CN112777782A - 一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，具体步骤为：除杂；吸附解析；将溶液置于超声波清洗器中进行超声处理；采用石墨作为阳极，不锈钢作为阴级，将电极置于含铜废液中，添加表面活性剂，接通脉冲直流电流，恒温下进行脉冲电沉积反应，在不锈钢上沉积铜粉；将沉积的铜粉置于含抗氧化剂和油酸的溶液中搅拌，进行粉体抗氧化改性；用去离子水和乙醇进行清洗，后放入真空干燥箱中干燥，得到纳米铜粉。本发明工艺简单，无需复杂设备，易于操作，而且不会产生污泥，更无需污泥的除水、熔炼等处理，且废水中的铜可回收利用，实现了资源的回收利用，制备的纳米铜粉在润滑油中分散性好，大幅提高润滑油的耐磨性能，且实验操作简单，成本低。

Description

一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法
技术领域
本发明涉及含铜废液处理的技术领域，尤其涉及一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法。
背景技术
我国是世界第一大印制电路板产地，制造印制电路板用水量大，废水污染种类多，成份复杂，给环境带来较大污染。
一般在蚀刻工序中会产生的大量含铜蚀刻废液，因此这些蚀刻废液中包含大量的废物铜，大部分企业采用排入废水池处理成污泥。目前全世界PCB产业所生的酸性含铜废液(包括镀铜水洗水、微蚀槽洗槽液等混合液)均采用中和、混凝沉淀处理法，使铜在碱性条件下，经混凝、絮凝、沉淀等工艺去除铜离子，使废水达标排放，但却产生了大量污泥，且污泥无害化处理(需经干化、焚烧等工艺)会增加碳排放量，进而造成二次污染，并浪费大量资源和能源。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，具体步骤为：
S1、除杂
将含铜废液置于除杂反应罐中，将工业碳酸钡以及活性炭粉加入到除杂反应罐中，调节含铜废液的pH值，使pH值在1.0-1.5范围内，加入浓度0.15-0.3％的高锰酸钾溶液，搅拌1h后，将除杂反应罐中的溶液经过压滤机压滤，固液分离，使得杂质以固体的形式分离出来，净化的含铜溶液备用；
S2、吸附解析
步骤S1中得到的含铜溶液以阳离子交换树脂吸附处理至铜离子浓度＜0.5ppm，而后再调节该废液的pH值至6-9达标排放，当阳离子交换树脂吸附饱和后，以10-20wt％的硫酸再生处理阳离子交换树脂，解析形成浓度20-25g/L的硫酸铜溶液；
S3、超声处理
将步骤S2得到的硫酸铜溶液置于超声波清洗器中进行超声处理；
S4、铜粉沉积
采用石墨作为阳极，不锈钢作为阴级，以上组成电极，将电极置于步骤S3处理后的含铜废液中，添加表面活性剂，接通脉冲直流电流，恒温下进行脉冲电沉积反应，在不锈钢上沉积铜粉；
S5、铜粉回收
将步骤S4沉积的铜粉置于含抗氧化剂和油酸的溶液中搅拌，进行粉体抗氧化改性；用去离子水和乙醇进行清洗，然后放入真空干燥箱中干燥，得到纳米铜粉。
步骤S2中的阳离子交换树脂为基体上具有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯共聚树脂。
步骤S2中调节该废液的pH值至6-9的方法是采用中性和/或碱性废水稀释和/或中和处理。
步骤S3中超声处理的条件为：25℃下，在30-800w的超声功率中处理0.3-3h。
步骤S4中，阳极和阴极间距离为1-5cm；阳极和阴极的尺寸为5cm×5cm。
步骤S4中，脉冲电沉积的电流密度为50-1200A/m2、占空比为30-150％、电沉积温度为10-150℃、电沉积时间为2-5h。
步骤S4中，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
步骤S5中，抗氧化剂为苯骈三氮唑。
步骤S5中，搅拌温度为30-50℃，搅拌时间为20-30min，真空干燥温度为40-60℃，真空干燥时间为1-3h。
本发明的有益效果是：本发明工艺简单，无需复杂设备，易于操作，而且不会产生污泥，更无需污泥的除水、熔炼等处理，且废水中的铜可回收利用，实现了资源的回收利用，制备的纳米铜粉在润滑油中分散性好，大幅提高润滑油的耐磨性能，且实验操作简单，成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
具体实施例1：
一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，具体步骤为：
S1、除杂
将含铜废液置于除杂反应罐中，将工业碳酸钡以及活性炭粉加入到除杂反应罐中，调节含铜废液的pH值，使pH值在1.0-1.5范围内，加入浓度0.15％的高锰酸钾溶液，搅拌1h后，将除杂反应罐中的溶液经过压滤机压滤，固液分离，使得杂质以固体的形式分离出来，净化的含铜溶液备用；
