CN111302384A - 一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺 - Google Patents

一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺 Download PDF

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Abstract

一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，包括：将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边鼓动压缩空气，然后加入盐酸，反应得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物；将得到的碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物压入分离装置中进行过滤，过滤得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液；将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量，平衡后通入氨气，得到碱性蚀刻液；将得到的碱式氯化铜沉淀加入到漂洗罐中，加入纯净水后，进行搅拌漂洗，脱水后压入特制喷雾干燥器，干燥得到高优质饲料添加剂碱式氯化铜，真正做到了零排放，彻底解决了蚀铜废液所引起的环境污染问题，此工艺方法简单，处理效率高，能耗低，所需设备少，大大降低了回收成本。

Description

一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺
技术领域
本发明涉及电子行业废液回收处理技术领域，具体涉及一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺。
背景技术
近年来，我国的电子行业迅猛发展，印刷电路板行业作为电子工业的基础环节，近年来也一直保持着较快的增长速度。在制作印刷电路板时，需要消耗大量铜，同时也产生大量的含铜蚀刻废液。含铜废液直接排放会导致重大的环境污染，通过植物及水转移至人体内，过量的铜会与在人体内发生酶中毒，导致人丧失生理机能。因此，印刷电路板行业的含铜蚀刻废液需要及时有效的进行清理。
目前社会比较常见的是“萃取电解法”。具体方法为：首先，在蚀铜废液中加入有机萃取剂，形成不溶于水的有机铜络合物，再静态分层，下层为水溶液返回蚀刻机作为子液，上层为有机铜络合物送到下个工序；然后，加浓硫酸破络，分离出来的有机铜络合物与硫酸中氢离子结合生成络合剂返回萃取工序，硫酸根离子与铜离子生成硫酸铜溶液；最后，电解硫酸铜，硫酸铜送到电解槽电解，得到铜泊及含有少量硫酸铜的废稀硫酸溶液。
但上述方法存在工艺方法长、设备投资大和提铜成本高的问题，且没有解决环保问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何解决现有回收碱性蚀铜废液工艺中存在环境污染大、成本高和工艺复杂的问题，因此，提供一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，包括：
将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边鼓动压缩空气，然后加入盐酸，反应得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物；
将得到的碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物压入分离装置中进行过滤，过滤得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液；
将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量，平衡后通入氨气，得到碱性蚀刻液；
将得到的碱式氯化铜沉淀加入到漂洗罐中，加入纯净水后，进行搅拌漂洗，脱水后压入特制喷雾干燥器，高温干燥得到碱式氯化铜。
在一个实施例中，所述将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边加入盐酸时，搅拌机的转速为160r/min。
在一个实施例中，所述将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边加入盐酸时，控制碱性蚀铜废液的PH值为4～6。
在一个实施例中，所述分离装置为板框式分离机。
在一个实施例中，将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量时，搅拌机的转速为60r/min。
在一个实施例中，所述将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量时，控制氯离子的含量为165～175g/L。
在一个实施例中，所述将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量，平衡后通入氨气时，控制终点为氨气的浓度达到5.5～6.5mol/L，PH为8.5～9.5。
在一个实施例中，所述将得到的碱式氯化铜沉淀加入到漂洗罐中，加入纯净水后，进行搅拌漂洗除去氯化铵时，搅拌机的转速为160r/min，漂洗至所述氯化铵的浓度低于30g/L。
在一个实施例中，所述将得到的碱式氯化铜沉淀进行搅拌漂洗，脱水压入特制喷雾干燥器后，碱式氯化铜沉淀逆向与高温空气接触。
在一个实施例中，所述碱式氯化铜沉淀逆向与高温空气接触时，控制干燥温度为155～165℃，干燥时间为1～2min。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，通过采用破络剂盐酸使蚀铜废液生成碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物，然后将其压入板框式分离机进行过滤得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液，对得到的氯化铵溶液，在搅拌的情况下，取样化验氯化铵的含量，平衡后通入氨气形成碱性蚀刻液并补充到刻蚀机中重复使用，向碱式氯化铜沉淀中加入纯净水进行搅拌漂洗，脱水后压入特制喷雾干燥器，高温干燥得到优质饲料添加剂碱式氯化铜，真正做到了零排放，彻底解决了蚀铜废液所引起的环境污染问题。并且，此工艺方法简单，处理效率高，能耗低，所需设备少，大大降低了回收成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一个实施例的碱性蚀铜废液处理零排放工艺的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，在一个实施例中，一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，包括：
101将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边鼓动压缩空气，然后加入盐酸，反应得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物。
在本实施例中，所述碱性蚀铜废液主要成分为Cu(NH3)4Cl2和NH4Cl，将收集到的碱性蚀铜废液放入PP反应罐中，一边使用搅拌机进行搅拌，然后一边加入破络剂盐酸进行反应，所述搅拌机的转速为160r/min，通过搅拌能够使得碱性蚀铜废液与破络剂盐酸混合均匀，并在PH计或ORP检测仪监控下，控制碱性蚀铜废液的PH值为4～6。若碱性蚀铜废液的PH值低于4时，已经沉淀的碱式氯化铜会重新溶解，降低了铜元素的回收率，排放容易造成重金属污染；若蚀铜废液的PH值高于6时，会造成脱络力不够，不能完全生成碱式氯化铜沉淀，也无法保证铜元素被完全回收，同样也会造成环境污染。
具体的，Cu(NH3)4Cl2遇到盐酸中的H+就会破络游离出Cu2+，并反应生成碱式氯化铜沉淀，然后H+与氨络中的NH3结合生成NH4+，最后NH4+与Cl-结合生成NH4Cl。其反应原理如下：
2Cu(NH3)4Cl2+5HCl+3H2O→Cu2Cl(OH)3↓+8NH4Cl。
102将得到的碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物压入分离装置中进行过滤，过滤得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液。
在本实施例中，使用耐腐蚀泵，将反应得到的碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物，一起压入分离装置中进行过滤，所述分离装置为板框式分离机，得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液，然后对分离得到的碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液分别进行不同的处理。进一步的，也可以采用其他固液分离方式，包括重力过滤、加压过滤和真空过滤等等，实现固液分离的方式有很多，为本领域技术人员公知的常识，在此就不一一赘述。
103将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量，平衡后通入氨气，得到碱性蚀刻液。
在本实施例中，氯化铵溶液是碱性蚀刻液的主要成分之一，将上述过滤得到的氯化铵溶液放入PP反应罐中，由于氯化铵溶液与氨气配成碱性蚀刻液时，两者存在量的比例关系，在通入氨气前，需要在搅拌均匀的情况下取样化验氯离子的含量，此时搅拌机的转速为60r/min。若化验得到氯化铵含量符合两者的比例关系时，则不需要进行平衡；若化验得到氯化铵含量不符合两者的比例关系时，在氯化铵含量高于配方比例的情况下，则加水稀释；在氯化铵含量低于配方比例的情况下，则补加氯化铵使得氯化铵的含量符合配方比例，最终控制氯离子的含量为165～175g/L，平衡后通入氨气，控制终点为氨气的浓度达到5.5～6.5mol/L，溶液PH值为8.5～9.5，即得到碱性蚀刻液，若溶液PH值过低时，一方面对金属抗蚀层不利，另一方面，蚀刻液中的铜不能被完全络合成铜氨络离子，造成蚀刻困难；如果溶液PH值过高，蚀刻液中氨过饱和，游离氨释放到大气中，导致环境污染，同时也会增大侧蚀的程度，从而影响蚀刻的精度。当检验合格后，可以返回PCB厂蚀刻生产线进行重新利用，避免了直接排出氯化铵溶液所造成的环境污染，而且降低了碱性蚀铜废液的回收成本，避免了试剂浪费，这样能够循环地使用氯化铵溶液。
