CN105506636A - 一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法 - Google Patents

一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法，该系统包括萃取缸、水洗缸、循环缸、反萃缸及电解系统；水洗缸包括一道水洗单元及二道水洗单元；萃取缸通过第一水相管连通于循环缸，通过第一油相管连通于一道水洗单元；一道水洗单元通过第二油相管连通于反萃缸；循环缸通过废液管连通于萃取缸；反萃缸通过第三油相管连通于二道水洗单元，通过第二水相管连通于电解系统；二道水洗单元通过第四油相管连通于萃取缸；电解系统通过余液管连通于反萃缸。该发明的有益效果为：通过双重水洗工艺，提升提铜率；每一器件中均设置搅拌分离室，提高分离效率；蚀刻液及余液循环利用，极大的降低了物料成本。

Description

一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法
技术领域
本发明涉及含铜废液处理领域，尤其涉及一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法。
背景技术
PCB生产中处理含铜废液使用到的蚀刻液回用办法一般是经过混合澄清槽萃取分离后将萃余液经过适当参数调配回到生产线，但是，该方法会产生大量的废水排放，难以体现工艺的优势，在当前环保政策下，这些废水的排放都严重制约PCB企业的发展。
现有的PCB蚀刻液萃取分离铜的工艺是通过将萃取剂和废液的轻重两相同时按照一定比例通入搅拌设备使得轻相能够萃取到重相中的铜，通过混合后溢流至澄清槽内，通过重力作用使得不溶的轻重量分开后分别收集，如此循环进而将蚀刻液中的铜离子萃取干净。原工艺由于在重力作用下将轻重两相分开的时间长，所以澄清槽比较长，占地面积较大，同时造成滞留大量的吸铜剂，导致投入和运营的物料成本过高，同时由于澄清分层时间过长导致设备的处理量有限，处理较多的蚀刻废液时需要投入更多的设备和场地物料。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对背景技术中废水排放大、耗费时间长、物料消耗大及成本高的问题，提供一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种萃取含铜废液的循环再生系统，包括萃取缸、水洗缸、循环缸、反萃缸及电解系统；所述水洗缸包括一道水洗单元及二道水洗单元；
所述萃取缸通过第一水相管连通于所述循环缸，通过第一油相管连通于所述一道水洗单元；
所述一道水洗单元通过第二油相管连通于所述反萃缸；
所述循环缸通过废液管连通于所述萃取缸；
所述反萃缸通过第三油相管连通于所述二道水洗单元，通过第二水相管连通于所述电解系统；
所述二道水洗单元通过第四油相管连通于所述萃取缸；
所述电解系统通过余液管连通于所述反萃缸。
在本发明所述的循环再生系统中，所述循环再生系统还包括水循环系统；所述水循环系统分别通过循环泵连通于所述萃取缸、水洗缸及循环缸。
在本发明所述的循环再生系统中，所述萃取缸包括多个相互串联的萃取子缸。
在本发明所述的循环再生系统中，所述反萃缸包括多个相互串联的反萃子缸。
在本发明所述的循环再生系统中，所述二道水洗单元包括用于对水相进行过滤处理的过滤装置及用于对水相进行PH调节的PH调节装置。
另一方面，提供一种萃取含铜废液的循环再生方法，提供如上所述的循环再生系统，该方法包括：
萃取缸对萃取剂及含铜废液进行搅拌混合及离心分离，将分离出的水相流入循环缸，将分离出的油相流入一道水洗单元；
所述一道水洗单元对流入其中的油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相流入二道水洗单元，将分离出的油相流入反萃缸；
所述循环缸对流入其中的水相进行组分调节，萃取出其中含铜蚀刻液并将其进行蚀刻以形成含铜废液，将所述含铜废液流入所述萃取缸；
所述反萃缸对流入其中的油相进行反萃搅拌及离心分离，将分离出的油相流入所述二道水洗单元，将分离出的水相流入所述电解系统；
所述二道水洗单元对流入其中的水相及油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相进行过滤并流入所述一道水洗单元，将分离出的油相流入所述萃取缸；
所述电解系统对流入其中的水相进行电解处理以形成阴极铜，并将电解后的余液流入所述反萃缸。
在本发明所述的循环再生方法中，还包括：
通过水循环系统为所述萃取缸、水洗缸及循环缸供水。
在本发明所述的循环再生方法中，所述萃取缸对萃取剂及含铜废液进行搅拌混合及离心分离的步骤还包括，所述萃取缸对所述萃取剂及含铜废液进行多级萃取。
在本发明所述的循环再生方法中，所述反萃缸对流入其中的油相进行反萃搅拌及离心分离的步骤还包括，所述反萃缸对流入其中的油相进行多级反萃取。
