CN108164041A - 一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法，首先往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH，然后加入硫酸亚铁，然后进行充分搅拌，然后再加入混凝剂以及絮凝剂再次沉淀，然后过滤得过滤渣与过滤液，然后向过滤液中添加盐酸调整pH，最后经检测过滤液中的铜离子与镍离子含量达标后将过滤液排放；硫酸亚铁溶解后所生成的Fe2+能将氨铜、氨镍中的二价铜离子、二价镍离子分别还原成一价铜离子、一价镍离子，一价铜离子和镍离子容易与水中的氢氧根离子反应生成氢氧化亚铜和氢氧化亚镍沉淀，从而经济高效达标地脱除了废水中的金属铜与镍等重金属，具有良好的推广应用价值。

Description

一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及压延铜箔加工技术领域，尤其是涉及一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法。
背景技术
高精度压延铜箔具有优异的导热性能、机械特性和电气特性，是电子信息产业发展的核心基础材料，也是新能源与新能源汽车生产的关键材料，在挠性印刷电路板(FPC)、新能源电池、挠性母线、电波屏蔽板、高频汇流排、热能收集器、包装及工程装饰等领域的应用日益广泛。
铜箔的表面黑化处理是为了提高铜箔和基材之间的粘结强度，防止铜箔表面铜粉脱落的关键技术。随着市场对黑化处理铜箔的需求量越来越大，近几年国内压延铜箔厂家加大了对高端压延铜箔黑化处理箔产业化技术的研究，同时黑化处理铜箔的产量也日益增加。但是，黑化处理铜箔的生产伴随着高浓度含铜离子、含镍离子及含氨废水的产生，随着国家对环境要求的把控越来越严格，在生产黑化处理铜箔的同时，还必须开发与之配套、行之有效的污水处理方案。
目前国内黑化箔的生产通常在电镀溶液中加入硫酸氨，使其在与铜离子、镍离子共同电镀的过程中形成黑色的电镀层。在促进黑色化方面，氨盐是必不可少的添加剂，能细化铜离子、镍离子的电镀颗粒，从而得到镍铜黑色色泽。氨盐的加入直接导致废水处理中铜、镍、氨氮等污染物浓度大幅提高。
工艺废水中氨根离子的存在严重影响污水中铜离子与镍离子的处理，其原因在于氨根离子能与铜离子、镍离子形成稳定的四氨合铜和四氨合镍络合物，络合物的溶度积常数Ksp远高于氢氧化铜的溶度积常数，使用常规的化学沉淀法无法实现废水处理达标排放。
依据国家强制标准GB21900-2008《电镀污染物排放标准》的规定，对新建企业工业废水中的总铜及铜镍的排放标准为：总铜与总镍含量最高均不能超过0.5mg/L。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法，首先往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH，然后加入硫酸亚铁，然后进行充分搅拌，然后再加入混凝剂以及絮凝剂再次沉淀，然后过滤得过滤渣与过滤液，然后向过滤液中添加盐酸调整pH，最后经检测过滤液中的铜离子与镍离子含量达标后将过滤液排放。
优选的，黑化处理所产废水的pH值为6.0～7.0，黑化处理所产废水中的总铜含量为90mg/L～100mg/L，黑化处理所产废水中的总镍含量为140mg/L～150mg/L。
优选的，每升废水中添加5g～6g硫酸亚铁。
优选的，往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH至13～13.5。
优选的，添加盐酸调整pH至6.0～7.0。
优选的，所述混凝剂为PAC聚合氯化铝。
优选的，所述絮凝剂为PAM聚丙烯酰胺。
本发明提供了一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法，首先往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH，然后加入硫酸亚铁，然后进行充分搅拌，然后再加入混凝剂以及絮凝剂再次沉淀，然后过滤得过滤渣与过滤液，然后向过滤液中添加盐酸调整pH，最后经检测过滤液中的铜离子与镍离子含量达标后将过滤液排放；硫酸亚铁溶解后所生成的Fe2+能将氨铜、氨镍中的二价铜离子、二价镍离子分别还原成一价铜离子、一价镍离子，一价铜离子和镍离子容易与水中的氢氧根离子反应生成氢氧化亚铜和氢氧化亚镍沉淀，从而经济高效达标地脱除了废水中的金属铜与镍等重金属，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1为常规处理中不同pH值对处理后废水中铜离子及镍离子浓度的影响；
图2为pH值保持不变的前提下不同的硫酸亚铁添加量对处理后废水中铜离子及镍离子浓度的影响；
图3为硫酸亚铁添加量保持不变的前提下不同的pH值对处理后废水中铜离子及镍离子浓度的影响。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法，首先往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH，然后加入硫酸亚铁，然后进行充分搅拌，然后再加入混凝剂以及絮凝剂再次沉淀，然后过滤得过滤渣与过滤液，然后向过滤液中添加盐酸调整pH，最后经检测过滤液中的铜离子与镍离子含量达标后将过滤液排放。
在本申请的一个实施例中，黑化处理所产废水的pH值为6.0～7.0，黑化处理所产废水中的总铜含量为90mg/L～100mg/L，黑化处理所产废水中的总镍含量为140mg/L～150mg/L。
