CN110252767A - 一种快速高效处置废刻蚀液的技术方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种快速高效处置废刻蚀液的方法，废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ与含铬废物联合处理；所述废刻蚀液Ⅰ为浓硫酸和双氧水的混合废液；废刻蚀液Ⅱ为高浓度双氧水废液。采用上述方法，利用废刻蚀液Ⅰ的强酸性和废刻蚀液Ⅱ中的高浓度双氧水的弱还原性，将含铬废物中以六价铬形式存在的铬酸根(酸性条件下具强氧化性)还原成三价铬，实现高效反应，以废治废，且产物对环境无二次污染。
Description
技术领域
本发明属于危险废弃物处理技术领域，具体涉及一种快速高效处置废刻蚀液的技术方法。
背景技术
重工业是我国主要的危险废物产生源，其中废酸的产量又居于工业危险废物产生量的前三位，占比达到21％，并以盐酸、硫酸和硝酸等无机酸为主。以废硫酸为例，它主要来自有机物的硝化、磺化、烷基化及其他产品生产中，以及石油炼制、化纤行业、军工领域等。据中国化工信息中心调研，我国废酸中无机废硫酸约占35％，有机废硫酸约占65％，含量40％以上废硫酸占废硫酸总量的46％左右，每年废硫酸产生量超过1亿吨。随着信息化产业的迅速发展，集成电路制造过程中用不同刻蚀液刻蚀的电子产品数量极具增多，在生成过程中，用到铜刻蚀，硅刻蚀等多种类的刻蚀液。其中硅刻蚀液主是用98％硫酸和30％双氧水按照一定比例混合的混合液(其废液称废刻蚀液Ⅰ)，铜刻蚀液主要是30％双氧水(其废液称废刻蚀液Ⅱ)，这些刻蚀过程产生的废液属于危险废物，具强腐蚀性。在包装、暂存、收集、处置过程都具有较大的安全隐患，尤其是在中和处置中，反应剧烈，产生大量热量和气体，反应过程中若反应控制不当会造成漫液和喷射现象，安全处置风险极大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速高效处置废刻蚀液的技术方法，多种高危废物联合处置，实现以废治废。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种快速高效处置废刻蚀液的方法，废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ与含铬废物联合处理；所述废刻蚀液Ⅰ为浓硫酸和双氧水的混合废液；废刻蚀液Ⅱ为高浓度双氧水废液。
采用上述方法，利用废刻蚀液Ⅰ的强酸性和废刻蚀液Ⅱ中的高浓度双氧水的弱还原性，将含铬废物中以六价铬形式存在的铬酸根(酸性条件下具强氧化性)还原成三价铬，实现高效反应，以废治废，且产物对环境无二次污染。反应原理如下：
8H++3H2O2+5Cr2O7 2-＝10Cr3++17O2+7H2O
废刻蚀液中各组分含量一般情况下波动不大，所述废刻蚀液Ⅰ的酸度为23～27mol/L，双氧水含量为1～5％；所述废刻蚀液Ⅱ中双氧水含量为7～9mol/L。
含铬废物可以是废渣也可以是废液，所述含铬废物为六价铬含量为9～15g/kg的含铬废渣或六价铬含量为9～15g/L的含铬废液。
进一步地，三种废物按照下述比例添加：所述废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ、含铬废渣的体积质量比为(10～20ml)：(5～15ml)：100g，或废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ、含铬废液的体积比为(10～20ml)：(5～15ml)：100ml。
所述处置方法包括如下步骤：
a)溶解浸出阶段：将所述废刻蚀液Ⅰ与含铬废物混合后放置24～36小时，得到混合物A。利用刻蚀液Ⅰ的强酸性将含铬废物中六价铬充分溶解为均一的溶液，提高下一步氧化还原反应的效率，同时刻蚀液Ⅰ中含有少量的双氧水，在溶解含铬废物的同时，也还原部分六价铬。
b)反应阶段：向混合物A中加入废刻蚀液Ⅱ，搅拌反应5～20min，得到混合物B。通过控制加入废刻蚀液Ⅱ的配比量及速率，利用废刻蚀液Ⅱ中含有的高浓度双氧水作为还原剂，迅速将废液中六价铬还原成三价铬，废液中氢离子同时参与反应而被利用消耗，在加入铜刻蚀液瞬间，氧化还原反应迅速完成，按照配比反应完成后反应体系是弱酸性的三价铬废液。
c)固化稳定化阶段：向反应后混合物B中加入焚烧飞灰和水泥，固化后填埋。混合物B中三价铬废液毒性和腐蚀性大大降低，通过加入含石灰成分的焚烧飞灰、水泥固化剂等配比均匀混合固化成稳定后的固化体，固化物通过检测，符合进入填埋场的入场要求后安全填埋。
具体地，所述步骤c)中，混合物B与焚烧飞灰的质量比为1：(2.5～3.5)，所述焚烧飞灰中氧化钙质量分数为13～15％，其浸出液pH为10～11；混合物B与水泥的质量比为1：(0.15～0.25)。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的方案作进一步详述。
实施例1
