CN106186420A - 一种废退锡水处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于蚀刻组合物的再生领域，提供了一种废退锡水处理系统，包括用于收集废退锡水的废退锡水收集装置、用于对收集的废退锡水进行化学处理的混合装置及用于将所述废退锡水经化学处理后产生的固体和液体进行分离的分离装置，所述废退锡水处理系统还包括用于调配分离剂、并将所述分离剂添加到所述混合装置中以产生铜锡沉淀物和再生液的分离剂调配装置、用于收集所述铜、锡沉淀物的铜锡收集装置及用于对所述再生液进行组分调整，以制备退锡水的退锡水再生装置。本发明还提供了一种废退锡水处理方法。本发明提供的废退锡水处理系统，不但具有结构简单、成本低、容易操作等优点，并且可以做到零排放，对资源做到了循环使用。
Description
技术领域
本发明属于蚀刻组合物的再生领域，尤其涉及一种废退锡水处理系统及处理方法。
背景技术
近几年，PCB及相关产业发展迅速，在电子信息产业及电镀等行业中因生产工艺的需要会产生废退锡液，其具有以下几个特点：一、锡、硝酸含量高、危害大、数量多且体系复杂；退锡是PCB企业中产生废液量最大的工序之一，废液中重金属含量多且高，污染指数高，且其他的有机化合物种类也多(杂环化合物、多环化芳香化合物、聚合物等)。二、处理过程复杂且污染解决难度大；退锡废液中金属含量多且高、酸度高体系复杂，导致处理相当困难且复杂。
目前对废退锡水的主要处理方法是中和沉淀法和去除金属离子循环使用法。中和沉淀法采用氨水、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠等碱性物质中和硝酸，将金属以氢氧化物沉淀的形式分离处理。此法虽能达到处理硝酸、回收资源的目的，但同时又引入硝酸铵、硝酸钠等成分，后续处理困难，易造成严重的硝酸盐污染，并且碱耗量大，成本高，废水达标排放难度大。去除金属离子循环使用法是将退锡废液煮沸后过滤，滤液中加入硫酸铵，沉淀完毕后再加入絮凝剂，清液经测定锡、铜含量可降至1.3g/L和0.5g/L，补加其它组分后经实验与新开缸退锡液应用性能相同。此法也存在能耗大及高温蒸煮会导致硝酸大量分解的危险等缺点。
总结来说，现有的废退锡水处理方法，不仅耗能、成本高，且有严重的二次污染，对人类、其他生物和环境具有非常大的危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种废退锡水处理系统及处理方法，旨在降低废退锡水的处理能耗和成本，同时消除二次污染，减少对人类、其他生物及环境的危害，并实现资源的回收利用。
本发明是这样实现的，一种废退锡水处理系统，包括用于收集废退锡水的废退锡水收集装置、用于对收集的废退锡水进行化学处理的混合装置及用于将所述废退锡水经化学处理后产生的固体和液体进行分离的分离装置，所述废退锡水收集装置、所述混合装置及所述分离装置顺次连接，所述废退锡水处理系统还包括用于调配分离剂、并将所述分离剂添加到所述混合装置中以产生铜锡沉淀物和再生液的分离剂调配装置、用于收集所述铜、锡沉淀物的铜锡收集装置及用于对所述再生液进行组分调整，以制备退锡水的退锡水再生装置，所述分离剂调配装置与所述混合装置连接，所述铜锡收集装置、退锡水再生装置分别与所述分离装置连接。
进一步地，所述废退锡水处理系统还包括用于对所述再生液进行蒸发浓缩，以获得浓缩液的蒸发装置，所述蒸发装置连接于所述分离装置与所述退锡水再生装置之间。
进一步地，所述退锡水再生装置还与所述分离剂调配装置连接。
本发明还提供了一种废退锡水处理方法，包括：
添加步骤：向收集的废退锡水中添加分离剂，以产生固体产物和反应液；
分离步骤：将所述固体产物与所述反应液分离；
所述分离剂为草酸，所述固体产物为铜、锡沉淀物。
进一步地，在所述添加步骤之前还包括分离剂调配步骤：将所述分离剂调配成固定浓度，所述固定浓度为10-20％。
进一步地，所述分离剂在所述废退锡水中的添加量不低于120g/L。
进一步地，在所述分离步骤之后还包括再生步骤：将所述反应液进行组分调整，以使其组分含量与标准退锡水的组分含量相同。
进一步地，在所述反应液进行组分调整之前先进行蒸发浓缩处理。
进一步地，所述蒸发浓缩处理产生冷凝水，将所述冷凝水用于所述分离剂的调配。