S2、吸附解析
步骤S1中得到的含铜溶液以阳离子交换树脂吸附处理至铜离子浓度＜0.5ppm，而后再调节该废液的pH值至6-9达标排放，当阳离子交换树脂吸附饱和后，以10wt％的硫酸再生处理阳离子交换树脂，解析形成浓度20g/L的硫酸铜溶液；
S3、超声处理
将步骤S2得到的硫酸铜溶液置于超声波清洗器中进行超声处理；
S4、铜粉沉积
采用石墨作为阳极，不锈钢作为阴级，以上组成电极，将电极置于步骤S3处理后的含铜废液中，添加表面活性剂，接通脉冲直流电流，恒温下进行脉冲电沉积反应，在不锈钢上沉积铜粉；
S5、铜粉回收
将步骤S4沉积的铜粉置于含抗氧化剂和油酸的溶液中搅拌，进行粉体抗氧化改性；用去离子水和乙醇进行清洗，然后放入真空干燥箱中干燥，得到纳米铜粉。
步骤S2中的阳离子交换树脂为基体上具有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯共聚树脂。
步骤S2中调节该废液的pH值至6-9的方法是采用中性废水稀释处理。
步骤S3中超声处理的条件为：25℃下，在30w的超声功率中处理3h。
步骤S4中，阳极和阴极间距离为1cm；阳极和阴极的尺寸为5cm×5cm。
步骤S4中，脉冲电沉积的电流密度为50A/m2、占空比为150％、电沉积温度为150℃、电沉积时间为5h。
步骤S4中，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
步骤S5中，抗氧化剂为苯骈三氮唑。
步骤S5中，搅拌温度为30℃，搅拌时间为30min，真空干燥温度为40℃，真空干燥时间为3h。
具体实施例2：
一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，具体步骤为：
S1、除杂
将含铜废液置于除杂反应罐中，将工业碳酸钡以及活性炭粉加入到除杂反应罐中，调节含铜废液的pH值，使pH值在1.0-1.5范围内，加入浓度0.3％的高锰酸钾溶液，搅拌1h后，将除杂反应罐中的溶液经过压滤机压滤，固液分离，使得杂质以固体的形式分离出来，净化的含铜溶液备用；
S2、吸附解析
步骤S1中得到的含铜溶液以阳离子交换树脂吸附处理至铜离子浓度＜0.5ppm，而后再调节该废液的pH值至6-9达标排放，当阳离子交换树脂吸附饱和后，以20wt％的硫酸再生处理阳离子交换树脂，解析形成浓度25g/L的硫酸铜溶液；
S3、超声处理
将步骤S2得到的硫酸铜溶液置于超声波清洗器中进行超声处理；
S4、铜粉沉积
采用石墨作为阳极，不锈钢作为阴级，以上组成电极，将电极置于步骤S3处理后的含铜废液中，添加表面活性剂，接通脉冲直流电流，恒温下进行脉冲电沉积反应，在不锈钢上沉积铜粉；
S5、铜粉回收
将步骤S4沉积的铜粉置于含抗氧化剂和油酸的溶液中搅拌，进行粉体抗氧化改性；用去离子水和乙醇进行清洗，然后放入真空干燥箱中干燥，得到纳米铜粉。
步骤S2中的阳离子交换树脂为基体上具有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯共聚树脂。
步骤S2中调节该废液的pH值至6-9的方法是采用碱性废水中和处理。
步骤S3中超声处理的条件为：25℃下，在800w的超声功率中处理0.3h。
步骤S4中，阳极和阴极间距离为5cm；阳极和阴极的尺寸为5cm×5cm。
步骤S4中，脉冲电沉积的电流密度为1200A/m2、占空比为30％、电沉积温度为150℃、电沉积时间为2h。
步骤S4中，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
步骤S5中，抗氧化剂为苯骈三氮唑。
步骤S5中，搅拌温度为50℃，搅拌时间为20min，真空干燥温度为60℃，真空干燥时间为1h。
具体实施例3：
一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，具体步骤为：
S1、除杂
将含铜废液置于除杂反应罐中，将工业碳酸钡以及活性炭粉加入到除杂反应罐中，调节含铜废液的pH值，使pH值在1.0-1.5范围内，加入浓度0.2％的高锰酸钾溶液，搅拌1h后，将除杂反应罐中的溶液经过压滤机压滤，固液分离，使得杂质以固体的形式分离出来，净化的含铜溶液备用；
S2、吸附解析
步骤S1中得到的含铜溶液以阳离子交换树脂吸附处理至铜离子浓度＜0.5ppm，而后再调节该废液的pH值至6-9达标排放，当阳离子交换树脂吸附饱和后，以15wt％的硫酸再生处理阳离子交换树脂，解析形成浓度22g/L的硫酸铜溶液；
S3、超声处理
将步骤S2得到的硫酸铜溶液置于超声波清洗器中进行超声处理；
S4、铜粉沉积
