CN1087389A

CN1087389A - 处理酸性氯化铜废液以回收铜及衍生多元氯化铝方法

Info

Publication number: CN1087389A
Application number: CN92113655A
Authority: CN
Inventors: 杨裕辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1992-11-26
Publication date: 1994-06-01

Abstract

一种处理酸性氯化铜废液以回收铜及衍生多元氯化铝之方法，系先以铝进行氧化还原反应取代出原氯化铜中之铜；所产生之氯化铝上清水溶液，能加入适当比例之液碱进行配合反应后可生成多元氯化铝。依上述方法取代出之铜经硫酸进行氧化还原反应后可制成硫酸铜；此方式完全处理回收废铜液，而无二次污染之虞，且透过简单加工即能同时产制多元氯化铝及硫酸铜等价值性产品，无需使用成本较高之制作原料。

Description

本发明系有关一种酸性氯化铜废液回收加工之处理方法，尤其能完全回收废铜液而无二次污染产生，且经由简单加工能产制多元氯化铝及硫酸铜等价值性产品。

随着国内环保意识之抬头及政府环境保护政策之积极推动，国内大部分生产制造业有产生废水者，皆投入不少资金进行水污染防治设施之施工改善及维护管理。

而水处理工程技术则以物理、化学及生物处理等三种技术为主。其中，化学处理常占着举足轻重之地位。化学处理中之混凝（Coagulation）及絮凝（Flocculation）技术又为去除废水中悬浮固体（Suspended Solide）及因悬浮物所产生化学耗氧量（Chemocal Oxygen Demand，COD）及生化耗氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）之最常用方法。

化学混凝剂目前以铁系（Ferric）及铝系（Aluminum）为主，其中铝系药剂则以多元氯化铝（Poly Aluminum Chloride，PAC）最受肯定与采用，因其具有适用行业范围广，反应速度快及絮凝物沉降速度快等优点。

以国内之电路板制造业为例，其所产生之酸性氯化铜（Cupric Chliride）废液即为环保署所规定之有害事业废弃物。目前，此类酸性氯化铜废液在回收后先以废铜进行饱和化处理，再以碱性沉淀法分离，之后加入硫酸制成硫酸铜，其反应如下：

此种方式虽可处理氯化铜废液，但相对的会产生大量氯化铵（Amoniumchloride）或氯化钠（Sodium Chloride）等二次污染废液，殊不理想。

另，如上述，目前常被采用之铝系药剂多元氯化铝（PAC），现今之制造方法皆为以氢氧化铝（Aluminum Hydroxide）水溶液加入适量盐酸进行配位基取代反应后制成，其反应式如下：

此种制法只是为了制造出多元氯化铝，并必需购入氢氧化铝及盐酸等作为原料，其多无氯化铝之制造成本较为昂贵。

本发明即在提供一种处理酸性氯化铜废液之新方法以回收铜及衍生多元氯化铝，主要系以回收之酸性氯化铜废液作为起始物，先以铝进行氧化还原反应取代出原氯化铜中之铜（以铜泥方式沉淀析出），其铜泥经水洗后加入硫酸即能制成硫酸铜，而其上清液则为氯化铝（Aluminum Chloride）水溶液，此溶液经倾出过滤后加入适当比例之液碱（Sodium Hydroxide）后进行配合反应（Complex Reaction）即能衍生多元氯化铝（PAC）;氯化铜废液因而被完全回收利用，无任何二次废液产生，并能同时衍生铜粉、多元氯化铝或硫酸铜等高价值产品，此为本案之主要发明目的。

以下将就本发明之化学反应式及实验室反应步骤详述本发明之新颖性及其他特点如下：

本发明之方法系先以回收之氯化铜废液为起始液，并以铝（Aluminum）进行氧化还原反应取代出原氯化铜中之铜（以铜泥方式沉淀析出），其反应式如后：

此反应在实验室之步骤乃先以回收之废液CuCl₂（ag）（墨绿色，比重1.4，含铜量每吨约120-150kg）1000ml，加入100g之铝片（废铝材回收切片），放热反应同时产生大量之深棕色沉淀物（铜粉），持续搅拌反应约一小时后静置一小时。