a)将10ml酸度为25.8mol/L、双氧水含量为1.5％(质量分数)的废刻蚀液Ⅰ与0.1kg六价铬含量为9.82g/kg的含铬废渣混合均匀后，放置24h，得混合物A；
b)向混合物A中加入10ml双氧水浓度为8.2mol/L的废刻蚀液Ⅱ，搅拌反应10min，的混合物B；
c)将混合物B与0.3kg焚烧飞灰混合均匀后，再加入0.02kg水泥混合固化。
对固化物进行浸出检测，浸出液:pH:9.23，重金属总铬：1.55mg/L，六价铬含量0.32mg/L；其中六价铬含量小于0.5mg/L，符合填埋标准。
实施例2
a)将15ml酸度为25.8mol/L、双氧水含量为1.5％(质量分数)的废刻蚀液Ⅰ与0.1L六价铬含量为25g/L的含铬废液混合均匀后，放置24h，得混合物A；
b)向混合物A中加入15ml双氧水浓度为8.2mol/L的废刻蚀液Ⅱ，搅拌反应10min，的混合物B；
c)将混合物B与0.3kg焚烧飞灰混合均匀后，再加入0.02kg水泥混合固化。
对固化物进行溶出检测，浸出液：pH:9.45，重金属总铬：1.32mg/L,六价铬含量0.25mg/L；其中六价铬含量小于0.5mg/L，符合填埋标准。
实施例3
a)将10ml酸度为25.8mol/L、双氧水含量为4.5％(质量分数)的废刻蚀液Ⅰ与0.1kg六价铬含量为9.82g/kg的含铬废渣混合均匀后，放置24h，得混合物A；
b)向混合物A中加入7.5ml双氧水浓度为8.2mol/L的废刻蚀液Ⅱ，搅拌反应10min，的混合物B；
c)将混合物B与0.3kg焚烧飞灰混合均匀后，再加入0.02kg水泥混合固化。
对固化物进行溶出检测，浸出液：pH:9.56，重金属总铬：0.98mg/L,六价铬含量0.36mg/L；其中六价铬含量小于0.5mg/L，符合填埋标准。
实施例4
a)将15ml酸度为25.8mol/L、双氧水含量为4.5％(质量分数)的废刻蚀液Ⅰ与0.1L六价铬含量为25g/L的含铬废液混合均匀后，放置24h，得混合物A；
b)向混合物A中加入13ml双氧水浓度为8.2mol/L的废刻蚀液Ⅱ，搅拌反应10min，的混合物B；
c)将混合物B与0.3kg焚烧飞灰混合均匀后，再加入0.02kg水泥混合固化。
对固化物进行溶出检测，浸出液：pH:9.27，重金属总铬：1.04mg/L,六价铬含量0.31mg/L；其中六价铬含量小于0.5mg/L，符合填埋标准。
Claims (8)
1.一种快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ与含铬废物联合处理；所述废刻蚀液Ⅰ为浓硫酸和双氧水的混合废液；废刻蚀液Ⅱ为高浓度双氧水废液。
2.根据权利要求1所述快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：所述废刻蚀液Ⅰ的酸度为23～27mol/L，双氧水含量为1～5％。
3.根据权利要求1所述快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：所述废刻蚀液Ⅱ中双氧水含量为7～9mol/L。
4.根据权利要求1所述快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：所述含铬废物为六价铬含量为9～15g/kg的含铬废渣或六价铬含量为9～15g/L的含铬废液。
5.根据权利要求2或3或4所述快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：所述废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ、含铬废渣的体积质量比为(10～20ml)：(5～15ml)：100g，或废刻蚀液Ⅰ、废刻蚀液Ⅱ、含铬废液的体积比为(10～20ml)：(05～15ml)：100ml。
6.根据权利要求5所述快速高效处置废刻蚀液的方法，包括如下步骤：
a)溶解浸出阶段：将所述废刻蚀液Ⅰ与含铬废物混合后放置24～36小时，得到混合物A；
b)解毒阶段：向混合物A中加入废刻蚀液Ⅱ，搅拌反应5～20min，得到混合物B；
c)固化稳定化阶段：向反应后混合物B中加入焚烧飞灰和水泥，固化后填埋。
7.根据权利要求6所述快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：所述步骤c)中，混合物B与焚烧飞灰的质量比为1：(2.5～3.5)，所述焚烧飞灰中氧化钙质量分数为13～15％，其浸出液pH为10～11。
8.根据权利要求6所述快速高效处置废刻蚀液的方法，其特征在于：所述步骤c)中，混合物B与水泥的质量比为1：(0.15～0.25)。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190920 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |