41，利用该多组的输送带41来拉长反应的时间，并藉由该输送带41之间的落差与移动来令转化物作翻滚及上下位置的变化，使加速干燥与转化之效果更佳，而且该每一组输送带41中均配置一加热器42，藉由该加热器42所发出的热能使该转化炉30内部空间中的温度可维持在230℃～350℃之间；另于各输送带41之间均设有一压碎输43及一飞灰遮避板44；其中，该飞灰遮避板44系设置于每一压碎轮43的上方，可使该压碎输43在压碎物料的过程中，用以阻绝飞灰的飞散。
请配合图1及图6所示，当本发明方法之第一实施例配合本装置操作时，系先将适量的盐酸(HCl)溶液倒入该反应槽10内，再把预定数量的废印刷电路板(PCB)投入该反应槽10之盐酸(HCl)溶液内，并使盐酸(HCl)溶液不断循环浇淋于该废印刷电路板(PCB)上，使该废印刷电路板上的铜金属被溶解成铜离子状态而形成一氯化铜溶液，接着，打开该阀门241将该氯化铜溶液流入该沉淀池20内，待累积蓄有一定容量的氯化铜溶液时，即关闭该阀门241；另将适量的碳酸钠(Na2CO3)加入该沉淀池20内并启动该电动搅拌器M，使得该碳酸钠(Na2CO3)与氯化铜溶液充份的混合，进而相互反应后产生氯化钠(NaCl)及碳酸铜(CuCO3)，其中，该氯化钠(NaCl)由该钠盐排出口23输出，可再经加热成结晶体后，成为工业原料而被再循环使用；而该碳酸铜(CuCO3)则会沉淀于该沉淀池20之底部，而由该出料口22输出，并经水洗纯化脱水设备P之后，即由该转化炉30之入料口31投入至该转化炉30内，经由顺序掉落至该加热装置40之各输送带41上，即可藉由该加热器42之加热干燥后转化成固态粉状之氧化铜(CuO)，再由该转化炉30底部的出料口32输出，即完成回收该废印刷电路板(PCB)上铜金属的工作，并成为可直接贩售之工业用原料；有关本发明方法之第二至第五实施例其在使用本装置之操作程序，均与前述之第一实施例的操作过程相同，且操作后同样可回收取得氧化铜，在此不再赘述。
请参阅图7所示，系本发明「回收废弃印刷电路板内铜金属的方法」之第六实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)放入盐酸(HCl)溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该盐酸(HCl)反应溶解成铜离子状态而形成一氯化铜(CuCl2)溶液；其化学反应式如下：
Cu+2HCl→CuCl2+H2↑
(b).再将适量的铝料投入该氯化铜(CuCl2)之溶液内，使两者产生反应后形成铜粉(Cu)及聚合氯化铝【Al2(OH)nCl6-n·XH2O】m水溶液；其化学反应式如下：
m【(n+x)H2O+3[CuCl2]+2Al】→3mCu+【Al2(OH)nCl6-n·XH2O】m+1/2nmH2
上述化学反应式中之n＝1～5，m≤10；于该步骤(a)中可将氯化铜(CuCl2)之溶液不断地循环浇淋于该铝料上，以加快该铝料之溶解，进而可控制其反应量；而加入的铝料可用一般回收的废铝或机械加工后所回收的铝屑，以降低铝料的使用成本；再由该步骤(b)中得知，当该铝料投入至该氯化铜(CuCl2)的溶液内后，该氯化铜(CuCl2)溶液中的铜即会与该铝料中的铝产生反应，因铝料中的铝分子之活性较铜分子的活性为大，所以铝分子能将该氯化铜(CuCl2)中的铜直接置换出来而形成铜粉；另，该步骤(b)中所产生的聚合氯化铝【Al2(OH)nCl6-n·XH2O】m水溶液则可作为金属补集剂(PAC)，而被使用于污水处理时所需的混凝剂者。
请参阅图8所示，系本发明「回收废弃印刷电路板内铜金属的方法」之第七实施例，其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板(PCB)放入硫酸(H2SO4)溶液中，使该废印刷电路板(PCB)上的铜金属与该硫酸(H2SO4)反应溶解成铜离子状态而形成一硫酸铜(CuSO4)溶液；其化学反应式如下：
Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
(b).再将适量的铝料投入该硫酸铜(CuSO4)之溶液内，使两者产生反应后形成铜粉(Cu)及硫酸铝(Al2[SO4]3)水溶液；其化学反应式如下：
