CN105460972B - 一种线路板退锡废液的资源回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线路板退锡废液的资源回收方法，具体包括如下步骤：S1：向线路板退锡废液中逐滴加入氢氧根的摩尔浓度为0.25～6.00mol/L的碱性溶液，调节体系的pH至0.5～1.0，固液分离，即得沉淀锡；S2：向步骤S1中的滤液中继续添加碱性溶液，调节体系pH至1.5～4.0，固液分离，即得沉淀铁；S3：向步骤S2的滤液中继续添加碱性溶液，调节体系pH至6.0～8.0，固液分离，即得沉淀铜；本发明提供的线路板退锡废液的资源回收方法实现了退锡废液中重金属的分步资源化回收，实现了重金属废液的零排放，并且本发明的方法更为绿色环保，具有较大的推广应用价值。

Description

一种线路板退锡废液的资源回收方法

技术领域

本发明涉及一种废退锡液中重金属的回收方法，具体涉及一种线路板退锡废液的资源回收方法。

背景技术

退锡废液是印制线路板生产过程中产生的一种酸性废水，其含有大量的硝酸，锡、铁、铜等金属离子，以及少量的多环、杂环有机物以及聚合物等，直接排放到环境中后对人类和环境的危害都非常大。现有线路板退锡废液处理的技术主要有中和法、蒸馏法、电解法、膜分离法、溶剂萃取法。其中中和法较为成熟，应用较为广泛，在一定程度上带来经济效益与环境效益，但现有技术中的中和法目前普遍存在以下两个问题：一是沉淀锡离子时pH较高，通常在1.0～2.0之间，这需要使用大量的碱液，并且该pH条件下沉淀的锡离子往往会包含一些其它金属离子，杂质含量高，锡离子的纯度较低；二是沉淀回收锡后的溶液通常被调节至一定pH值，然后将其它几种金属共同沉淀出来，这导致的后果是后续回收利用时仍需将几种金属分离开，分离效率较低；另外，现有的中和法处理后的废液中仍存在大量的硝酸根离子、多环、杂环有机物以及聚合物等，对人类和环境具有非常大的危害；因此，仍需寻求一种操作简单、分离效率高、成本低的线路板退锡废液的回收处理方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种线路板退锡废液的资源回收方法，本方法通过选用特定摩尔浓度的碱性溶液来调节体系的pH值，沉淀金属离子的pH值低，节约了碱性溶液的用量；本发明通过改变体系的pH实现了退锡废液中锡、铁、铜的有效分离，氢氧化锡产品中的锡含量高于50%，经处理后的退锡废液最终可实现污染物的零排放。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种线路板退锡废液的资源回收方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1：向线路板退锡废液中逐滴加入氢氧根的摩尔浓度为0.25～6.00mol/L的碱性溶液，调节体系的pH至0.5～1.0，固液分离，即得沉淀锡；

