[发明专利]一种回收酸性蚀刻液中铜的工艺及系统装置

说明书

本发明属于含铜废液资源化和有色金属回收领域，特别涉及一种回收酸性蚀刻液中铜的工艺及系统装置。其中，铁置换铜电解槽包括阳极钛框与阴极铜片，阳极框中放入废铁，阴极铜片在电解槽中，在外加直流电场条件下，诱导酸性蚀刻废液中的铜离子定向迁移到电解槽中的阴极板上发生还原反应，电解为铜板与海绵铜产品；而废铁在阳极钛框中氧化为二价亚铁离子；处理后的废液经隔膜电解槽氧化后，向其中加入聚合稳定剂与聚合氧化剂发生聚合反应，最后用盐酸或碱调节混合液中聚合物的碱化度，最终制备副产品聚合氯化铁絮凝剂。本发明可以完全回收酸性蚀刻废液中的铜，并将废液全部转化为副产品絮凝剂，经济效益高、零污染。

技术领域

本发明属于含铜废液资源化和有色金属回收领域，特别涉及一种回收酸性蚀刻液中铜的工艺及系统装置。

背景技术

印制电路板是电子信息产业的基础，现代高科技产品都离不开印制电路板。自2009年初，我国已印制电路板生产第一大国，印制电路板（PCB）蚀刻过程中消耗大量的酸性蚀刻液，酸性蚀刻废液中铜离子浓度Cu²⁺为110g/L～140g/L,大多数生产高精度多层线路板（线宽2～3mil）的电路板企业会选择将蚀刻废液卖给专门处理废液的公司去处理，用新的蚀刻子液做板，以保证做板质量要求，因此针对药水回收公司，待处理的酸性蚀刻废液量巨大，如何对酸性蚀刻废液中重金属污染进行合理回收，是重金属废水资源化利用中亟待解决的技术问题。

目前已公开披露的酸性蚀刻液处理方法有铁置换法、萃取-电积法、隔膜电解法、中和沉降法等：

（1）铁置换法（中国专利公开号CN 1062930A）即利用铁的还原性比铜高，向酸性蚀刻废液中加入铁置换酸性蚀刻液中的铜，该方法要求加入废液中的铁为比表面积大的还原性铁粉或者铁片，而且置换反应直接在铁的表面发生，产生海绵铜包裹在铁表面，导致铁消耗量大、铜产品纯度只有70%左右、产品附加值不高，且置换反应后期反应缓慢、反应结束后仍1g/L左右的铜离子残留在废液中，排放造成污染与资源浪费。

（2）萃取-电积法（中国专利公开号CN 101125719A、中国专利公开号CN 202164354U、中国专利公开号CN 101550488A、中国专利公开号CN 101693997 A）即利用有机铜萃取剂萃取蚀刻液中的铜离子，然后用硫酸反萃为硫酸铜溶液，再进入电解槽中电解为铜板，该工艺虽然可以回收高纯度铜板，但也有诸多缺点：酸性蚀刻废液需要用碱（氨水、氢氧化钠、碳酸钠等）调节pH值到萃取所需值，需要消耗大量的碱，而且萃取剂价格昂贵，容易被酸性蚀刻液氧化、循环过程中的流失等因素导致该法处理成本巨大，且回收完铜产品的废水含有大量的铵根离子与氯离子，排放造成巨大二次污染。

（3）隔膜电解法（中国专利公开号CN 102286746 A、中国专利公开号CN 102732888A、中国专利公开号CN 102321908 A）即利用离子膜将电解槽分割为独立的阳极区与阴极区，阴极区发生析铜半反应回收铜产品，阳极区使酸性蚀刻废液的氧化还原值提高；酸性隔膜电解法的优点是可以回收废液中的铜，同时让废液再生为新的蚀刻液，但该法再生的蚀刻液需要补加大量的酸跟氧化剂才能达到蚀刻回用要求，电效低、处理量小、同时，隔膜电解槽阳极会发生析氯反应，造成二次污染（阳极区放硫酸或硫酸铜可以避免析氯，但阴极区酸性废液换缸频率增加，体积增量大），而且隔膜电解设备只适合于生产单面板、双面板或者蚀刻精度要求不高的电路板企业，对蚀刻精度要求高的电路板，该法再生蚀刻液无法保证蚀刻做板的质量， 而且隔膜电解法设备投入高。

（4）中和沉降法（中国专利公开号CN 101654275 A、中国专利公开号CN 101654276A）即在酸性蚀刻液中加入碱或者碱性蚀刻液，先沉淀碱式氯化铜与氢氧化铜，然后用酸溶解直接得到硫酸铜或者直接煅烧得到氧化铜。该法处理酸性蚀刻液得到的产品附加值不高，且工艺繁琐会产生大量含氯与氨氮废水。

以上四种非酸性蚀刻液回收铜的方法存在各种不同弊端，不能大规模处理酸性蚀刻液。

发明内容