进一步地，所述铜、锡沉淀物的粒径为0.2-1μm。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的废退锡水处理系统，在现有技术基础上还包括分离剂调配装置、铜锡收集装置及退锡水再生装置，只需简单地利用分离剂调配装置向混合装置中添加调配剂即可获得可继续使用的铜、锡沉淀物，处理过程更加简便易行，而且系统结构简单；同时利用退锡水再生装置对收集铜锡沉淀物后的再生液继续进行组分调整，制备出新的退锡水，用于生产使用。这在解决了废水处理问题的同时，实现了资源的回收利用。
本发明提供的废退锡水处理系统，不但具有结构简单、成本低、容易操作等优点，并且可以做到零排放，消除了二次污染，减少对人类、其他生物及环境的危害，并实现了资源的循环利用。
本发明提供的废退锡水处理方法，以草酸作为分离剂添加到所述废退锡水中进行化学处理，不仅可以产生铜、锡沉淀物以将所述废退锡水中的铜、锡离子进行回收，且反应条件温和，相对于现有处理方法，处理能耗和成本均显著降低，且实现了对铜、锡资源的回收利用。
进一步地，本发明提供的废退锡水处理方法还将废退锡水经化学处理后的产生的反应液进行组分调整，获得了新的退锡水。这不仅做到了对反应液这一废水进行处理，且实现了废物利用。本发明实现了退锡水这一资源的循环利用，取得了100％回收循环利用的经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例提供的废退锡水处理系统的结构示意图。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，为本发明提供的一种废退锡水处理系统100，包括用于收集废退锡水的废退锡水收集装置1、用于对收集的废退锡水进行化学处理的混合装置2及用于将废退锡水经化学处理后产生的固体和液体进行分离的分离装置4，废退锡水收集装置1、混合装置2及分离装置4顺次连接，废退锡水处理系统100还包括用于调配分离剂、并将所述分离剂添加到混合装置2中以产生铜锡沉淀物和再生液的分离剂调配装置3、用于收集所述铜、锡沉淀物的铜锡收集装置5及用于对所述再生液进行组分调整，以制备退锡水的退锡水再生装置7，分离剂调配装置3与混合装置2连接，铜锡收集装置5、退锡水再生装置7分别与分离装置4连接。
本实施例提供的废退锡水处理系统100，包括分离剂调配装置3、铜锡收集装置5及退锡水再生装置7，分离剂调配装置3用于调配分离剂，并将所述分离剂添加到混合装置2中，以产生铜锡沉淀物和再生液，利用铜锡收集装置5对产生的铜锡沉淀物进行收集。同时利用退锡水再生装置7对再生液进行组分调整，制备成新的退锡水。本实施例提供的废退锡水处理系统100，只需简单地利用分离剂调配装置3向混合装置2中添加调配剂即可获得可继续使用的铜、锡沉淀物，处理过程更加简便易行，而且系统结构简单；同时对收集铜锡沉淀物后的再生液继续进行组分调整，即可制备出新的退锡水，用于生产使用。变废为宝，并确保了退锡水再生后的退锡效果，使得失效的退锡水能够重新循环利用。这在解决了废水处理问题的同时，实现了资源的回收利用。
本发明提供的废退锡水处理系统，不但具有结构简单、成本低、容易操作等优点，并且可以做到零排放，对资源做到了循环使用。
具体地，分离剂为草酸，每1L废退锡水添加量在120g以上。废退锡水本身酸性较强，在强酸条件下，以草酸作为分离剂既能保证不破坏溶液的组分，又能溶液的锡、铜离子沉降下来，草酸添加前先进行调配；调配质量浓度为10-20％的草酸添加到溶液中，可使接触更充分，反应更迅速、全面。
退锡反应原理：Sn+4HNO3(浓)＝H2SnO3↓+4NO2↑+H2O；
沉淀反应原理：Sn2++2H2SnO3＝2SnC2O4↓+H+；
2H2C2O4+2H2SnO3＝2SnC2O4↓+4H2O+O2↑；
H2C2O4+Cu(NO3)2＝CuC2O4↓+2HNO3。
所加入的草酸能与Sn2+反应生成不溶于水的草酸锡，与铜离子反应生成不溶于水的草酸铜，从而达到锡铜离子沉降分离的效果。
具体地，组分调整包括调节所述再生液的硝酸浓度、铁含量，并加入护铜剂、光亮剂(如苯骈三氮唑、硝酸铁)等，调整其参数与新的退锡水一样即可。
混合装置2内设有搅拌器(图中未示出)，所述搅拌器的搅拌速率为100-300r/min。当分离剂调配装置3将分离剂添加到混合装置2中后，混合装置2中的液体进行反应，此时使用搅拌器对所述液体进行加热，不仅提高反应速率，而且使反应更加充分。