在本发明所述的循环再生方法中，所述二道水洗单元对流入其中的水相及油相进行水洗搅拌及离心分离的步骤还包括，所述二道水洗单元对水相进行过滤处理并对水相进行PH调节。
上述公开的一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法具有以下有益效果：通过双重水洗工艺，提升提铜率；每一器件中均设置搅拌分离室，提高分离效率；蚀刻液及余液循环利用，极大的降低了物料成本。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种萃取含铜废液的循环再生系统的结构示意图；
图2为本发明第二实施例提供的一种萃取含铜废液的循环再生系统的结构示意图；
图3为本发明提供的一种萃取含铜废液的循环再生方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种萃取含铜废液的循环再生系统及方法，该系统采用溶剂萃取-电积还原法对蚀刻废液进行循环再生处理。首先，利用萃取剂对蚀刻液中的铜离子进行萃取，实现铜的无损分离，萃取后的蚀刻液经过膜处理、组分调节，恢复其蚀刻性能后，全部返回蚀刻生产线使用，最后利用电解法对反萃取后的电解液进行电积，得到高附加值的副产品-阴极铜。
参见图1，图1为本发明第一实施例提供的一种萃取含铜废液的循环再生系统100的结构示意图，该循环再生系统100包括萃取缸1、水洗缸2、循环缸3、反萃缸4及电解系统5；所述水洗缸2包括一道水系单元21及二道水系单元22；
所述萃取缸1通过第一水相管1011连通于所述循环缸3，通过第一油相管1021连通于所述一道水系单元21；其中，将萃取剂及含铜废液加入萃取缸1中，萃取缸1对萃取剂及含铜废液进行搅拌混合及离心分离，将分离出的水相流入循环缸3，将分离出的油相流入一道水系单元21；该处油相一般为负载铜油相。利用铜在萃取剂与蚀刻废液中的分配比不同，通过萃取剂与蚀刻废液混合，使蚀刻废液中的铜转入萃取剂，从而达到分离铜的目的。具体工作过程包括：油水混合、澄清分层、油水分离三个步骤。
所述一道水系单元21通过第二油相管1022连通于所述反萃缸4；其中，所述一道水系单元21对流入其中的油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相流入二道水系单元22，将分离出的油相流入反萃缸4。
所述循环缸3通过废液管1031连通于所述萃取缸1；其中，所述循环缸3对流入其中的水相进行组分调节，萃取出其中含铜蚀刻液并将其进行蚀刻以形成含铜废液，将所述含铜废液流入所述萃取缸1。
所述反萃缸4通过第三油相管1023连通于所述二道水系单元22，通过第二水相管1012连通于所述电解系统5；其中，所述反萃缸4对流入其中的油相进行反萃搅拌及离心分离，将分离出的油相流入所述二道水系单元22，将分离出的水相流入所述电解系统5。反萃取主要通过含H2SO4的硫酸铜电积后液与经洗涤过的负载萃取剂充分接触，使铜从萃取剂(油相)转入水相中。同萃取过程，反萃取具体工作过程包括：油水混合、澄清分层、油水分离三个步骤。
所述二道水系单元22通过第四油相管1024连通于所述萃取缸1；所述二道水系单元22对流入其中的水相及油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相进行过滤并流入所述一道水系单元21，将分离出的油相流入所述萃取缸1。其中，所述二道水系单元22包括用于对水相进行过滤处理的过滤装置及用于对水相进行PH调节的PH调节装置。过滤装置优选为RO膜(ReverseOsmosismembrane，反渗透。一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度)处理，PH(Hydrogenionconcentration，溶液酸性或碱性程度的数值)调节装置优选采用PH剂调节，如：石灰、碳酸钠、硫酸、二氧化硫、苛性钠等。
所述电解系统5通过余液管1041连通于所述反萃缸4；所述电解系统5对流入其中的水相进行电解处理以形成阴极铜，并将电解后的余液流入所述反萃缸4。从阴极铜中提取出铜板以供商业使用，电解处理采用电积的方法，电积产生的氧气可排空。
以上萃取缸1、水洗缸2、循环缸3、反萃缸4均包括缸体组件及搅拌系统，从而实现搅拌分离的效果。
参见图2，图2为本发明第二实施例提供的一种萃取含铜废液的循环再生系统100的结构示意图，该实施例不同于上一实施例之处在于：所述循环再生系统100还包括水循环系统6；所述水循环系统6分别通过循环泵1051连通于所述萃取缸1、水洗缸2及循环缸3。该水循环系统包括用后液桶、用后水桶、调节缸、再生水桶、再生液桶、蚀刻液桶、氨洗水桶等。水循环系统6通过以上不同功能的容纳液体的容器及功能器件，可以回收存储系统废水并排出新水以供系统使用。
此外，所述萃取缸1包括多个相互串联的萃取子缸。萃取子缸包括单级萃取缸1、多功能萃取缸1等。
所述反萃缸4包括多个相互串联的反萃子缸。反萃子缸包括二级混合双程澄清反萃取缸1等。