S2：向步骤S1中的滤液中继续添加碱性溶液，调节体系pH至1.5～4.0，固液分离，即得沉淀铁；

S3：向步骤S2的滤液中继续添加碱性溶液，调节体系pH至6.0～8.0，固液分离，即得沉淀铜。

中和法是回收线路板退锡废液中锡的常用方法，但是现有技术中的中和法往往存在着沉淀pH较高，碱性溶液用量大的缺陷，并且沉淀得到的锡中往往会存在着铁、铜等其它重金属离子，造成锡纯度低、锡含量不高的问题，严重影响锡的回收利用；本发明通过向退锡废液中滴加不同氢氧根摩尔浓度的碱性溶液实现对退锡废液中各重金属离子的逐步沉淀分离。在进行锡的沉淀时，发明人发现当使用摩尔浓度为0.25～6.00mol/L的碱性溶液时沉淀效果最好，这是因为当碱性溶液的摩尔浓度大于6.00mol/L时，反应体系局部浓度过大导致退锡废液中的铁、铜等重金属离子易发生共沉淀，影响沉淀中锡的纯度，而当碱性溶液的摩尔浓度小于0.25mol/L时，会大大增加碱性溶液的添加量，致使产生大量的废水；而在探索用于沉淀锡的最佳pH时，发明人发现当保持溶液体系的pH在0.5～1.0时，锡离子的沉淀效果最好，这是因为当溶液的体系pH保持在0.5～1.0时，废液中的部分大分子有机物添加剂如铜缓蚀剂、锡悬浮剂等会随着pH的变化而沉淀出来，由于这些大分子有机物有吸附作用，从而有利于锡离子的沉淀；但是当体系的pH大于1.0时会造成大分子有机物的大量析出，同时废液中的铁离子也会与锡发生共沉淀，致使氢氧化锡的纯度较低，锡含量不达标，影响锡的回收利用；当pH小于0.5时，废液中的锡离子沉淀不完全，不能达到最大程度回收废液中重金属锡的目的；同样，碱性溶液的氢氧根的摩尔浓度以及体系的pH也会影响到后序铁离子和铜离子的回收。

优选地，步骤S1中的所述碱性溶液的氢氧根的摩尔浓度为1.31～2.78mol/L。在此浓度范围内，不会造成由于局部浓度过大而导致的铁、铜共沉淀现象，从而促使氢氧化锡产品中锡含量达标。

优选地，步骤S1中的pH为0.5～0.8。在此pH范围内，退锡废液中锡能最大程度沉淀，铁和铜以及有机物则最小程度沉淀，以保证氢氧化锡产品中锡的高纯度以及锡含量达标。

优选地，步骤S2中的所述碱性溶液的氢氧根的摩尔浓度为2.78～6.00mol/L。在此浓度范围内，不会造成由于局部浓度过大而导致铜发生共沉淀，降低铜损失，进一步有利于后续铜回收时提高铜的回收率。

优选地，步骤S2中的pH为2.0～3.0，在此pH范围内仅有极少量铜共沉淀，可减少铜的损失，提高铜的回收率。

优选地，步骤S3中的所述碱性溶液的氢氧根的摩尔浓度为6.00～10.0mol/L，在此浓度范围内，可保证铜沉淀完全，且减少后续废水处理量。

优选地，步骤S3中的pH为6.0～7.0，在此pH范围内可保证铜完全沉淀，不造成碱液的浪费，且减少后续废水的处理量。

本发明中使用的碱性溶液可以为中和法中常用的碱性溶液，优选地，步骤S1、S2、S3中的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。

在本发明中，向步骤S3固液分离后的固相中加入硫酸进行反应，即得硫酸铜。

对步骤S3固液分离后的滤液进行减压蒸馏，即得硝酸钠。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的线路板退锡废液的资源回收方法通过选用特定氢氧根的摩尔浓度的碱性溶液来调节体系的pH值，使沉淀锡的pH值较低，节约了碱性溶液的用量；本发明通过改变体系的pH实现了退锡废液中锡、铁、铜的有效分离，使氢氧化锡产品中的锡含量高于50%；经最后过滤沉淀后得到的滤渣还可以用于制备饲料级硫酸铜，滤液可用于制备工业级硝酸钠，本发明提供的线路板退锡废液的回收方法对退锡废液进行处理后最终可实现污染物的零排放，更为绿色环保，具有较大的推广应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法：所使用原料、助剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场购买等商业途径得到的原料和助剂；以下各实施例中的退锡废液成分详见表1。

表1：实施例1～3及对照例1～2的退锡废液成分表

实施例1

（1）取成分如表1所示的退锡废液1L，向其中加入3000mL氢氧根的摩尔浓度为0.25mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至0.5，搅拌30min后，进行固液分离，得到成分如表2所示的滤饼A1和成分如表3所示的滤液B1；

（2）取滤液B1，向其中加入100mL摩尔浓度为2.78 mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值至1.5，进行固液分离，得到成分如表4所示的滤饼A2和成分如表5所示的滤液B2；

