CN102451916A - 将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，该方法是以含有氯化铜的水溶液作为原料，将其用水稀释至[Cu2+]浓度为40～60克/升，利用高纯度的铝片进行置换反应，反应期间将其反应温度设定于70～80℃，于溶液pH值1.0以下时，将铜粉与溶液分离，藉此获得高质量的铜粉；进一步地于提出铜粉后的溶液中，利用不同的铝材质使其反应面积提升，并提升其反应温度至约90℃，可将杂质等置换出，经过滤后，制成高纯度聚氯化铝(PAC)。

Description

将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法
技术领域
本发明涉及将含有氯化铜水溶液的废液转换为铜粉的方法，尤指可制造出高质量铜粉及高纯度聚氯化铝的制造方法。
背景技术
在当今的工业中，有关印刷电路板的制造业、电镀业等，其产生的电镀废液、微蚀废液及蚀刻废液等的量非常庞大，这些废液的主要成份包括Cu2+、Cl-或SO4 2-等，若未能有效的处理，将对环境产生重大的影响。
传统的处理方法是以氢氧化物化学沉淀法处理，或以硫化物化学处理法处理，但，并不能得到良好的效果，且同时产生大量的污泥，反而不利于后续处理。
中华民国台湾专利公告号212787，标题为“处理酸性氯化铜废液以回收铜及衍生多元氯化铝之制程”中，其利用铝金属置换氯化铜废液中的铜离子，产生铜及衍生多元氯化铝，该方法理论上虽可达到废液完全资源化的目的，但在实际生产过程时，随着酸的消耗，反应速度会迅速减缓，造成处理时间长及反应不良的现象，其生成的多元氯化铝存在铜含量偏高的问题(残留铜含量约为0.3～5.0g/L)，导致再生利用的不安定性；此外，反应生成的铜粉常有氧化亚铜及氧化铜混杂其中，换言之，其铜粉的质量不佳。
另外，中华民国台湾专利公告号249221系关于“酸碱性蚀铜废液之回收处理方式”，其利用加热曝气方式去氨后，以调整pH、加热方式产生氧化铜，此种作法主要用于氨水系列的含铜废液，并不适合用于酸性含铜废液；此外，此种作法产生的氧化铜存有废液体积不断增加、大量消耗能源、液碱用量大、氨离子及氯离子污染无法去除及二次污染等问题，基本上为不具经济性的处理方式。
此外，中华民国台湾专利公告号367308系关于“氯化铜溶液转换成铜金属氧化物之方法”，其公开了利用二次置换方式，以铝金属置换氯化铜废液中的铜离子，产生铜及衍生多元氯化铝。然而，于上述的制造铜及衍生多元氯化铝的方法中，其在实际生产过程时，会有处理时间长及反应不良的现象，其生成的多元氯化铝存在铜含量偏高的问题(残留铜含量约为0.3～5.0g/L)，导致再生利用的不安定性；因而造成：
1.铜粉杂质高：氯(Cl)含量过高(300～500ppm)，仅可用于镕炉，需再加工才可以生产高阶化学铜。
2.所制成的聚氯化铝(PAC)应用范围受限，含有铜(Cu)铁(Fe)等偏高，故工业局限定仅能使用于污水处理，无法做为自来水净水处理的药剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将含有氯化铜水溶液的废液(以下简称原料溶液)转换成高纯度铜粉的方法，从而克服现有技术的缺陷。
本发明是通过以下技术方案来克服这些缺陷的：
一种将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将含有氯化铜的水溶液加水稀释；
步骤二：用铝进行置换反应；
步骤三：pH值在1.0以下时，将铜粉和溶液分离；
步骤四：将铜粉洗净；
步骤五：将步骤三分离后的溶液与铝进行置换反应；
步骤六：过滤出聚氯化铝。
其中，步骤一的Cu2+浓度为40～60g/l。
步骤二的置换反应温度为70～80℃。
步骤四是以滚筒方式进行。
步骤五的温度为85℃～95℃。
本发明方法不但可以得到高纯度的铜粉，还可将提取铜粉后的溶液进一步改变置换条件得到高纯度的聚氯化铝(PAV)，本发明的特点在于通过控制原料溶液的浓度、反应温度和pH值，可依次得到高质量的铜粉和高纯度的聚氯化铝。
附图说明
图1：本发明方法一实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，应该理解的是，这些实施例仅用于例证的目的，决不限制本发明的保护范围。
图1为本发明方法的一个实施例。本发明方法是将原料溶液(含有氯化铜水溶液的废液)用水稀释至[Cu2+]浓度为40～60g/l(步骤一)，在温度为70～80℃状态下以高纯度铝片进行置换反应(步骤二)，在反应溶液pH值1.0以下时，使生成于较下层的铜粉分离(步骤三)，其分离时可采用滚筒洗净法，以获取质量极佳的铜粉(步骤四)，将用于滚筒洗净分离铜粉的水液回收至用水稀释后的原料溶液中；将分离出铜粉后的溶液再与铝材质进行置换反应，以约90℃的温度(于85～95℃之间为宜)置换(步骤五)，经过滤洗净作业后，制出高纯度的聚氯化铝(PAC)(步骤六)及少量质量较差的铜粉(所含杂质较多)，两者过滤洗净作业后余留下来的水溶液则回收至用水稀释后的原料溶液的水溶液中。
本发明方法的特点是在最佳铜粉生成条件下置换出铜粉；在分离出铜粉后，将分离所得溶液的温度提高，并与铝材料发生置换反应，生成聚氯化铝，得到高质量的聚氯化铝(PAC)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将含有氯化铜的水溶液加水稀释；
步骤二：用铝进行置换反应；
步骤三：于pH值1.0以下时，将铜粉和溶液分离；
步骤四：将铜粉洗净；
步骤五：将步骤三分离后的溶液与铝进行置换反应；
步骤六：过滤出聚氯化铝。
2.根据权利要求1所述的将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，其特征在于，步骤一的Cu2+浓度为40～60g/l。
3.根据权利要求1所述的将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，其特征在于，步骤二的置换反应温度为70～80℃。
4.根据权利要求1所述的将含有氯化铜的水溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，其特征在于，步骤四是以滚筒方式进行。
5.根据权利要求1所述的将含有氯化铜水的溶液转换成铜粉及聚氯化铝的方法，其特征在于，步骤五的温度为85℃～95℃。
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