参见图3，图3为本发明提供的一种萃取含铜废液的循环再生方法的流程图，提供一种萃取含铜废液的循环再生方法，提供如上所述的循环再生系统，该方法包括以下步骤：
S1、萃取缸1对萃取剂及含铜废液进行搅拌混合及离心分离，将分离出的水相流入循环缸3并转至步骤S3，将分离出的油相流入一道水系单元21并转至步骤S2。
S2、所述一道水系单元21对流入其中的油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相流入二道水系单元22并转至步骤S5，将分离出的油相流入反萃缸4并转至步骤S4。优选的，所述萃取缸1对所述萃取剂及含铜废液进行多级萃取。
S3、所述循环缸3对流入其中的水相进行组分调节，萃取出其中含铜蚀刻液并将其进行蚀刻以形成含铜废液，将所述含铜废液流入所述萃取缸1，转至步骤S1。
S4、所述反萃缸4对流入其中的油相进行反萃搅拌及离心分离，将分离出的油相流入所述二道水系单元22并转至步骤S5，将分离出的水相流入所述电解系统5并转至步骤S6。优选的，所述反萃缸4对流入其中的油相进行多级反萃取。
S5、所述二道水系单元22对流入其中的水相及油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相进行过滤并流入所述一道水系单元21并转至步骤S2，将分离出的油相流入所述萃取缸1并转至步骤S1。优选的，所述二道水系单元22对水相进行过滤处理并对水相进行PH调节。
S6、所述电解系统5对流入其中的水相进行电解处理以形成阴极铜，并将电解后的余液流入所述反萃缸4，转至步骤S4。
以上可以看出，每个步骤中所分离或产生的液体均可循环再利用。故本发明可循环利用其中物料，极大的降低了物料成本。
优选的，该方法还包括以下步骤：
S0、通过水循环系统为所述萃取缸1、水洗缸2及循环缸3供水。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种萃取含铜废液的循环再生系统，其特征在于，包括萃取缸、水洗缸、循环缸、反萃缸及电解系统；所述水洗缸包括一道水洗单元及二道水洗单元；
所述萃取缸通过第一水相管连通于所述循环缸，通过第一油相管连通于所述一道水洗单元；
所述一道水洗单元通过第二油相管连通于所述反萃缸；
所述循环缸通过废液管连通于所述萃取缸；
所述反萃缸通过第三油相管连通于所述二道水洗单元，通过第二水相管连通于所述电解系统；
所述二道水洗单元通过第四油相管连通于所述萃取缸；
所述电解系统通过余液管连通于所述反萃缸。
2.根据权利要求1所述的循环再生系统，其特征在于，所述循环再生系统还包括水循环系统；所述水循环系统分别通过循环泵连通于所述萃取缸、水洗缸及循环缸。
3.根据权利要求1所述的循环再生系统，其特征在于，所述萃取缸包括多个相互串联的萃取子缸。
4.根据权利要求1所述的循环再生系统，其特征在于，所述反萃缸包括多个相互串联的反萃子缸。
5.根据权利要求1所述的循环再生系统，其特征在于，所述二道水洗单元包括用于对水相进行过滤处理的过滤装置及用于对水相进行PH调节的PH调节装置。
6.一种萃取含铜废液的循环再生方法，提供如权利要求1所述的循环再生系统，其特征在于，包括：
萃取缸对萃取剂及含铜废液进行搅拌混合及离心分离，将分离出的水相流入循环缸，将分离出的油相流入一道水洗单元；
所述一道水洗单元对流入其中的油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相流入二道水洗单元，将分离出的油相流入反萃缸；
所述循环缸对流入其中的水相进行组分调节，萃取出其中含铜蚀刻液并将其进行蚀刻以形成含铜废液，将所述含铜废液流入所述萃取缸；
所述反萃缸对流入其中的油相进行反萃搅拌及离心分离，将分离出的油相流入所述二道水洗单元，将分离出的水相流入所述电解系统；
所述二道水洗单元对流入其中的水相及油相进行水洗搅拌及离心分离，将分离出的水相进行过滤并流入所述一道水洗单元，将分离出的油相流入所述萃取缸；
所述电解系统对流入其中的水相进行电解处理以形成阴极铜，并将电解后的余液流入所述反萃缸。
7.根据权利要求6所述的循环再生方法，其特征在于，还包括：
通过水循环系统为所述萃取缸、水洗缸及循环缸供水。
8.根据权利要求6所述的循环再生方法，其特征在于，所述萃取缸对萃取剂及含铜废液进行搅拌混合及离心分离的步骤还包括，所述萃取缸对所述萃取剂及含铜废液进行多级萃取。
9.根据权利要求6所述的循环再生方法，其特征在于，所述反萃缸对流入其中的油相进行反萃搅拌及离心分离的步骤还包括，所述反萃缸对流入其中的油相进行多级反萃取。
10.根据权利要求6所述的循环再生方法，其特征在于，所述二道水洗单元对流入其中的水相及油相进行水洗搅拌及离心分离的步骤还包括，所述二道水洗单元对水相进行过滤处理并对水相进行PH调节。
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