（3）取滤液B2，向其中加入20mL摩尔浓度为6.00 mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值至6.0，进行固液分离，得到成分如表6所示的滤饼A3和成分如表7所示的滤液B3；

（4）向滤饼A3中加入硫酸，冷却结晶后得到成分如表8所示的硫酸铜产品；

（5）对滤液B3进行浓缩结晶得到成分如表9所示的工业级硝酸钠产品。

实施例2

（1）取成分如表1所示的退锡废液1L，向其中加入320mL氢氧根的摩尔浓度为3.20mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至0.8，搅拌30min后，进行固液分离，得到成分如表2所示的滤饼A1和成分如表3所示的滤液B1；

（2）取滤液B1，向其中加入70mL氢氧根的摩尔浓度为4.35mol/L的碳酸氢钠溶液，调节pH值至2.5，进行固液分离，得到成分如表4所示的滤饼A2和成分如表5所示的滤液B2；

（3）取滤液B2，向其中加入17mL氢氧根的摩尔浓度为7.94mol/L的碳酸钠溶液，调节pH值至7.0，进行固液分离，得到成分如表6所示的滤饼A3和成分如表7所示的滤液B3；

（4）向滤饼A3中加入硫酸，冷却结晶后得到成分如表8所示的硫酸铜产品；

（5）对滤液B3进行浓缩结晶得到成分如表9所示的工业级硝酸钠产品。

实施例3

（1）取成分如表1所示的退锡废液1L，向其中加入165mL氢氧根的摩尔浓度为6.00mol/L氢氧化钠溶液，调节pH至1.0，搅拌30min后，进行固液分离，得到成分如表2所示的滤饼A1和成分如表3所示的滤液B1；

（2）取滤液B1，向其中加入55mL氢氧根的摩尔浓度为6.00mol/L的碳酸氢钠溶液，调节pH值至4.0，进行固液分离，得到成分如表4所示的滤饼A2和成分如表5所示的滤液B2；

（3）取滤液B2，向其中加入15mL氢氧根的摩尔浓度为10.0mol/L的碳酸钠溶液，调节pH值至8.0，进行固液分离，得到成分如表6所示的滤饼A3和成分如表7所示的滤液B3；

（4）向滤饼A3中加入硫酸，冷却结晶后得到成分如表8所示的硫酸铜产品；

（5）对滤液B3进行浓缩结晶得到成分如表9所示的工业级硝酸钠产品。

对照例1

（1）取成分如表1所示的退锡废液1L，向其中加入120mL氢氧根的摩尔浓度为7.94mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至0.5，搅拌30min后，进行固液分离，得到成分如表2所示的滤饼A1和成分如表3所示的滤液B1；

（2）取滤液B1，向其中加入100mL氢氧根的摩尔浓度为2.78mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值至1.5，进行固液分离，得到成分如表4所示的滤饼A2和成分如表5所示的滤液B2；

（3）取滤液B2，向其中加入20mL氢氧根的摩尔浓度为6.00mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值至6.0，进行固液分离，得到成分如表6所示的滤饼A3和成分如表7所示的滤液B3；

（4）向滤饼A3中加入硫酸，冷却结晶后得到成分如表8所示的硫酸铜产品；

（5）对滤液B3进行浓缩结晶得到成分如表9所示的工业级硝酸钠产品。

对照例2

（1）取成分如表1所示的退锡废液1L，向其中加入3500mL氢氧根的摩尔浓度为0.25mol/L氢氧化钠溶液，调节pH至1.2，搅拌30min后，进行固液分离，得到成分如表2所示的滤饼A1和成分如表3所示的滤液B1；

（2）取滤液B1，向其中加入90mL氢氧根的摩尔浓度为2.78mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值至1.5，进行固液分离，得到成分如表4所示的滤饼A2和成分如表5所示的滤液B2；

（3）取滤液B2，向其中加入20mL氢氧根的摩尔浓度为6.00mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH值至6.0，进行固液分离，得到成分如表6所示的滤饼A3和成分如表7所示的滤液B3；

