[发明专利]线路板蚀刻废液回收制取氧化铜/硫酸铜的方法及装置

说明书

技术领域  本发明涉及一种废液回收制取氧化铜/硫酸铜的方法及装置，更具体地说，涉及一种线路板蚀刻废液回收制取氧化铜/硫酸铜的方法及装置。

背景技术  众所周知，线路板的蚀刻工艺有以氨为腐蚀剂的碱性蚀刻和以盐酸为腐蚀剂的酸性蚀刻工艺两种，故其废液也有碱性废液和酸性废液两种，由于回收工艺包括加碱、加热和负压的方法回收氨和生产氧化铜，并要加硫酸以降温获得硫酸铜结晶，因而设备必须耐腐蚀、耐正负压和耐温度的反复交替变化。

在现有技术中，由于没有先进的反应釜和相应的附属设备，其流程复杂、工艺繁多并具有大量的安全环保问题，且装置占地面积大。另外，现有的符合该工艺的材料仅有哈氏合金-B，但其价格为不锈钢的几十倍，难以普及用于该工艺。

目前，较为先进的氨回收工艺是三级回收工艺，每一级回收都由吸收器、冷却箱、氨水储槽、循环泵及管线组成，由于三级回收的十二种设备是各自独立的，故具有设备占地面积大、泄漏点多、难以实现自控等缺点。

发明内容  本发明的目的在于提供一种线路板蚀刻废液回收制取氧化铜/硫酸铜的方法及该方法相应的装置。

为了达到目的，本发明提供了如下的技术方案：发明一种线路板蚀刻废液回收制取氧化铜/硫酸铜的方法，采用序批式反应，包括如下过程：(1)将铜的重量百分含量为8％～14％的线路板蚀刻碱性废液加入反应釜，按铜∶氢氧化钠的摩尔比为1∶1.0～2.2的比例加入氢氧化钠固体或其水溶液，常温搅拌10～30分钟，再(2)搅拌下将反应物加热至95℃～110℃，同时开启氨回收系统，恒温吸氨2～4小时，将氨回收系统制取的氨水重量百分比浓度控制在20％～25％，用作蚀刻酸性废液制作铜氨液，然后(3)在恒温吸氨后，开启反应釜的射流真空泵，负压降温至50℃～60℃，停搅拌，静置10～30分钟，让CuO沉淀，排去中上层清液，再开启搅拌，补水洗涤，复重操作2～3遍，再(4)将冼涤后的余料离心分离，得到含水重量10％～20％的氧化铜，干燥，得含水2％以下氧化铜最终产品，或者(5)加入铜∶硫酸的摩尔比为1∶1.0～1.1的硫酸，补加水量为铜摩尔数4～6的水，开搅拌，开启射流真空泵，按1～4℃/分钟的速率降温至40℃～室温，静置10～30分钟，排除上层清液，将剩余料进行固液分离，得最终产品CuSO₄.5H₂O。所述的碱性废液之PH值一般为9～13，实际操作中以铜含量来控制工艺指标；所述的铜∶氢氧化钠的摩尔比，其中的铜是以离子状态存在，包括一价铜和二价铜，当线路板蚀刻碱性废液的铜为一价铜时，则铜∶氢氧化钠的摩尔比为1∶1.0～1.1，即氢氧化钠略微过量即可；同理，当线路板蚀刻碱性废液的铜为二价铜时，则铜∶氢氧化钠的摩尔比为1∶2.0～2.2，即氢氧化钠略微过量即可；若同时存在一价铜和二价铜，则根据具体情况确定氢氧化钠用量。氨回收系统制取的氨水浓度控制在20％～25％，在操作中，NH₃排放浓度标准为30mg/l，排到中和槽4-5，操作中无需控制该指标，只要控制恒温吸氨2～4小时即自然达到。

本发明的实施中，当线路板蚀刻废液是酸性废液时，则用铜∶NH₃的摩尔比为1∶1.0～2.2的氨水制成铜氨液，并将该铜氨液经外循环过滤后，再按权利要求1(1)～(5)过程制取氧化铜或硫酸铜。  上述过程从酸性蚀刻液至最终制造CuSO₄·5 H₂O的化学反应式如下：

(1)酸性蚀刻液+氨水(氨碱化反应)

HCl+NH₄OH＝NH₄Cl+H₂O+Q

Cu+2NH₄Cl+2NH₃+1/2O₂＝Cu(NH₃)₄Cl₂+H₂O+Q

Cu(NH₃)₄Cl₂+Cu＝2Cu(NH₃)₂Cl-Q

(2)铜氨液+烧碱(重碱化反应)

Cu(NH₃)₄Cl₂+2NaOH＝CuO+4NH₃+2NaCl+H₂O+Q

(3)酸性蚀刻液+烧碱(重碱化反应)