104将得到的碱式氯化铜沉淀加入到漂洗罐中，加入纯净水后，进行搅拌漂洗，脱水后压入特制喷雾干燥器，高温干燥得到碱式氯化铜。
在本实施例中，碱式氯化铜沉淀中除了含水分以外，还有存在1～2％的杂质氯化铵，因此，制备优质的饲料添加剂碱式氯化铜时，需要去除氯化铵。具体的，将过滤得到的碱式氯化铜沉淀加入到PP塑制漂洗罐中，一边加入纯净水，一边进行搅拌漂洗除去碱式氯化铜表面的氯化铵，此时，搅拌机的转速为160r/min，然后脱水得到漂洗后的碱式氯化铜沉淀，然后重复上述操作，直到漂洗液中的氯化铵的浓度低于30g/L，使得碱式氯化铜沉淀能够达到一定的纯度，然后将漂洗干净的碱式氯化铜沉淀脱水压入特制喷雾干燥器，脱水后的碱式氯化铜沉淀含有50％～60％的水分，压入特制喷雾干燥器后，碱式氯化铜沉淀逆向与高温空气接触，能够起到充分的干燥作用，并控制干燥温度为155～165℃，能够快速将水分蒸发，使得碱式氯化铜沉淀的水分含量低于0.5％，而且干燥时间短，干燥时间为1～2min，最后得到优质的饲料添加剂碱式氯化铜。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，通过采用破络剂盐酸使蚀铜废液生成碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物，然后将其压入板框式分离机进行过滤得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液，对得到的氯化铵溶液，在搅拌的情况下，取样化验氯化铵的含量，平衡后通入氨气形成碱性蚀刻液并补充到刻蚀机中重复使用，向碱式氯化铜沉淀中加入纯净水进行搅拌漂洗，脱水后压入特制喷雾干燥器，高温干燥得到优质饲料添加剂碱式氯化铜，真正做到了零排放，彻底解决了蚀铜废液所引起的环境污染问题。并且，与传统工艺相比，此工艺从源头治理、综合利用出发，蚀铜废液分离成清液和铜泥，清液调配成新鲜的碱性蚀刻液返回蚀刻机再利用，铜泥生产成优质的饲料添加剂碱式氯化铜，全过程没有任何废物排出，彻底解决了环境污染问题，而且此工艺方法简单，处理效率高，能耗低和所需设备少，大大降低了回收成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，包括：
将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边鼓动压缩空气，然后加入盐酸，反应得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物；
将得到的碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液的混合物压入分离装置中进行过滤，过滤得到碱式氯化铜沉淀和氯化铵溶液；
将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量，平衡后通入氨气，得到碱性蚀刻液；
将得到的碱式氯化铜沉淀加入到漂洗罐中，加入纯净水后，进行搅拌漂洗，脱水后压入特制喷雾干燥器，高温干燥得到碱式氯化铜。
2.如权利要求1所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边加入盐酸时，搅拌机的转速为160r/min。
3.如权利要求2所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述将碱性蚀铜废液放入反应罐中，边搅拌边加入盐酸时，控制碱性蚀铜废液的PH值为4～6。
4.如权利要求1所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述分离装置为板框式分离机。
5.如权利要求1所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量时，搅拌机的转速为60r/min。
6.如权利要求5所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量时，控制氯离子的含量为165～175g/L。
7.如权利要求6所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述将得到的氯化铵溶液泵入反应罐中，在搅拌下，取样化验氯离子的含量，平衡后通入氨气时，控制终点为氨气的浓度达到5.5～6.5mol/L，PH为8.5～9.5。
8.如权利要求1所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述将得到的碱式氯化铜沉淀加入到漂洗罐中，加入纯净水后，进行搅拌漂洗除去氯化铵时，搅拌机的转速为160r/min，漂洗至所述氯化铵的浓度低于30g/L。
9.如权利要求1所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述将得到的碱式氯化铜沉淀进行搅拌漂洗，脱水压入特制喷雾干燥器后，碱式氯化铜沉淀逆向与高温空气接触。
10.如权利要求9所述的一种碱性蚀铜废液处理零排放工艺，其特征在于，所述碱式氯化铜沉淀逆向与高温空气接触时，控制干燥温度为155～165℃，干燥时间为1～2min。
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