[发明专利]一种从酸性蚀刻废液中回收盐酸及制取硫酸铜的工艺及装置

说明书

本发明公开了一种从酸性蚀刻废液中回收盐酸及制取硫酸铜的工艺及装置，属于电子行业废液回收处理领域。本发明将酸性蚀刻废液多效蒸发结晶分离为稀盐酸和氯化铜结晶物，然后通过磺化反应将氯化铜与浓硫酸反应成硫酸铜和氯化氢气体，并利用多效蒸发结晶分离出的稀盐酸来吸收反应产生的氯化氢气体生产氯化氢含量31％的盐酸产品；硫酸铜经结晶和重结晶后得到纯净的五水硫酸铜结晶体，并且磺化反应过程中产生的含硫酸母液经提浓后重新参与磺化反应。本发明可回收高浓度的纯净盐酸，通过重结晶方法可制取高纯度的五水硫酸铜，并且运行过程中无三废产生，产生的液体、气体和固体均制取成产品，废液处理完全，产品转化率高，运行安全稳定。

技术领域

本发明涉及一种酸性蚀刻废液的回收处理，更具体地说，涉及一种从酸性蚀刻废液中回收盐酸及制取硫酸铜的工艺及装置。

背景技术

在印制电路、电子和金属精饰等工业中，酸性蚀刻有着广泛的应用，其主要有三氯化铁蚀刻液、硫酸/双氧水体系蚀刻液、酸性氯化铜蚀刻液等类型，酸性氯化铜体系蚀刻液是现用最广泛的蚀刻液，其适用线路板的内层和正片法的外层蚀刻，随着高度精细化线路和高层数印制电板产量的增加，印制电板酸性蚀刻所产生的废液量将大大增加，因此增大了对周边环境的负荷，严重危害了操作人员的健康。

酸性蚀刻废液中铜盐的回收包括二水氯化铜、氧化铜、氧化亚铜、硫酸铜、氯化亚铜和碱式氯化铜。常用的回收铜的方法包括：中和法、喷雾焙烧法、中和-酸溶法、电解再生法。其中，中和法是在预热后的酸性蚀刻废液中加入预热的碱液，使铜离子转化为棕黑色氧化铜沉淀，采用中和法可从酸性蚀刻废液中可回收微米级氧化亚铜。喷雾焙烧法是将酸性蚀刻废液经加压喷嘴喷出，以雾状方式分散在550℃的焙烧炉中，分解形成氯化氢、氧化铜。中和-酸溶法是在中和法制备氧化铜的基础上，加入硫酸溶解、冷冻结晶，制得硫酸铜晶体。硫酸置换法是先加入98％的浓硫酸，在140℃的情况下将酸性蚀刻废液滴加进行置换反应，反应在真空中进行，使氯化氢气体排出，经水吸收，回收质量分数为22％～32％的盐酸，回收硫酸铜晶体。电解再生法，酸性蚀刻废液电解再生方法主要包括常规电解法、离子膜电解法和隔膜电解法等。

但是，在上述回收铜的方法中，实际运行中存在硫酸铜转换率低、铜的回收难度大、运行安全系数低、三废产生高等问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有酸性蚀刻废液回收工艺技术和工程实际运行中存在硫酸铜转换率低、运行安全系数低和三废产生高等问题，提供一种从酸性蚀刻废液中回收盐酸及制取硫酸铜的工艺及装置，采用本发明的技术方案，可回收高浓度的纯净盐酸，通过重结晶方法可制取高纯度的五水硫酸铜，并且运行过程中无三废产生，产生的液体、气体和固体均制取成产品，废液处理完全，产品转化率高，运行安全稳定，极大地降低了酸性蚀刻废液的处理成本，最大程度回收了废液中的有效物质。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种从酸性蚀刻废液中回收盐酸及制取硫酸铜的工艺，包含以下步骤：

(1)将含有铜离子和氯化氢的酸性蚀刻废液沉淀除杂后泵入多效蒸发系统，经蒸发冷凝产生的稀盐酸作为回收高浓度盐酸的制酸系统的吸收液；经蒸发浓缩产生的氯化铜过饱和浓缩液进入氯化铜结晶系统，结晶完成后进行固液分离，分离出来的氯化铜结晶物进入后道硫酸铜合成系统，分离出来的氯化铜母液返回多效蒸发系统重新蒸发浓缩；

(2)在硫酸铜合成系统中，通过氯化铜的磺化反应合成硫酸铜，化学反应方程式为：

CuCL₂+H₂SO₄＝CuSO₄+2HCL，