CN105714334A - 一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法 - Google Patents

一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，包括以下步骤：步骤1：调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度，其中铜元素浓度为75-80g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为6-8；步骤2：将步骤1得到的溶液导入到电解槽中电解分离出固体铜粉，电解电流为40-42A温度35-40℃、时间11-13h，电解结束时，溶液中铜元素浓度为25-30 g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为6-8；步骤3：调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值，得到可回收再用的蚀刻液，其中，铜元素浓度为20-25g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为9.0-9.6。本发明的目的是提供一种生产成本低、生产条件温和、安全性高、环境友好的碱性蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法。

Description

一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法
技术领域
本发明涉及PCB生产领域，具体地说是一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法。
背景技术
PCB蚀刻生产在业内一般分为两种工艺，即碱性蚀刻和酸性蚀刻，蚀刻后产生的废液一般通过中和后将铜以沉淀物或者络合物的形式分离出来。
具体到碱性蚀刻工艺中，铜含量在100-150g/L之间，碱性蚀刻废液中氯离子含量110-160g/L，若处理不当，不仅对环境产生污染,同时也造成资源的严重浪费。
中国专利申请CN201310321366.4公开了一种从碱性废蚀刻液中回收铜的方法，步骤如下：(1)采用Lix?系列萃取剂∶N235萃取剂∶煤油或200#溶剂油的有机相与碱性废蚀刻液萃取铜；(2)将步骤(1)所得的负载有机相用稀硫酸溶液进行洗涤；(3)将步骤(2)洗涤后的负载有机相与硫酸铜溶液进行反萃取，反萃取后的有机相返回步骤(1)重复使用，水相为硫酸铜溶液；(4)采用金属阴极电沉积步骤(3)所得硫酸铜溶液，得到电沉积铜，电沉积铜后的硫酸铜溶液返回步骤(3)重复使用。本发明的从酸性废蚀刻液中回收铜的方法，能将铜从碱性废蚀刻液中选择性分离，工艺简单，分离效果好。该工艺需要耗费大量的有机溶剂作为萃取剂，生产成本高，安全性低，环境友好性低。
中国专利申请CN200910112525.3公开了一种碱性蚀刻废液回收铜及碱性蚀刻液的回收方法，在碱性蚀刻废液中，加入水合肼还原剂及催化剂，回收铜粉；回收铜粉后的碱性蚀刻废液可回收利用。最佳的条件为：碱性蚀刻废液置于反应器中，加入水合肼其质量百分比浓度为40％，其加入量为160～200mL/L；再加入金属钌、钯、镍、钴的各种盐类的溶液为催化剂，其加入量为0.001g/L～0.2g/L(以金属钯、钌、镍、钴质量计)；反应温度70～100℃之间，反应时间为30～35分钟，分离后得到铜粉。在回收碱性蚀刻废液中的铜后，碱性蚀刻废液可再生循环利用，达到充分利用碱性蚀刻废液中的各种资源，降低印制板的蚀刻成本，减少污染物的排放。该工艺中反应温度较高，反应时间较长，不适用于连续性的生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本低、生产条件温和、安全性高、环境友好的碱性蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法。
本发明的具体的技术方案为：一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度，其中铜元素浓度为75-80g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为6-8；
步骤2：将步骤1得到的溶液导入到电解槽中电解分离出固体铜粉，电解电流为40-42A温度35-40℃、时间11-13h，电解结束时，溶液中铜元素浓度为25-30g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为6-8；
步骤3：调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值，得到可回收再用的蚀刻液，其中，铜元素浓度为20-25g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为9.0-9.6。
在上述的蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法中，所述的步骤1中，调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度所用的化学试剂为氨水、氯化铵、添加剂，所述的添加剂为护铜剂、碳酸氢铵、硫脲，每100ml蚀刻废液中添加0.005克护铜剂、0.005克碳酸氢铵、0.005克硫脲。
在上述的蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法中，所述的步骤3中，调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值所用的化学试剂为氨水、氯化铵。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、可实现减少90%的蚀刻液排放；2、节约资源即蚀刻子液回收率达到90%；3、可实现减少70~90%的铜氨废水液排放，4、实现铜粉回收。
同时，相比与传统技术，本方案无需有机溶剂和昂贵的催化剂，即可实现铜粉的回收和蚀刻液的回收利用，显著的提高了经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，包括以下步骤：
