CN1414123A

CN1414123A - 废铜箔回收的方法

Info

Publication number: CN1414123A
Application number: CN01136801A
Authority: CN
Inventors: 吕明传; 陈祝毅; 陈威端
Original assignee: JINJU KAIFA COPPER FOIL CO Ltd
Current assignee: JINJU KAIFA COPPER FOIL CO Ltd
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: CN1195880C

Abstract

一种废铜箔回收的方法，其是利用化学溶解、结晶纯化，以含硫酸的溶液回收电镀一种或一种以上重金属的废铜箔的方法；将废铜箔以硫酸溶液溶解，以产生硫酸铜溶液，并稳定其浓度后，再将硫酸铜溶液结晶，亦即分离成结晶与母液两部分，此时，废铜箔上的重金属已移至该母液，再通过清水冲洗，使结晶与母液分离，所得的硫酸铜结晶送至电镀槽中溶解以完成回收铜箔。具有降低回收铜箔费用的功效。

Description

废铜箔回收的方法

技术领域

本发明是有关于一种废铜箔回收的方法，尤指一种化学溶解、结晶纯化，以含硫酸的溶液回收电镀一种或一种以上重金属的废铜箔的方法。

背景技术

在一般印刷电路板工业中，通常于电路板表面均布有铜箔，以供电流讯号流通之用；而工厂对于其因制程上的错误、疏失或其它因素而生产的不良电路板，通常均会将布于其上的铜箔予以回收，以节省成本支出。

目前一般铜箔厂回收废铜箔有二种方法。

1、方法之一是委外热融处理后，回收再使用。

委外将废铜箔投入热融槽中，待其融化及分离其中所含的重金属后，再予以重新铸型、加工而回收再利用。其主要缺陷在于：

由于重金属的分离程序所需消耗的费用昂贵，在整体的程序上无经济价值，下面列出此处理方法所需消耗的经费核算：

假设某工厂目前废铜箔委外处理量平均为145吨/月，处理费用为8.54千元/吨，则每月委外处理费平均约1238千元/月。

2、方法之二是将废铜箔直接投入原料溶解槽，回收再使用。其主要缺陷在于：

由于废铜箔含重金属，如直接投入原料溶解槽，会造成其它重金属析出，当这些析出的重金属浓度超过一定浓度(如6g/l)以上时，系统的溶解度会下降，造成原料溶解槽内硫酸铜大量的结晶，而影响制程的稳度及产品品质，故需将原料溶解槽镀液抽换掉，再重新造液。

下面列出重新造液所需消耗的经费核算：

假设某工厂目前共有四条生产线Line-Line4，则重新造液所需费用估算如下：

一、各线镀液总量(液位100％＝222m³)：

Line1：[222m³×42％(溶解槽)1+[41m³(过滤器)]+[9m³(中间槽)]+[10m³(机台)×6]+[4m³(管路)＝208m³/Line；

Line2：[222m³×42％(溶解槽)]+[41m³(过滤器)]+[9m³(中间槽)]+[10m³(机台)×6]+[4m³(管路)]＝208m³/Line；

Line3：[222m³×49％(溶解槽)]+[41m³(过滤器)]+[9m³(中间槽)]+[10m³(机台)×6]+[4m³(管路)]＝223m³/Line；

Line4：[222m³×52％(溶解槽)]+[21m³(过滤器)]+[9m³(中间槽)]+[10m³(机台)×4]+[4m³(管路)]＝189m³/Line；

总镀液量：Line+Line2+Line3+Line4＝828m³。

以每月145吨废铜箔估算，约造成1.75g/l浓度的提升(145吨×I％×1000公斤/吨/828m³)，以一卡车20m³估算，约需12车次才能将浓度稀释至合理标准值。

二、镀液抽掉所需造液的铜及硫酸费用：

1、铜(单价：61元/kg)

20m³车次×12车次×I,0001/m³×103g/1×1kg/1,000g×61元/kg＝1,508千元；

2、硫酸(单价：1.64元/kg)

20m³车次×12车次×I,0001/m³×103g/1×1kg/1,000g×1.64元/kg＝40.5千元；

铜及硫酸花费：1,508+40.5＝1,548千元/月。

由以上可知，废铜箔每月直接投入生箔溶解槽，可节省委外处理费用1,238千元/月<方法之一>，但重新造液所需的铜线及硫酸费却高达1,548千元/月<方法之二>；故废铜箔直接投入溶解槽不符合经济效益。