由上一步骤所生成之上清液AlCl₃（ag）为氯化铝水溶液，经加入适当比例之液碱（Sodium Hydroxide）后进行配合反应以生成所需之多元氯化铝（PAC），反应式如下：

此一程序在实验室中系接续上一步骤，将产生之上清液倾出500ml，为氯化铝水溶液（比重1.2，PH值2.0），加入45%NaOH（ag）100ml，快速搅拌30分钟，至胶状物完全溶解为止，此透明溶液即为多元氯化铝（PAC）溶液（此重1.3，PH值3.0）。在实验室中，此多元氯化铝衍生物和市售PAC商品之混凝效果一致。

而由式一所生成之铜泥水洗后加入硫酸即能制成所需之硫酸铜，反应式如下：

实验室之步骤中，可将由式一所产生之沉淀物经水先后约135g（干重），徐徐加入50%硫酸800ml，至所有沉淀物溶解为止，生成兰色CuSO₄（ag）再取上述兰色CuSO₄过滤100ml，加热蒸发得兰色结晶之CuSO₄·5HO。

本发明通过以上之步骤无论以式一及式二取得铜及制成PAC，或以式一通过式二再由式三取得硫酸铜，其经济效益均相当可观。其成效益可由下列各式中加以分析，在每一反应式之各相关符号中：

（）：内为分子量g/mole

〔〕：内为每吨废液处理所需或所产生化合物重kg

〈〉：内为目前市面之每吨成本，负值为价购成本，正值则为可出售取得之价格。

(134.5) (27.0) (135.5) (63.5)

[317.7] [42.5] [213.4] [150.0]

<-0> <-850> <……> <+3750>

(105.5) (40.0) (211.5) (58.5)

[213.4] [97.5] [166.5] [138.2]

<……> <-662> <+5828> ……

(63.5) (98.0) (159.5) (2.1)

[150.0] [231.5] [376.8] [4.7]

<……> <-1620> <+7536> <->

当以式一及式二取得铜（Cu）及PAC（Al₂（OH）₃Cl₃）时，其经济效益包括扣除需价购之废铝成本每吨850元及液碱每吨662元，其产出之铜价值约为3750元，而PAC则价值约为5828元，其效益可达8066元/吨（即5828+3750-850-662＝8066）。

若铜泥经式三加工制成（CuSO₄）时，则其经济效益更高可达10232元/吨（即5828+7536-850-662-1620＝10232）。

本发明除了具有高经济效益之外，更重要的是，氯化铜废液经此一方法处理之后，能将废铜液完全处理回收而无二次污染产生。而且通过简单加工即能产制PAC及硫酸铜等高价值产品，无需如传统般使用氢氧化铝及盐酸等高价购原料，故具有高度之产业利用价值。

Claims

1、一种处理酸性氯化铜废液以回收铜及衍生多元氯化铝之方法，其特征在于，此方法系以回收氯化铜废液为起始物，并先以铝进行氧化还原反应取代出原氯化铜中之铜；上述步骤所产生之上清氯化铝水溶液，经加入适当比例之液碱后进行配合反应而产生多元氯化铝。

2、根据权利要求1所述的处理酸性氯化铜废液以回收铜及衍生物多元氯化铝之方法，其特征在于，回收之氯化铜废液加入适量铝片，经放热反应后以产生大量铜粉沉淀物，并持续搅拌反应一段时间后，再静置沉淀分离。

3、根据权利要求1所述的处理氯化铜废液以回收铜及衍生多元氯化铝之方法，其特征在于，依上述步骤所产生之氯化铝上清液加入适量液碱后快速搅拌一段时间，至胶状物完全溶解形成透明多元氯化铝溶液。

4、根据权利要求1所述的处理氯化铜废液以回收铜及衍生多元氯化铝之方法，其特征在于，经取代出之铜泥经水洗后，徐徐加入适量硫酸，取得初级硫酸铜水溶液，并经过滤后蒸发形成结晶硫酸铜成品。