3[CuSO4]+2Al→Al2[SO4]3+3Cu
其中，该步骤(a)中可将硫酸铜(CuSO4)溶液不断地循环浇淋于该铝料上，以加快该铝料之溶解，进而可控制其反应量；而加入的铝料可用一般回收的废铝或机械加工后所回收的铝屑，以降低铝料的使用成本；再由该步骤(b)中得知，当该铝料投入至该硫酸铜(CuSO4)溶液内后，该硫酸铜(CuSO4)溶液中的铜即会与该铝料中的铝产生反应，因铝料中的铝分子之活性较铜分子的活性为大，所以铝分子能将该硫酸铜(CuSO4)中的铜直接置换出来而形成铜粉；另，该步骤(b)中所产生的硫酸铝(Al2[SO4]3)水溶液则可作为金属补集剂(PAC)，而被使用于污水处理时所需的混凝剂。
请参阅图9所示，系依据前述第六及第七实施例所述之方法所专用之装置，其包括：一反应桶50、一酸液储放槽60、一PAC反应沉淀池70、一贮水塔80及一PAC清洗储放装置90；其中，该反应桶50与该酸液储存槽60之间系接连一管路51，该管路51上设有一阀门52；该酸液储放槽60之槽壁上设有一输液管61，其上设有一泵浦62，且其末端管口系直接伸入该PAC反应沉淀池70内；该PAC反应沉淀池70的上方设有一置铝篮71，其池底设有一铜粉出料口72，另于池壁上接设出一反应循环管路73，其上设有一反应循环泵74及一反应循环阀门75，又该反应循环管路73的末端管口系位在该置铝篮71的上方，而位于该反应循环泵74及反应循环阀门75之间的反应循环管路73上则接设有一PAC排液管76，其上设有一PAC输出阀门77，又该排液管76的末端管口系直接伸入该PAC清洗储放装置90内；该贮水塔80之塔壁上设有一输水管81，其上设有一反应进水阀门82，且其末端管口系直接伸入该反应沉淀池70中；该PAC清洗储放装置90具有一清洗过滤槽91及一PAC储放桶92；其中，该清洗过滤槽91的上方设有一过滤器93，且其槽壁上接设有一PAC输出管路94，而该PAC输出管路94上设有一泵浦95，又于该清洗过滤槽91的上方接设有一PAC过滤管路96、一PAC储放管路97及一回流管路98，且该PAC过滤管路96、PAC储放管路97及回流管路98均与该PAC输出管路94相接通，而且该PAC过滤管路96、PAC储放管路97及回流管路98之管路上均分别装设有一阀门V；另该过滤器93及贮水塔80之间设有清洗管路931，且在该清洗管路931上亦设有一阀门932。
请配合图7至图9所示，当本发明方法之第六及第七实施例配合前述装置操作时，系先将适量的盐酸(HCl)或硫酸(H2SO4)等强酸溶液倒入该反应槽50内，再把预定数量的废印刷电路板(PCB)投入该反应槽50之强酸溶液内，令该强酸溶液将废印刷电路板上的铜金属溶解成铜离子状态而形成一含铜溶液，再打开该阀门52，让该含铜溶液流入该酸液储放槽60内，且待该酸液储放槽60蓄有一定容量的含铜溶液后，再关闭该阀门52；接着，将适量的铝料放入该置铝篮71中，并打开该反应进水阀门82，让少量的清水注入至该PAC反应沉淀池70中，并启动该泵浦62将该酸液储放槽60内的含铜溶液打入该PAC反应沉淀池70内，且同时启动该反应循环泵74及打开反应循环阀门75，让含铜溶液不断循环浇淋于该置铝篮71中的铝料上，直至该该PAC反应沉淀池70中的含铜溶液到达满水位为止，即停止该含铜溶液的循环及输入，接着，进行静止沉淀，让铝能将含铜溶液中的铜置换出来，并沉淀于该PAC反应沉淀池70的底部后，由该铜粉出料口72输出；另反应后所产生的PAC溶液则打开PAC输出阀门77，由该排液管76进入该清洗过滤槽91内后，即可打开该PAC过滤管路96上阀门V，让PAC溶液通过该过滤器93过滤，待该PAC溶液的水质干净后，再打开该PAC储放管路97上的阀门V，将过滤干净后的PAC溶液打入该PAC储放桶92中，并待PAC溶液的过滤工作全部完成后，即可打开该清洗管路931上的阀门932，使该贮水塔80的清水能经由该清洗管路931清洗该过滤器93上的污物，且清洗后含有PAC的污水则可经由该回流管路98，流回至该PAC反应沉淀池70中，再进行下一批的反应工作。
Claims (9)
