CN103803631A - 利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，包括以下步骤：1）含铜微蚀液的预处理；2）正萃取：将预处理后的含铜微蚀液用萃取剂和航空煤油经多级逆流循环萃取；3）水洗；4）反萃取：水洗后溶液用质量分数为24%的稀硫酸经多级逆流循环反萃取出硫酸铜；5）冷冻结晶：萃取出的硫酸铜液体在-4℃～-6℃冷冻结晶；6）离心脱水：冷冻结晶后的硫酸铜沉淀20～40min，再将上面的母液回收循环使用，然后将结晶体装入离心机脱水，包装，即可得到五水硫酸铜。本发明采用萃取冷冻法直接生产出硫酸铜，工艺方法简单、环保，对环境不会造成二次污染，能耗非常小，后期废水好处理，回收率可达99.8%左右。

Description

利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法

技术领域

本发明涉及含铜微蚀液的处理方法，具体地指一种利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法。

背景技术

随着我国电子行业的不断发展，线路板蚀刻厂家也越来越多，蚀刻厂家的废水处理问题越来越重要。特别是含铜只有几克升的微废处理难度大、成本高。现在一般厂家处理出的污泥极容易对环境造成二次污染。含铜污泥目前的处理方法是交给炼铜厂进行冶炼提铜，这种古老的方法最终造成对环境的二次污染。冶炼成本也高，是高能耗的提铜方法。

经过多年的研究，对线路板蚀刻出来的含铜微蚀液进行综合分析，其中主要含难以沉降的有机物COD，含量最高达到2万左右。含铜每升水只有6克左右，酸的含量达到25%-30%，其它金属微量。

目前电子厂线路板蚀刻出来的含铜微蚀液的处理方法有：

1、铁粉置换法：

铁粉置换法主要是加还原铁粉把铜置换出海绵铜，置换过程中有大量的氢气挥发出来，氢气带有少量的硫化氢气体挥发。这种方法对空气造成一定的污染，另外微蚀液含酸高，铁粉的损耗也比较大。铜置换以后的废水主要含硫酸亚铁，硫酸亚铁的废水其含铁量不高，提取七水硫酸亚铁毫无意义，但后续处理起来又非常困难，铜的置换率只能达到90%左右。

2、电解法提铜：

现在我国大部分厂家都是采用电解法提取微蚀液里的铜，电解法提铜主要是把含铜微蚀液打入电解槽内，通电电解，最终得电解铜片。这种方法操作简单，但是耗电量大，每吨电解铜需消耗6000元电费。这种微量含铜的液体电解难度较大，铜也很难全部电解出来，其回收率只能达到80%左右。电解后的废水处理难度也非常大，因为废水内含铜高，酸性强，需加碱中和出含铜的污泥，处理的成本也高。处理后的含铜污泥多，含铜污泥处理费用高，对环境极易造成二次污染。因此，这种处理方法不符合国家的节能政策，也不是非常理想的处理方法。

3、加碱中和法：

有些厂家为了方便处理，直接加碱中和沉淀压滤法处理微蚀液，然后卖给炼铜厂进行冶炼提铜。此方法虽然简单快捷，但产生大量的含铜污泥，而且污泥含水量达到80%左右。由于其含水量高，煤耗非常大，对环境污染也大，也不符合国家的节能政策。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法。

为实现上述目的，本发明利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，包括以下步骤：

1）含铜微蚀液的预处理：在含铜微蚀液中加入重质碳酸钠或氢氧化钠，调节PH值为1.5～2；

2）正萃取：将预处理后的含铜微蚀液用萃取剂和航空煤油经多级逆流循环萃取，所述萃取剂为DZ系列酮肟-醛肟复配型铜萃取剂，含铜微蚀液的流动方向与萃取剂和航空煤油的流动方向相反，萃取剂和航空煤油从第一级正萃取槽依次进入第二级正萃取槽、第三级正萃取槽和第四级正萃取槽内，含铜微蚀液通过逆流的方式从第四级正萃取槽依次进入第三级正萃取槽、第二级正萃取槽和第一级正萃取槽内；

3）水洗：正萃取后的溶液进入水洗槽，将一部分杂质洗出来；

4）反萃取：水洗后溶液用质量分数为24%的稀硫酸经多级逆流循环反萃取出硫酸铜，水洗后溶液的流动方向与稀硫酸的流动方向相反，水洗后溶液从第一级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽、第三级反萃取槽内，稀硫酸通过逆流的方式从第三级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽和第一级反萃取槽，不断地反萃取，使其硫酸铜的液体含量不断的提高；

5）冷冻结晶：萃取出的硫酸铜液体在-4℃～-6℃冷冻结晶；

6）离心脱水：冷冻结晶后的硫酸铜沉淀20～40min，再将上面的母液回收循环使用，然后将结晶体装入离心机脱水，包装，即可得到五水硫酸铜。

微蚀液主要含有机COD和铜，也含微量的其它重金属（其它重金属含量极低可以忽略）。含铜一般在6～10克升，稀硫酸含量25%～35%。在萃取前必须对含铜微蚀液进行PH值调节，否则，铜就很难萃取出来，回收率也就不高。