（4）向滤饼A3中加入硫酸，冷却结晶后得到成分如表8所示的硫酸铜产品；

（5）对滤液B3进行浓缩结晶得到成分如表9所示的工业级硝酸钠产品。

实施例1～3及对照例1～2沉淀处理后的滤液和滤饼成分分析见下表2～9。

表2：实施例1～3及对照例1～2的滤饼A1成分表

由上表2可知，本发明各实施例处理后的滤饼中的锡含量较高，均大于55%，并且滤饼中的铁、铜含量较低，这表明铁、铜发生共沉淀较小；相比之下，对照例1中滤饼的锡含量虽然也较高，高于55%，但是其滤饼中的铁、铜含量较高，即由于碱性溶液摩尔浓度过高引起铁、铜发生了较大程度的共沉淀；对照例2中的铁、铜含量也较高，表明沉淀pH过高也会引起其它金属离子发生共沉淀，并且对照例2中由于pH过高导致退锡废液中的有机物大量析出，氢氧化锡的纯度低于50%，锡含量不达标，降低了沉淀锡的回收利用价值。

表3：实施例1～3及对照例1～2的滤液B1成分表

由上表3可知，经本发明步骤S1回收退锡废液中锡的方法处理后的废水中的锡含量较低，同时铁离子和铜离子的浓度较高，这表明本发明的方法能较大程度的回收退锡废液中的锡，同时最大程度的保留了铁离子和铜离子；而对照例1和对照例2的滤液中的铁离子和铜离子含量较低，这是因为，对照例1和对照例2在回收锡时，铁离子和铜离子发生了共沉淀。

表4：实施例1～3的滤饼A2成分表

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表5：实施例1～3的滤液B2成分表

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表6：实施例1～3的滤饼A3成分表

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表7：实施例1～3的滤液B3成分表

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表8：实施例1～3的硫酸铜成分表

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表9：实施例1～3硝酸钠成分表

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由表4～9的实验数据可以看出，本发明通过改变体系的pH还实现了退锡废液中铁、铜的有效分离，经最后过滤沉淀后得到的滤渣还可以用于制备饲料级硫酸铜，滤液可用于制备工业级硝酸钠；本发明提供的线路板退锡废液的回收方法对退锡废液进行处理后最终可实现污染物的零排放，更为绿色环保，具有较大的推广应用价值。

Claims (6)

1.一种线路板退锡废液的资源回收方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

S1：向线路板退锡废液中逐滴加入氢氧根的摩尔浓度为1.31～2.78mol/L的碱性溶液，调节体系的pH至0.5～0.8，固液分离，即得沉淀锡；

S2：向步骤S1中的滤液中继续添加碱性溶液，调节体系pH至1.5～4.0，固液分离，即得沉淀铁；

S3：向步骤S2的滤液中继续添加碱性溶液，调节体系pH至6.0～8.0，固液分离，即得沉淀铜；

其中，步骤S2中的所述碱性溶液氢氧根的摩尔浓度为2.78～6.00mol/L；步骤S3中的所述碱性溶液氢氧根的摩尔浓度为6.00～10.0mol/L。

2.根据权利要求1所述线路板退锡废液的资源回收方法，其特征在于，步骤S2中的pH为2.0～3.0。

3.根据权利要求1所述线路板退锡废液的资源回收方法，其特征在于，步骤S3中的pH为6.0～7.0。

4.根据权利要求1所述线路板退锡废液的资源回收方法，其特征在于，步骤S1、S2、S3中的碱性溶液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。

5.根据权利要求1所述线路板退锡废液的资源回收方法，其特征在于，向步骤S3固液分离后的固相中加入硫酸进行反应，即得硫酸铜。

6.根据权利要求1所述线路板退锡废液的资源回收方法，其特征在于，对步骤S3固液分离后的滤液进行减压蒸馏，即得硝酸钠。