电路板蚀刻废液循环回用与铜回收的过程研究
发布时间：2020-04-15 00:23
【摘要】：蚀刻是印制电路板制造的重要工序,生产过程中产生大量高铜蚀刻废液,蚀刻废液属于危险液体废物,含有大量的铜、氯等污染成分,如果不经过严格的处理就直接排放到环境中,不仅造成资源的浪费和损失,而且也会对人类和自然环境造成很大的危害。另外,蚀刻废液中的铜离子及氯离子也具有很高的回收价值,在当今资源日益紧缺且环境形势日益严峻的境况下,如何严格并妥当处理这么大产量的废液是个十分重要的问题。为了实现与现有蚀刻线上再生无缝对接,本文研究了广州广合公司生产过程,并依此推断出在25℃下,溶液的一价铜离子浓度从1.2 g/L降至0.4 g/L。氧化还原电位需从447 mv升至500 mv。为了实现清洁生产,本文首先采用空气/氧气再生酸性蚀刻废液,设计了鼓泡塔和填料塔。结果显示,在鼓泡塔内,用空气再生酸性蚀刻液的时间为35分钟,用氧气再生酸性蚀刻液的反应时间为15分钟。在填料塔内,用空气再生酸性蚀刻液的时间为24分钟,用氧气再生酸性蚀刻液的反应时间为13分钟。故而因此推断,故而利用气液反应氧化酸性蚀刻废液的反应时间有一个极限值。利用空气/氧气氧化再生体系在常压下的再生反应时间极限值预计在12分钟左右。为了进一步利用该过程得到更多的经济效应,本文采用电解生成氯气氧化再生酸性蚀刻液,电沉积生成铜进一步扩大经济利益的方式来实现。在本次实验所设计的阳极室500 ml容量的填料塔中,当阳极电流设计为1.5 A,过塔时间为10 min时酸性蚀刻废液可实现再生。在阴极室,阴当一价铜离子抑制剂的量为标准量的两倍时,阴极电流密度1000 A/m2时,阴极的出铜率可达到100%,同时,由于阳极室中酸性蚀刻废液得到再生,阴极室中可以得到较好的电解铜粉,在实现酸性蚀刻液线上再生的同时也得到了更好的经济收益。该方法具有较广阔的推广前景。
【图文】：
图 1-1 氧化铜回收法流程Fig1-1 The process of the recovery of copper oxide1.4.3.3 氯化亚铜回收法氯化亚铜回收法主要还是利用二价铜离子与单质铜反应，在经过稀释的溶液中生不稳定的[CuCl2]-配合物，再由其水解生成氯化亚铜的沉淀而制成。此法不仅仅回收了离子，同时也能够回收氯离子，并且氯化亚铜具有很高的经济价值。江丽[45]等人在废的蚀刻液中加入铜粉和氯化钠，加水不断搅拌出现沉淀，溶液变为棕褐色，过滤得到化亚铜。毛谙章[46]等人以亚硫酸钠还原酸性蚀刻废液制备氯化亚铜时，详细分析了该系中的铜、氯离子的总物质的量的比，以及还原剂和铜离子的比，反应时间、温度、p值等物理参数对最终受益以及所得物纯度的影响。研究表明，当 n(Cl-): n(Cu2n(Na2SO3)=1.4:1:1.4、在 30℃下反应 1 个小时，使得氯化亚铜的回收率高达 94%。
图 1-2 氯化亚铜回收法Fig1-2 The process of the recovery of cuprous chloride然简便易操作，但所得到的氯化亚铜却不易处理，暴露在空气中同时，在处理含铜废水的同时也在消耗铜，经济上并不合理。酸铜回收法回收法主要是在使用酸碱蚀刻废液中和生成氧化铜之后再加入硫人经过反复试验后发现，当反应温度为 90℃，pH 值在 9.5~10 之合适于后续操作的，加入硫酸之后，将 pH 值控制在 1.5~2.0 之间为合适。但此工艺需要消耗大量的碱和硫酸，经济上并不合理。一种采用蒸发的方式将 HCl 蒸走，回收氯化氢，并在体系中加入种工艺。该工艺虽然可以得到硫酸铜和盐酸两种产品，但不可避大，，同时需要升温，导致工艺所对应的设备要求极高，设备投资时将会放出大量的热，添加硫酸的工艺控制不易。此热能如何有
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X76;TF811
【图文】：
图 1-1 氧化铜回收法流程Fig1-1 The process of the recovery of copper oxide1.4.3.3 氯化亚铜回收法氯化亚铜回收法主要还是利用二价铜离子与单质铜反应，在经过稀释的溶液中生不稳定的[CuCl2]-配合物，再由其水解生成氯化亚铜的沉淀而制成。此法不仅仅回收了离子，同时也能够回收氯离子，并且氯化亚铜具有很高的经济价值。江丽[45]等人在废的蚀刻液中加入铜粉和氯化钠，加水不断搅拌出现沉淀，溶液变为棕褐色，过滤得到化亚铜。毛谙章[46]等人以亚硫酸钠还原酸性蚀刻废液制备氯化亚铜时，详细分析了该系中的铜、氯离子的总物质的量的比，以及还原剂和铜离子的比，反应时间、温度、p值等物理参数对最终受益以及所得物纯度的影响。研究表明，当 n(Cl-): n(Cu2n(Na2SO3)=1.4:1:1.4、在 30℃下反应 1 个小时，使得氯化亚铜的回收率高达 94%。
图 1-2 氯化亚铜回收法Fig1-2 The process of the recovery of cuprous chloride然简便易操作，但所得到的氯化亚铜却不易处理，暴露在空气中同时，在处理含铜废水的同时也在消耗铜，经济上并不合理。酸铜回收法回收法主要是在使用酸碱蚀刻废液中和生成氧化铜之后再加入硫人经过反复试验后发现，当反应温度为 90℃，pH 值在 9.5~10 之合适于后续操作的，加入硫酸之后，将 pH 值控制在 1.5~2.0 之间为合适。但此工艺需要消耗大量的碱和硫酸，经济上并不合理。一种采用蒸发的方式将 HCl 蒸走，回收氯化氢，并在体系中加入种工艺。该工艺虽然可以得到硫酸铜和盐酸两种产品，但不可避大，，同时需要升温，导致工艺所对应的设备要求极高，设备投资时将会放出大量的热，添加硫酸的工艺控制不易。此热能如何有
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X76;TF811
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1 于天仁;
本文编号：2627897
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