[发明专利]一种从酸性刻蚀液和PCB废料中电解回收铜的方法

说明书

本发明涉及一种从酸性刻蚀液和PCB废料中电解回收铜的方法，属于资源回收技术领域。其特征在于，直接利用废刻蚀液和PCB废料反应溶解金属，通过电解回收金属铜。在一定条件下，将粉碎后的PCB废料在废刻蚀液中溶解，得到的溶液在双膜三室电解槽阳极室进行氧化再生，同时在阴极室进行电沉积铜，铜的回收率可以达到98%以上。本发明处理的工艺流程简单，可以避免燃烧产生的污染，附加值高，具有良好的经济参数和环境效益。

技术领域

本发明属于资源回收技术领域，具体涉及一种从酸性刻蚀液和PCB废料中电解回收铜的方法。

背景技术

随着电子科技的进步，电子数码产品更新速度变得越来越快，而其中的核心部件印刷线路板(PCB)也变得非常重要。在全球范围内大约每年产生4000吨电子垃圾，从这些工业废物中回收分离有价值的金属既可以增加工艺的经济效益又可减少对环境的污染。

在PCB生产过程中为了能够达到理想的厚度与形状，需要对制作好的PCB进行刻蚀加工，完成PCB线路图形。其中使用量最大的就是酸性氯化铜刻蚀液，主要成分为CuCl₂和HCl，刻蚀速率快且易控制。随着铜蚀刻液使用时间延长，其中Cu⁺浓度逐渐增多，蚀刻能力下降而变成废液。

废氯化铜刻蚀液若随意排放，不仅会对环境造成极大的污染，而且也是资源的浪费。对于PCB传统回收方法采用焚烧法，该法是将拆解后的含铜电路板直接加入到鼓风炉或反应炉中，在高温下将有机物燃烧，回收剩下的金属。当废旧印刷电路板的焚烧温度在250～400℃时二恶英等有害物质产生的几率很高。

对于废刻蚀液则利用电化学还原再生和电沉积得到单质铜。电化学还原的到的刻蚀液由于刻蚀反应导致浓度增加，需要重新调配才能继续使用，而且再生的刻蚀液由于含有大量杂质离子导致刻蚀速率不易控制。

PCB金属回收采用铜片做阳极电解法，使用废刻蚀液做阳极液电解溶解金属，虽然此种方法可以避免析氯反应，且能够快速溶解金属，但是随着电解时间增加，阳极溶解导致电流密度变化使工艺参数极不稳定，不适合工业化生产，铜片溶断导致的断路使一部分铜片无法回收，使回收产率大大降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术缺陷，发明这一种高效、简单且环境友好的从酸性刻蚀液和PCB废料中电解回收铜的方法。

本发明一种从酸性刻蚀液和PCB废料中电解回收铜的方法，具体步骤如下：

（1）将粉碎的PCB废料料与刻蚀液反应的条件控制在温度10-55 ℃，搅拌速度为100-900 r/min，反应得到处理后溶液。

（2）处理后溶液在阳极室再生，不溶惰性电极做阳极，在小于300 A/m²的电流密度下氧化再生5 h。

（3）将阳极再生液继续溶解铜，循环使用2-4次，得到高(Cu²⁺/Cl^-)比值溶液，铜得到富集，此溶液作为阴极液在阴极电沉积铜。

（4）阴极采用铜片做阴极，在电流密度为200-700 A/m²下进行电解，剥下电极上的铜，干燥称重，得到单质铜。

（5）中间室所用溶液为1-5 % HCl，循环流动中间室，分别与阴、阳极室进行离子交换，最后得到高浓度的HCl。

（6）本实验用双膜三室电解槽，由阴、阳离子交换膜将电解槽分为三个室，分别为阴极室、阳极室和中间室。各室分别进行不同反应，中间室富集阴、阳离子得到副产物HCl。

本发明一种从酸性刻蚀液和PCB废料中电解回收铜的方法，跟现有技术相比较，本发明的有益效果在于：