具体地，铜锡收集装置5包括用于将所述铜、锡沉淀物压成滤饼的压滤机(图中未示出)。所述压滤机可以是板式压滤机，操作压力为0.5-1.0MPa，滤布材质为涤纶。铜锡收集装置5收集到铜锡沉淀物后，直接送入压滤机中进行压滤处理，获得块状的铜锡滤饼。
退锡水再生装置7内设有搅拌器(图中未示出)，在退锡水再生装置7进行组分调整时，使用搅拌器对其中的液体进行搅拌，可使组分混合的更加均匀，使新的退锡水的制备效率更高。
废退锡水处理系统100还包括用于对所述再生液进行蒸发、浓缩，以获得浓缩液的蒸发装置6，蒸发装置6连接于分离装置4与退锡水再生装置7之间。所述再生液先排入蒸发装置6进行蒸发浓缩，获得了蒸发浓缩液，然后再对其进行组分调整。再生液经蒸发浓缩后提高了溶液中各成分浓度，再进行组分调整以获得退锡水时会更加简便、且进行组分调整时所添加物质的用量会显著降低。
具体地，蒸发装置6可以为减压蒸发器，减压蒸发器内置导热油箱，水环式真空泵。蒸发装置6内设有搅拌器(图中未示出)，在蒸发装置6进行蒸发浓缩时，所述搅拌器对其中的溶液进行搅拌处理，可加快蒸发浓缩的效率。
本发明实施例提供的废退锡水处理系统，不仅降低了废退锡水的处理能耗和成本，同时消除二次污染，减少对人类、其他生物及环境的危害，并进一步实现资源的回收利用。
本实施例提供的废退锡水处理系统100对废退锡水进行回收处理的步骤如下：
废退锡水收集装置1收集废退锡水，将其排入到混合装置2中；
结合所述废退锡水成分含量，分离剂调配装置3进行分离剂调配后，将分离剂添加至混合装置2中进行化学方应；
混合装置2在进行化学方应后，产生铜锡沉淀物和再生液，并将所述沉淀物及再生液排入分离装置4中；分离装置4对沉淀物及再生液进行分离处理，沉淀物排入铜锡收集装置5中，再生液排入蒸发装置6中；铜锡收集装置5中的压滤机对收集到的铜锡沉淀进行压滤处理，获得滤饼，直接使用；
蒸发装置6对排入的再生液进行蒸发、浓缩，获得蒸发浓缩液，并将蒸发浓缩液排入退锡水再生装置7中，退锡水再生装置通过对所述蒸发浓缩液进行组分调整，即可获得新的退锡水。
本发明实施例还提供了一种废退锡水处理方法，包括
添加步骤：向收集的废退锡水中添加分离剂，以产生固体产物和反应液；
分离步骤：将所述固体产物与所述反应液分离；
所述分离剂为草酸，所述固体产物为铜、锡沉淀物。
所述铜、锡沉淀物为草酸铜、草酸锡。经测定，所述反应液中锡、铜含量为0.1-0.5g/L。获得的铜、锡沉淀物直接送入压滤机中进行压滤处理，获得块状的铜锡滤饼，铜锡滤饼可以当产品销售或再生产。
本实施例提供的废退锡水处理方法，以草酸作为分离剂添加到所述废退锡水中进行化学处理，不仅可以产生铜、锡沉淀物以将所述废退锡水中的铜、锡离子进行回收，且反应条件温和，相对于现有处理方法，处理能耗和成本均显著降低，且实现了对铜、锡资源的回收利用。
具体地，所述分离步骤中，通过加入絮凝剂，使所述固体产物形成大颗粒的凝聚体，以便于与所述反应液分离；所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚丙烯酰胺。
具体地，在所述添加步骤之前还包括分离剂调配步骤：将所述分离剂调配成固定浓度，所述固定浓度为10-20％。所述分离剂在所述废退锡水中的添加量不低于120g/L。所述铜、锡沉淀物的粒径为0.2-1μm。
在废退锡水与添加的分离剂进行反应过程中，用搅拌器对进行反应的混合液进行搅拌，搅拌速度为100～300r/min，搅拌时间为30～60min。搅拌速率及时间会影响到所获得的铜、锡沉淀物的粒径大小。本发明通过调整搅拌速率及搅拌时间，使废退锡水与分离剂接触更充分，反应更迅速、全面。此外，使生成的铜、锡沉淀物的粒径控制在0.2-1μm。
在所述分离步骤之后还包括再生步骤：将所述反应液进行组分调整，以使其组分含量与标准退锡水的组分含量相同。进一步地，在所述反应液进行组分调整之前先进行蒸发浓缩处理。所述蒸发浓缩为减压蒸发，其蒸发温度为60-85℃，真空度为0.01-0.1MPa；减压蒸发时间为60-180min。所述蒸发浓缩处理产生冷凝水，将所述冷凝水用于所述分离剂的调配。