由上可知，传统的废铜箔回收方法，在实际使用上，显然具有不便与缺失存在，必须加以改善。

发明内容

针对上述缺陷，本发明人特潜心研究，并配合学理的运用，终于创造出本发明的技术方案。

本发明的主要目的是提供一种废铜箔的回收方法，其是将铜箔在投入生箔溶解槽回收之前，先予以进行先进行一化学溶解、结晶纯化的反应处理，达到降低回收铜箔费用的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种废铜箔回收的方法，其特征是：它包括如下步骤：

首先，将废铜箔与硫酸溶液反应形成硫酸铜溶液并待该溶液稳定；

使硫酸铜溶液与水分分离，并使硫酸铜溶液降温至较分离前更低的饱和温度；

再将硫酸铜溶液结晶，同时形成硫酸铜结晶及母液，并以清水冲洗，将硫酸铜结晶及母液分离；

将硫酸铜结晶以水或电镀液溶解，以完成回收步骤。

该废铜箔与硫酸溶液反应后所形成的硫酸铜溶液置于暂存桶一中，以待该溶液稳定。该硫酸铜溶液是通过一浓缩系统分离出水分，该浓缩系统为蒸发罐装置、渗透膜装置、蒸馏塔装置或骤沸塔装置。该硫酸铜溶液经分离后所得的水分，作为清洗硫酸铜结晶及母液之用。该水分置于暂存桶二中，以待清洗硫酸铜结晶及母液之用。该硫酸铜溶液与水分分离后，经过冷却系统予以降温。该硫酸铜溶液经过结晶系统予以结晶，该结晶系统为结晶罐。该硫酸铜结晶经过分离系统将其与母液分离，该分离系统为真空分离机、离心分离机或加压脱水机。该硫酸铜结晶经过分离后所得的母液，是由一蒸气系统循环回硫酸溶液。该母液是置于暂存桶三中，以待循环回硫酸溶液。

本发明的方法是利用化学溶解、结晶纯化反应来达成，首先，将废铜箔以硫酸溶液溶解，再经一浓缩系统，将溶解废铜箔后的硫酸铜溶液予以浓缩至一稳定浓度后，经一结晶系统将溶液中的硫酸铜结晶，亦即分离成结晶与母液两部分，此时，废铜箔上的重金属己移至母液，再通过一分离系统将结晶与母液分离；据此，母液可回收至原先溶解废铜箔所使用的含硫酸溶液的溶解槽内继续使用，而硫酸铜的结晶则可送至电镀槽中溶解，以完成回收的步骤。

下面结合较佳实施例和附图进一步说明。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明的废铜箔回收的方法，其所需的设备包括一溶解槽20、一浓缩系统30、一冷却系统40、一结晶系统50、一分离系统60、一蒸气系统70(STM)、暂存桶一21、暂存桶二31及暂存桶三61，其详细步骤如下：

(a)首先，将废铜箔10投入含有硫酸溶液的溶解槽20中以产生溶解反应，该溶液中的硫酸浓度须在0～57％，温度在100℃以下，有氧的情况下反应；待形成硫酸铜溶液时，其反应后硫酸铜浓度须在0-64％，如此。即可置入暂存桶一21中，并待溶液稳定后，再进行下一步骤；

(b)该浓缩系统30为蒸发罐装置、渗透膜装置、蒸馏塔装置或骤沸塔装置；而在浓缩系统30中，借着混合物中沸点不同的物理性质，将硫酸铜溶液及水分予以分离，以控制硫酸铜溶液的浓度使其稳定，所分离出来的水分会先行导入暂存桶二31中。

(c)当硫酸铜溶液继续经冷却系统40予以降温至较分离前更低的饱和温度时，即可准备进行结晶。

(d)该结晶系统50可为结晶罐；在结晶系统50中，将步骤(c)的产物分离为硫酸铜结晶与母液，此时，废铜箔10上的重金属离子己移至母液中。

(e)该分离系统60为真空分离机、离心分离机或加压脱水机；在分离系统60中，将步骤(d)所产生的结晶与母液分离，同时以步骤(b)置于暂存桶二31的清水或外加的清水，或是两者的混合水，将结晶上残留的母液洗净；此时，含重金属离子的母液会先导人暂存桶三61，再将过蒸气系统70的处理后，可循环回步骤(a)的溶解槽20当作溶解废铜箔10的溶液或作其它用途，所以不会有二次污染的问题。