当PH值低于1.4，铜就难以萃取出来，萃取剂就达不到最大值抓铜，PH值高于2.1时，铜就很容易沉淀，也不利于回收。所以，PH值的调节非常重要。优选重质碳酸钠来调节PH值，因为处理成本比氢氧化钠低一半。

本发明步骤2）正萃取中，所述萃取剂和航空煤油按体积比1：4复配混合。在正萃取过程中，通过酮肟-醛肟复配型铜萃取剂，既融合了醛肟萃取动力快和萃取能力强等优点，也兼顾了酮肟反萃能力好和化学稳定性强的优点。

航空煤油的性能比较稳定，与DZ酮肟-醛肟复配型铜萃取剂的互溶性好，挥发慢，也不容易乳化，萃取率高，循环使用率高，这样不会增加了生产总成本，也不会影响后期污水的处理。

萃取剂和航空煤油的加入量要根据微蚀液含铜量的高低来确定，铜含量高加入量就相对多，铜含量低可以适量少加。

本发明步骤4）反萃取中，所述反萃取温度在20～35℃。反萃取时硫酸的含量很重要。稀硫酸含量过高反而难以萃取，含量过低萃取出来硫酸铜的含量也就不高。

本发明步骤5）冷冻结晶中，所述硫酸铜液体的酸含量为170～190克/升。如酸性过低会影响结晶的效果，如果酸性过高就会影响产品的质量。

采用冷冻结晶，既节省能源又环保，没有废气排放，结晶的产品颗粒均匀，产品质量也非常高。

冷冻法结晶颗粒均匀，便于脱水，因此，通过萃取和冷冻结晶工艺生产出的产品质量上也占了非常大的优势。

本发明的有益效果在于：采用萃取冷冻法直接生产出硫酸铜，工艺方法简单、环保，对环境不会造成二次污染，能耗非常小，后期废水好处理，回收率可达99.8%左右。由于在萃取过程中除掉了其它杂质，所得到的硫酸铜纯度非常高。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。

以下实施例中所用的DZ系列酮肟-醛肟复配型铜萃取剂购买于河南德众化学试剂厂。

实施例1

利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，包括以下步骤：

1）含铜微蚀液的预处理：在含铜微蚀液中加入重质碳酸钠或氢氧化钠，调节PH值为1.6；

2）正萃取：将预处理后的含铜微蚀液用萃取剂和航空煤油经多级逆流循环萃取，萃取剂和航空煤油按体积比1：4复配混合，萃取剂为DZ系列酮肟-醛肟复配型铜萃取剂，含铜微蚀液的流动方向与萃取剂和航空煤油的流动方向相反，萃取剂和航空煤油从第一级正萃取槽依次进入第二级正萃取槽、第三级正萃取槽和第四级正萃取槽内，含铜微蚀液通过逆流的方式从第四级正萃取槽依次进入第三级正萃取槽、第二级正萃取槽和第一级正萃取槽内；

3）水洗：正萃取后的溶液进入水洗槽，将一部分杂质洗出来；

4）反萃取：水洗后溶液用质量分数为24%的稀硫酸经多级逆流循环反萃取出硫酸铜，反萃取温度在30℃，水洗后溶液的流动方向与稀硫酸的流动方向相反，水洗后溶液从第一级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽、第三级反萃取槽内，稀硫酸通过逆流的方式从第三级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽和第一级反萃取槽，不断地反萃取，使其硫酸铜的液体含量不断的提高；

5）冷冻结晶：萃取出的硫酸铜液体在-5℃冷冻结晶，冷冻时要不断搅拌，硫酸铜液体的酸含量为180克/升；

6）离心脱水：冷冻结晶后的硫酸铜通过下卸到储槽内让其沉淀30min，再将上面的母液回收循环使用，然后将结晶体装入离心机脱水，包装，即可得到五水硫酸铜。

通过脱水后的五水硫酸铜含量达到98.8%，质量比热结晶硫酸铜高2%以上。

实施例2

利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，包括以下步骤：

1）含铜微蚀液的预处理：在含铜微蚀液中加入重质碳酸钠或氢氧化钠，调节PH值为1.8；

2）正萃取：将预处理后的含铜微蚀液用萃取剂和航空煤油经多级逆流循环萃取，萃取剂和航空煤油按体积比1：4复配混合，萃取剂为DZ系列酮肟-醛肟复配型铜萃取剂，含铜微蚀液的流动方向与萃取剂和航空煤油的流动方向相反，萃取剂和航空煤油从第一级正萃取槽依次进入第二级正萃取槽、第三级正萃取槽和第四级正萃取槽内，含铜微蚀液通过逆流的方式从第四级正萃取槽依次进入第三级正萃取槽、第二级正萃取槽和第一级正萃取槽内；

