[发明专利]一种从酸性废蚀刻液中回收铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从酸性废蚀刻液中回收铜的方法。

背景技术

印制电路板(PCB)的生产工艺流程长，蚀刻工序是PCB生产流程中比重最大的一部分。在蚀刻工序中，当蚀刻液由于溶解的物质太多而使蚀刻指标，包括速度、侧蚀系数、表面洁净性等低于工艺要求时，即成为废蚀刻液。蚀刻液包括酸性蚀刻液、碱性蚀刻液和微蚀刻液。酸性蚀刻主要应用于多层电路板的内层电路图形的制作，一般来说，每生产1m²线路板需消耗蚀刻液2~2.5L，相应的也产出废蚀刻液2~2.5L，其铜离子浓度很高，达120g/L或更高，这些废蚀刻液的主要成分有：重金属铜、铵盐、磷酸根及含碘化合物等无机物；含硫有机物、含氮杂环化合物和含氰根化合物等有机物；聚氧乙烯类化合物、聚乙烯醇类化合物等高分子化合物。PCB行业每年消耗精铜10万吨以上，产出的含铜废水中总铜含量在5万吨以上，氯化铵约l0万吨、无机及有机磷约4000吨、含硫含氮杂环有机物约1000吨，因此可以看出：废蚀刻液的污染指数很高，是典型的危险液体废物；同时废蚀刻液还是一种价值不菲的复合资源，其资源回收和再生利用的潜力巨大。

国内外对酸性废蚀刻液处理方法主要有置换法、电解法、中和沉淀法等。置换法得到海绵铜品位不高，回收铜后尾液含铜量高等缺点；电解法生产出来的铜粉虽然纯度高，性能上优于其它方法生产的铜粉，但是电解法生产铜粉的效率相对较低，耗电量较高，并且废液中的重金属离子浓度不能降得很低，排放前要进行严格的治理，并且电解法容易产生氯气；中和沉淀法处理含铜废液，工艺简单，投资少，但是硫酸铜结晶后母液含铜量较高，需进一步处理，不能对废水中的铵盐等无机物和有机物循环利用，造成严重的环境污染。目前国内外已开展采用萃取方法回收蚀刻液中的铜，其萃取剂主要为Lix系列萃取剂或M5640萃取剂；在采用LIX?或M5640萃取剂萃铜时，每萃取一个分子的铜，就必须释放出两个分子的H⁺；如果萃取的铜越多，释放的H⁺也就越多，溶液的酸度也就越大；而LIX?或M5640萃取剂在酸性条件下对铜的萃取率很低。而且LIX?或M5640萃取剂萃铜属于肟类萃取剂，不像磷类酸性萃取剂P204、P507可以采用皂化方式来中和萃取剂中的H⁺，使其萃取时不释放H⁺，保持料液pH的稳定；因此目前LIX?或M5640萃取剂在高铜料液萃取中无法应用，特别是在酸性体系中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从酸性废蚀刻液中回收铜的方法，提高回收铜的纯度和质量，提高经济效益，以减少污水排放量。

本发明所述的酸性废蚀刻液，其为印制电路板蚀刻工序过程中蚀刻了铜的废液，该废液的H⁺浓度为0.01~3mol/L，铜离子5~160g/L及氯离子。本发明的从酸性废蚀刻液中回收铜的方法如下：

(1)将有机相与酸性废蚀刻液按体积比1~30∶1，经过1~5级萃取铜；(2)将步骤(1)所得的负载有机相与纯净水按体积比0.1~10∶1经过1~5级洗涤；(3)将步骤(2)洗涤后的负载有机相与含硫酸130~250g/L、铜离子5~50g/L的硫酸铜溶液按体积比1~10∶1经过1~3级反萃取，反萃取后的有机相返回步骤(1)重复使用；水相为硫酸铜溶液；(4)采用金属不锈钢304、不锈钢316或金属钛为阴极，在电流密度50~400A/m²下电沉积步骤(3)所得硫酸铜溶液，得到电沉积铜，电沉积铜后的硫酸铜溶液返回步骤(3)重复使用。

所述有机相为体积比5~20%的Lix^?系列萃取剂和胺类萃取剂的混合萃取剂与80~95%煤油或200^#溶剂油。

所述的Lix^?系列萃取剂为Lix84-I、Lix973或Lix984。

所述的胺类萃取剂为N235或N263。

所述Lix^?系列萃取剂与胺类萃取剂的体积比为0.05~8∶1。