步骤1：向蚀刻废液中加入氨水、氯化铵、添加剂，调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度，其中铜元素浓度为75g/L，氯离子浓度为170g/L，Ph值为7；氨水、氯化铵主要用于调节氯元素的浓度和降低铜元素的浓度，添加剂是促进和保证电解过程的顺利进行的重要成分，所述的添加剂为护铜剂、碳酸氢铵、硫脲，每100ml蚀刻废液中添加0.005克护铜剂、0.005克碳酸氢铵、0.005克硫脲。
需要说明的是，在调节前，蚀刻废液中铜元素浓度为120-150g/L，氯离子浓度为160-180g/L，Ph值为8.2-8.8。
具体来说，在蚀刻过程中，反应方程式为：CuCl2＋4NH3→Cu(NH3)4Cl2
Cu(NH3)4Cl2＋Cu→2Cu(NH3)2Cl
2Cu(NH3)2Cl＋2NH4Cl＋2NH3＋1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2＋H2O；
因此，蚀刻废液中的铜元素以Cu2+、[Cu(NH3)4]2+和[Cu(NH3)2]1+的形式存在。
步骤2：将步骤1得到的溶液导入到电解槽中电解分离出固体铜粉，电解电流为41A，溶液温度35-40℃、时间12h，电解结束时，溶液中铜元素浓度为27g/L，氯离子浓度为172g/L，Ph值为7；
步骤3：通过氨水、氯化铵调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值，得到可回收再用的蚀刻液，其中，铜元素浓度为20-25g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为9.0-9.6。
实施例2
一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，包括以下步骤：
步骤1：向蚀刻废液中加入氨水、氯化铵、添加剂，调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度，其中铜元素浓度为78g/L，氯离子浓度为165g/L，Ph值为7.2；所述的添加剂为护铜剂、碳酸氢铵、硫脲，每100ml蚀刻废液中添加0.005克护铜剂、0.005克碳酸氢铵、0.005克硫脲。
需要说明的是，在调节前，蚀刻废液中铜元素浓度为120-150g/L，氯离子浓度为160-180g/L，Ph值为8.2-8.8。
步骤2：将步骤1得到的溶液导入到电解槽中电解分离出固体铜粉，电解电流为42A，溶液温度35-40℃、时间11h，电解结束时，溶液中铜元素浓度为28g/L，氯离子浓度为168g/L，Ph值为7；
步骤3：通过氨水、氯化铵调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值，得到可回收再用的蚀刻液，其中，铜元素浓度为20-25g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为9.0-9.6。
实施例3
一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，包括以下步骤：
步骤1：向蚀刻废液中加入氨水、氯化铵、添加剂，调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度，其中铜元素浓度为80g/L，氯离子浓度为183g/L，Ph值为6.0；所述的添加剂为护铜剂、碳酸氢铵、硫脲，每100ml蚀刻废液中添加0.005克护铜剂、0.005克碳酸氢铵、0.005克硫脲。
需要说明的是，在调节前，蚀刻废液中铜元素浓度为120-150g/L，氯离子浓度为160-180g/L，Ph值为8.2-8.8。
步骤2：将步骤1得到的溶液导入到电解槽中电解分离出固体铜粉，电解电流为40A，溶液温度35-40℃、时间13h，电解结束时，溶液中铜元素浓度为26g/L，氯离子浓度为185g/L，Ph值为7；
回收的铜粉的质量为12-15g/100ml蚀刻废液。
步骤3：通过氨水、氯化铵调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值，得到可回收再用的蚀刻液，其中，铜元素浓度为20-25g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为9.0-9.6。
上述实施例1-3具有如下有益效果：1、可实现减少90%的蚀刻液排放；2、节约资源即蚀刻子液回收率达到90%；3、可实现减少70~90%的铜氨废水液排放，4、实现铜粉回收。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度，其中铜元素浓度为75-80g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为6-8；
步骤2：将步骤1得到的溶液导入到电解槽中电解分离出固体铜粉，电解电流为40-42A温度35-40℃、时间11-13h，电解结束时，溶液中铜元素浓度为25-30g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为6-8；
步骤3：调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值，得到可回收再用的蚀刻液，其中，铜元素浓度为20-25g/L，氯离子浓度为160-185g/L，Ph值为9.0-9.6。
2.根据权利要求1所述的蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，其特征在于，所述的步骤1中，调节蚀刻废液中的铜元素浓度、氯离子浓度、碱度所用的化学试剂为氨水、氯化铵、添加剂，所述的添加剂为护铜剂、碳酸氢铵、硫脲，每100ml蚀刻废液中添加0.005克护铜剂、0.005克碳酸氢铵、0.005克硫脲。
3.根据权利要求2所述的蚀刻废液铜回收及蚀刻液再生方法，其特征在于，所述的步骤3中，调节步骤2中电解后溶液中的各离子浓度和Ph值所用的化学试剂为氨水、氯化铵。
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