3）水洗：正萃取后的溶液进入水洗槽，将一部分杂质洗出来；

4）反萃取：水洗后溶液用质量分数为24%的稀硫酸经多级逆流循环反萃取出硫酸铜，反萃取温度在25℃，水洗后溶液的流动方向与稀硫酸的流动方向相反，水洗后溶液从第一级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽、第三级反萃取槽内，稀硫酸通过逆流的方式从第三级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽和第一级反萃取槽，不断地反萃取，使其硫酸铜的液体含量不断的提高；

5）冷冻结晶：萃取出的硫酸铜液体在-4℃冷冻结晶，冷冻时要不断搅拌，硫酸铜液体的酸含量为170克/升；

6）离心脱水：冷冻结晶后的硫酸铜通过下卸到储槽内让其沉淀20min，再将上面的母液回收循环使用，然后将结晶体装入离心机脱水，包装，即可得到五水硫酸铜。

通过脱水后的五水硫酸铜含量达到98.6%，质量比热结晶硫酸铜高2%以上。

实施例3

利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，包括以下步骤：

1）含铜微蚀液的预处理：在含铜微蚀液中加入重质碳酸钠或氢氧化钠，调节PH值为1.7；

2）正萃取：将预处理后的含铜微蚀液用萃取剂和航空煤油经多级逆流循环萃取，萃取剂和航空煤油按体积比1：4复配混合，萃取剂为DZ系列酮肟-醛肟复配型铜萃取剂，含铜微蚀液的流动方向与萃取剂和航空煤油的流动方向相反，萃取剂和航空煤油从第一级正萃取槽依次进入第二级正萃取槽、第三级正萃取槽和第四级正萃取槽内，含铜微蚀液通过逆流的方式从第四级正萃取槽依次进入第三级正萃取槽、第二级正萃取槽和第一级正萃取槽内；

3）水洗：正萃取后的溶液进入水洗槽，将一部分杂质洗出来；

4）反萃取：水洗后溶液用质量分数为24%的稀硫酸经多级逆流循环反萃取出硫酸铜，反萃取温度在35℃，水洗后溶液的流动方向与稀硫酸的流动方向相反，水洗后溶液从第一级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽、第三级反萃取槽内，稀硫酸通过逆流的方式从第三级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽和第一级反萃取槽，不断地反萃取，使其硫酸铜的液体含量不断的提高；

5）冷冻结晶：萃取出的硫酸铜液体在-4℃冷冻结晶，冷冻时要不断搅拌，硫酸铜液体的酸含量为190克/升；

6）离心脱水：冷冻结晶后的硫酸铜通过下卸到储槽内让其沉淀25min，再将上面的母液回收循环使用，然后将结晶体装入离心机脱水，包装，即可得到五水硫酸铜。

通过脱水后的五水硫酸铜含量达到98.2%，质量比热结晶硫酸铜高2%以上。

Claims (4)

1.一种利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）含铜微蚀液的预处理：在含铜微蚀液中加入重质碳酸钠或氢氧化钠，调节PH值为1.5～2；

2）正萃取：将预处理后的含铜微蚀液用萃取剂和航空煤油经多级逆流循环萃取，所述萃取剂为DZ系列酮肟-醛肟复配型铜萃取剂，含铜微蚀液的流动方向与萃取剂和航空煤油的流动方向相反，萃取剂和航空煤油从第一级正萃取槽依次进入第二级正萃取槽、第三级正萃取槽和第四级正萃取槽内，含铜微蚀液通过逆流的方式从第四级正萃取槽依次进入第三级正萃取槽、第二级正萃取槽和第一级正萃取槽内；

3）水洗：正萃取后的溶液进入水洗槽，将一部分杂质洗出来；

4）反萃取：水洗后溶液用质量分数为24%的稀硫酸经多级逆流循环反萃取出硫酸铜，水洗后溶液的流动方向与稀硫酸的流动方向相反，水洗后溶液从第一级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽、第三级反萃取槽内，稀硫酸通过逆流的方式从第三级反萃取槽依次进入第二级反萃取槽和第一级反萃取槽，不断地反萃取，使其硫酸铜的液体含量不断的提高；

5）冷冻结晶：萃取出的硫酸铜液体在-4℃～-6℃冷冻结晶；

6）离心脱水：冷冻结晶后的硫酸铜沉淀20～40min，再将上面的母液回收循环使用，然后将结晶体装入离心机脱水，包装，即可得到五水硫酸铜。

2.根据权利要求1所述的利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，其特征在于：步骤2）正萃取中，所述萃取剂和航空煤油按体积比1：4复配混合。

3.根据权利要求1所述的利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，其特征在于：步骤4）反萃取中，所述反萃取温度在20～35℃。

4.根据权利要求1所述的利用线路板蚀刻的含铜微蚀液生产硫酸铜的方法，其特征在于：步骤5）冷冻结晶中，所述硫酸铜液体的酸含量为170～190克/升。