在本申请的一个实施例中，每升废水中添加5g～6g硫酸亚铁。
在本申请的一个实施例中，往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH至13～13.5。
在本申请的一个实施例中，添加盐酸调整pH至6.0～7.0。
在本申请的一个实施例中，所述混凝剂为PAC聚合氯化铝。
在本申请的一个实施例中，所述絮凝剂为PAM聚丙烯酰胺。
本申请的工作原理：压延铜箔黑化处理所产废水中含有大量的氨铜、氨镍络合物，废水处理一般在碱性条件下，使用硫酸亚铁作为破络剂，其机理在于硫酸亚铁溶解后所生成的Fe2+能将氨铜、氨镍中的二价铜离子、二价镍离子分别还原成一价铜离子、一价镍离子，一价铜离子和镍离子容易与水中的氢氧根离子反应生成氢氧化亚铜和氢氧化亚镍沉淀，从而脱除了废水中的金属铜与镍。
实验1.常规处理
对废水进行取样化验得：所述废水的pH值为6.5，所述废水中的总铜含量为97mg/L，所述废水中的总镍含量为150mg/L。
取上述废水9L，使用实验烧杯分成9份，分别添加NaOH调节废水pH值至9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5，按常规化学沉淀法进行废水处理，然后再添加混凝剂(PAC)120ppm、絮凝剂(PAM)12ppm，过滤后使用ICP检测过滤液中的铜离子与镍离子浓度，测量数据如图1所示。
从图1中可以看出，调节pH值能够有效降低废水中的铜离子和镍离子浓度：当pH值达到13的时候，铜离子浓度为0.45mg/L，镍离子浓度为1.45mg/L；当pH值达到13.5的时候，铜离子浓度为0.05mg/L，镍离子浓度为0.95mg/L。采用常规的化学沉淀法处理废水，需要将pH值控制到至少13以上，并且镍离子的浓度尚无法达到环保的排放标准，众所周知，废水的pH每调高1，需要投入碱的质量需提高10倍左右，因此说，简单通过调节pH处理废水不是一种经济合理的方式。
实验2
取与实验1相同的废水15L，添加NaOH调节废水pH值至9.5，然后将pH调节好的废水分成相等的15份，分别加添加硫酸亚铁1g、2g、3g、4g、5g、6g、7g、8g、9g、10g、11g、12g、13g、14g、15g，然后按正常浓度添加混凝剂(PAC)120ppm、絮凝剂(PAM)12ppm，过滤后使用ICP检测重金属浓度，测量数据如图2所示。
从图2中可以看出，当pH值为9.5时，采用硫酸亚铁还原破络而后中和沉淀的方式对废水进行处理，该种方式对于除铜的效果比较明显，当添加硫酸亚铁浓度达到5g/L以后，废水中铜离子的浓度为0.29mg/L，达到了达标排放的标准，随着硫酸亚铁浓度的不断增加，废水的除铜效果没有明显的变化。同时，从图2中可以看出，在pH值为9.5的条件下，采用添加硫酸亚铁无法有效地去除废水中的镍离子。
实验3
取与实验1相同的废水9L，使用实验烧杯分成9份，分别添加NaOH调节废水pH值至9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13，然后按照5g/L的浓度加入硫酸亚铁对废水进行处理，然后按正常浓度添加混凝剂(PAC)120ppm、絮凝剂(PAM)12ppm，过滤后使用ICP检测过滤液中重金属离子浓度，测量数据曲线如图3所示。
从图3中可以看出，先升高pH值再添加硫酸亚铁的处理效果明显要优于实验1中的常规方法处理，仅使用硫酸亚铁处理废水，铜离子浓度就已经达到排放标准，随着pH值的增加，铜离子浓度亦明显降低；对于镍离子，先升高pH值再添加硫酸亚铁后，镍离子浓度明显减少，当pH值达到13时，镍离子浓度降至0.45mg/L，能够达到废水排放标准。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (7)

1.一种高精度压延铜箔黑化处理所产废水的处理方法，其特征在于，首先往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH，然后加入硫酸亚铁，然后进行充分搅拌，然后再加入混凝剂以及絮凝剂再次沉淀，然后过滤得过滤渣与过滤液，然后向过滤液中添加盐酸调整pH，最后经检测过滤液中的铜离子与镍离子含量达标后将过滤液排放。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，黑化处理所产废水的pH值为6.0～7.0，黑化处理所产废水中的总铜含量为90mg/L～100mg/L，黑化处理所产废水中的总镍含量为140mg/L～150mg/L。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，每升废水中添加5g～6g硫酸亚铁。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，往待处理废水中加入氢氧化钠以调整pH至13～13.5。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，添加盐酸调整pH至6.0～7.0。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述混凝剂为PAC聚合氯化铝。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为PAM聚丙烯酰胺。
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