采用石墨作为阳极，不锈钢作为阴级，以上组成电极，将电极置于步骤S3处理后的含铜废液中，添加表面活性剂，接通脉冲直流电流，恒温下进行脉冲电沉积反应，在不锈钢上沉积铜粉；
S5、铜粉回收
将步骤S4沉积的铜粉置于含抗氧化剂和油酸的溶液中搅拌，进行粉体抗氧化改性；用去离子水和乙醇进行清洗，然后放入真空干燥箱中干燥，得到纳米铜粉。
步骤S2中的阳离子交换树脂为基体上具有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯共聚树脂。
步骤S2中调节该废液的pH值至6-9的方法是采用中性废水稀释处理。
步骤S3中超声处理的条件为：25℃下，在400w的超声功率中处理1.5h。
步骤S4中，阳极和阴极间距离为3cm；阳极和阴极的尺寸为5cm×5cm。
步骤S4中，脉冲电沉积的电流密度为800A/m2、占空比为85％、电沉积温度为60℃、电沉积时间为3h。
步骤S4中，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
步骤S5中，抗氧化剂为苯骈三氮唑。
步骤S5中，搅拌温度为40℃，搅拌时间为25min，真空干燥温度为50℃，真空干燥时间为2h。
本发明工艺简单，无需复杂设备，易于操作，而且不会产生污泥，更无需污泥的除水、熔炼等处理，且废水中的铜可回收利用，实现了资源的回收利用，制备的纳米铜粉在润滑油中分散性好，大幅提高润滑油的耐磨性能，且实验操作简单，成本低。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，具体步骤为：
S1、除杂
将含铜废液置于除杂反应罐中，将工业碳酸钡以及活性炭粉加入到除杂反应罐中，调节含铜废液的pH值，使pH值在1.0-1.5范围内，加入浓度0.15-0.3％的高锰酸钾溶液，搅拌1h后，将除杂反应罐中的溶液经过压滤机压滤，固液分离，使得杂质以固体的形式分离出来，净化的含铜溶液备用；
S2、吸附解析
步骤S1中得到的含铜溶液以阳离子交换树脂吸附处理至铜离子浓度＜0.5ppm，而后再调节该废液的pH值至6-9达标排放，当阳离子交换树脂吸附饱和后，以10-20wt％的硫酸再生处理阳离子交换树脂，解析形成浓度20-25g/L的硫酸铜溶液；
S3、超声处理
将步骤S2得到的硫酸铜溶液置于超声波清洗器中进行超声处理；
S4、铜粉沉积
采用石墨作为阳极，不锈钢作为阴级，以上组成电极，将电极置于步骤S3处理后的含铜废液中，添加表面活性剂，接通脉冲直流电流，恒温下进行脉冲电沉积反应，在不锈钢上沉积铜粉；
S5、铜粉回收
将步骤S4沉积的铜粉置于含抗氧化剂和油酸的溶液中搅拌，进行粉体抗氧化改性；用去离子水和乙醇进行清洗，然后放入真空干燥箱中干燥，得到纳米铜粉。
2.根据权利要求1所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S2中的阳离子交换树脂为基体上具有磺酸基的苯乙烯-二乙烯苯共聚树脂。
3.根据权利要求2所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S2中调节该废液的pH值至6-9的方法是采用中性和/或碱性废水稀释和/或中和处理。
4.根据权利要求3所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S3中超声处理的条件为：25℃下，在30-800w的超声功率中处理0.3-3h。
5.根据权利要求4所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S4中，阳极和阴极间距离为1-5cm；阳极和阴极的尺寸为5cm×5cm。
6.根据权利要求5所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S4中，脉冲电沉积的电流密度为50-1200A/m2、占空比为30-150％、电沉积温度为10-150℃、电沉积时间为2-5h。
7.根据权利要求6所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S4中，表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
8.根据权利要求7所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S5中，抗氧化剂为苯骈三氮唑。
9.根据权利要求8所述的一种印制电路板厂含铜废液的回收处理方法，其特征在于，步骤S5中，搅拌温度为30-50℃，搅拌时间为20-30min，真空干燥温度为40-60℃，真空干燥时间为1-3h。
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