1.一种由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法，其特征在于：其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板利用盐酸的循环浇淋，使该废印刷电路板上的铜金属与该盐酸反应溶解成铜离子状态而形成氯化铜溶液；
(b).加入适量的碳酸钠于该氯化铜溶液中，使两者反应后产生碳酸铜及氯化钠；及
(c).将该碳酸铜加热转换成氧化铜。
2.根据权利要求1所述之由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法，其特征在于：该步骤(a)中的盐酸溶液使用来自印刷电路板制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液，其中，上述废液内含有盐酸浓度之含铜废液。
3.一种由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法，其特征在于：其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板利用盐酸的循环浇淋，使该废印刷电路板上的铜与该盐酸反应溶解成铜离子状态而形成氯化铜溶液；
(b).加入适量的氢氧化钠于该氯化铜溶液中，使两者反应后产生氢氧化铜及氯化钠；及
(c).将该氢氧化铜加热转换成氧化铜。
4.根据权利要求3所述之由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法，其特征在于：该步骤(a)中的盐酸溶液使用来自印刷电路板制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液，其中，上述废液内含有盐酸浓度之含铜废液。
5.一种由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法，其特征在于：其步骤如下：
(a).将预定数量的废印刷电路板利用硫酸的循环浇淋，使该废印刷电路板上的铜与该硫酸反应溶解成铜离子状态而形成硫酸铜溶液；
(b).加入适量的碳酸钠于该硫酸铜溶液中，使两者反应后产生碳酸铜及芒硝；及
(c).将该碳酸铜加热转换成氧化铜。
6.根据权利要求5所述之由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的方法，其特征在于：该步骤(a)中的硫酸溶液使用来自印刷电路板制程后产生的电镀废液、或蚀刻废液、或氯化铜废液，其中，上述废液内含有硫酸浓度之含铜废液。
7.一种由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的装置，其特征在于：其包括：
一反应槽，其槽壁上设有一酸液出口；
一沉淀池，其槽壁上设有一酸液入口、一出料口及一钠盐排出口，其中，该酸液入口与该反应槽之出液口两者间设有一连接管，该连接管上设置一阀门，又该沉淀池中设有一搅拌器；
一转化炉，其上方设有一入料口，其下方设置一出料口；
一加热装置，设置于该转化炉之内部空间中或下方，其所发出的热能使该转化炉内部空间中的温度维持在230℃～350℃之间。
8.根据权利要求7所述之由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的装置，其特征在于：该转化炉更包括一进料控制器、一透光窗口、一隔离桶及一除尘装置；其中，该进料控制器设置于该入料口的下方；该透光窗口则设置于该转化炉之炉壁上；该隔离桶设置于该转化炉之出料口上；该除尘装置具有一集灰管、一水槽及一文氐管除尘装置，其中，该集灰管与该转化炉的炉壁相连通，该文氐管除尘装置则设置于该集灰管之管壁上，且该文氏管除尘装置与该水槽之间设有一输水管，该输水管设有一抽水泵。
9.根据权利要求7所述之由废印刷电路板及含铜废液中回收铜金属的装置，其特征在于：该加热装置具有多组呈上、下排列的输送带，且该每一组输送带中均配置一加热器，而各输送带之间均设有一压碎轮及一飞灰遮避板；其中，该飞灰遮避板设置于每一压碎轮的上方。
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