(f)最后，将硫酸铜结晶送入电镀槽内，并通过电镀槽内的水或电镀液使硫酸铜结晶溶解，以完成回收步骤。

在步骤(e)中，该母液虽含废铜箔10经浓缩系统30所洗出的硫酸铜溶液及部分重金属离子溶液，然而溶液中的重金属离子浓度未达一定前，其溶液尚有与废铜箔10反应的能力，不致使废铜箔10无法释出其上的重金属离子，待重金属离子到达一定浓度之后，再予以排出作废水处理，或另行补充新的硫酸溶液。

以此方法进行的回收程序，其成本分析如下：

(1)如将每月145吨废铜箔投入溶解槽，再利用结晶系统将铜金属结晶去除，约需0.32千元/月的纯水费(6.4m³纯水/月×50元/m³)；

损失的硫酸及铜箔费用分别约5.6千元/月(3.4吨/月×I.64千元)及134.2千元/月(2.2吨/月×61元/kg)；

造成的废液处理费用为42千元/月(12吨/月×3.5千元/吨)。

(2)重金属结晶系统每月所耗用的冷却水及蒸气系统费用分别为10.4千元/月及85千元/月。

《具体估算如下》

*循环水需求量：

145吨/月/(30日/月×24Hr/日×0.5)/(0.475-0.285)＝2.11m³/Hr。

*循环液需求量：

2.11m³/Hr/(1-0.475)＝4.02m³/Hr。

*冷却水需求量：

4.02X1000kg×1000g×(70-40)cal/g-℃/5℃/1000/1000＝24m³/Hr。

*蒸气系统需求量：

4.02×1000吨×1000g×(70-40)cal/g-℃/1000/510(潜热)＝236kg/Hr

*冷却水费用：

24m³/Hr×0.6元/m³×30日/月×24Hr/日＝10.4千元/月。

*蒸气系统费用：

0.236吨/Hr×500元/m³×30日/月×24Hr/日＝85千元/月。

(3)工程投资设备假设8,000千元，则每月折旧费为95千元/月(8,000千元/7年/12月)；修护费为9.3千元/月(8,000千元×I.4％/12月)。

综上所述，每月可节省856千元/月，年效益为10,272千元/年，回收年限为9.3个月。

由上可知，本发明的废铜箔回收的方法可大幅减低重金属处理所消耗的费用。本发明的废铜箔回收的方法，至少具有以下的优点：

1、节省废铜箔直接予以热融处理所耗费的昂贵费用。

2、程序中浓缩系统所排放的水分，可另外导至分离系统加以利用，如此可充分达到资源回收的成效。

3、程序中分离系统所排放的母液，亦可另外导至溶解槽中加以利用，可供重复利用的再生资源。

综上所述，本发明确可达到预期的使用目的，克服传统技术的缺陷，具有新颖性、创造性及实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡运用本发明说明书及图式内容所为的修改或变化，均包含于本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种废铜箔回收的方法，其特征是：它包括如下步骤：

将硫酸铜结晶以水或电镀液溶解，以完成回收步骤。

2、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该废铜箔与硫酸溶液反应后所形成的硫酸铜溶液置于暂存桶一中，以待该溶液稳定。

3、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该硫酸铜溶液是通过一浓缩系统分离出水分，该浓缩系统为蒸发罐装置、渗透膜装置、蒸馏塔装置或骤沸塔装置。

4、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该硫酸铜溶液经分离后所得的水分，作为清洗硫酸铜结晶及母液之用。

5、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该水分置于暂存桶二中，以待清洗硫酸铜结晶及母液之用。

6、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该硫酸铜溶液与水分分离后，经过冷却系统予以降温。

7、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该硫酸铜溶液经过结晶系统予以结晶，该结晶系统为结晶罐。

8、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该硫酸铜结晶经过分离系统将其与母液分离，该分离系统为真空分离机、离心分离机或加压脱水机。

9、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该硫酸铜结晶经过分离后所得的母液，是由一蒸气系统循环回硫酸溶液。

10、根据权利要求1所述的废铜箔回收的方法，其特征是：该母液是置于暂存桶三中，以待循环回硫酸溶液。