本发明提供的废退锡水处理方法进一步将废退锡水经化学处理后的产生的反应液进行组分调整，获得了新的退锡水。这不仅做到了对反应液这一废水进行处理，且实现了废物利用。本发明实现了退锡水这一资源的循环利用，取得了100％回收循环利用的经济效益。经测量，所述锡和铜的回收率≥98％。
实施例1
收集废退锡水100L,向其中添加质量浓度为10％的草酸15kg，用搅拌器对进行反应的混合液进行搅拌，搅拌速度为280r/min，搅拌时间为40min，产生了草酸铜、草酸锡和反应液；
使用过滤装置将草酸铜、草酸锡与所述反应液分离；经测定，所述反应液中锡、铜含量为0.2g/L，获得的铜、锡沉淀物的粒径为0.8μm。
使用减压蒸发器对获得的反应液进行蒸发浓缩，蒸发温度为70℃，真空度为0.1MPa；减压蒸发时间为100min。蒸发产生的冷凝水用于进行分离剂的调配。
向蒸发浓缩后的反应液中添加硝酸浓度、铁含量，并加入护铜剂、苯骈三氮唑及硝酸铁，使其组分含量与标准退锡水的组分含量相同，即获得新的退锡水。
经测量，本实施例的退锡速度为8.6μm/min，退锡容量为68g/L，蚀铜速度0.19μm/min，锡和铜的回收率为98.2％。
实施例2
收集废退锡水100L,向其中添加质量浓度为15％的草酸18kg，用搅拌器对进行反应的混合液进行搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为50min，产生了草酸铜、草酸锡和反应液；
使用过滤装置将草酸铜、草酸锡与所述反应液分离；经测定，所述反应液中锡、铜含量为0.3g/L，获得的铜、锡沉淀物的粒径为0.3μm。
使用减压蒸发器对获得的反应液进行蒸发浓缩，蒸发温度为80℃，真空度为0.05MPa；减压蒸发时间为70min。蒸发产生的冷凝水用于进行分离剂的调配。
向蒸发浓缩后的反应液中添加硝酸浓度、铁含量，并加入护铜剂、苯骈三氮唑及硝酸铁，使其组分含量与标准退锡水的组分含量相同，即获得新的退锡水。
经测量，本实施例的退锡速度为9.2μm/min，退锡容量为80g/L，蚀铜速度0.15μm/min；锡和铜的回收率为99.1％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废退锡水处理系统，包括用于收集废退锡水的废退锡水收集装置、用于对收集的废退锡水进行化学处理的混合装置及用于将所述废退锡水经化学处理后产生的固体和液体进行分离的分离装置，所述废退锡水收集装置、所述混合装置及所述分离装置顺次连接，其特征在于，所述废退锡水处理系统还包括用于调配分离剂、并将所述分离剂添加到所述混合装置中以产生铜锡沉淀物和再生液的分离剂调配装置、用于收集所述铜、锡沉淀物的铜锡收集装置及用于对所述再生液进行组分调整，以制备退锡水的退锡水再生装置，所述分离剂调配装置与所述混合装置连接，所述铜锡收集装置、退锡水再生装置分别与所述分离装置连接。
2.如权利要求1所述的废退锡水处理系统，其特征在于，所述废退锡水处理系统还包括用于对所述再生液进行蒸发浓缩，以获得浓缩液的蒸发装置，所述蒸发装置连接于所述分离装置与所述退锡水再生装置之间。
3.如权利要求1或2所述的废退锡水处理系统，其特征在于，所述退锡水再生装置还与所述分离剂调配装置连接。
4.一种废退锡水处理方法，包括：
添加步骤：向收集的废退锡水中添加分离剂，以产生固体产物和反应液；
分离步骤：将所述固体产物与所述反应液分离；
其特征在于，所述分离剂为草酸，所述固体产物为铜、锡沉淀物。
5.如权利要求1所述的废退锡水处理方法，其特征在于，在所述添加步骤之前还包括分离剂调配步骤：将所述分离剂调配成固定浓度，所述固定浓度为10-20％。
6.如权利要求1所述的废退锡水处理方法，其特征在于，所述分离剂在所述废退锡水中的添加量不低于120g/L。
7.如权利要求5所述的废退锡水处理方法，其特征在于，在所述分离步骤之后还包括再生步骤：将所述反应液进行组分调整，以使其组分含量与标准退锡水的组分含量相同。
8.如权利要求7所述的废退锡水处理方法，其特征在于，在所述反应液进行组分调整之前先进行蒸发浓缩处理。
9.如权利要求8所述的废退锡水处理方法，其特征在于，所述蒸发浓缩处理产生冷凝水，将所述冷凝水用于所述分离剂的调配。
10.如权利要求4所述的废退锡水处理方法，其特征在于，所述铜、锡沉淀物的粒径为0.2-1μm。
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