[发明专利]一种利用蚀刻废液和废铝片制备纳米级铜粉的方法和设备

说明书

本发明提出了一种利用蚀刻废液和废铝片制备纳米级铜粉的方法，包括以下步骤：步骤一，将酸性蚀刻废液贮存在反应罐中；步骤二，向反应釜内，加入废铝片，废铝片的加入量原则上要保证能全部置换出溶液中的铜离子，且加入量不足以把溶液中的氢离子反应完全；开启搅拌；铜离子和铝发生置换反应后，得到含有未反应完的铝片、纳米级铜粉和氯化铝溶液，真空抽滤，经过多孔陶瓷过滤板过滤后的得到高纯纳米级铜粉，滤液经过真空抽液口排出反应罐。本发明将蚀刻废液中的铜以高纯纳米级铜粉的方式提取出来，具有很高的经济价值，与蚀刻废液反应将铜置换出来，变废为宝，经济效益显著，便于行业推广。

技术领域

本发明涉及废液处理技术领域，具体涉及一种利用蚀刻废液和废铝片制备纳米级铜粉的方法和设备。

背景技术

在制造印刷线路板(PCB)的蚀刻工序中，需要使用大量碱性蚀刻液或酸性蚀刻液处理印刷线路板，由此该蚀刻工序产生大量含铜、氨、砷等物质的碱性蚀刻废液或者酸性蚀刻废液。目前，有些厂家采用酸性蚀刻工艺，有些厂家则采用碱性蚀刻工艺，酸性蚀刻适合做内层、快板、普通单双面板，其蚀刻速度较慢；碱性蚀刻适合做高精密板，其蚀刻速度快。若不对这些酸性或碱性蚀刻废液进行处理，将对环境造成污染，而且浪费该蚀刻废液中的有用材料如铜。

目前，对碱性或酸性蚀刻废液的处理方法有：电解提铜处理法，例如，发明专利CN102206823A中所记载的电解处理法，该方法的缺点是工艺复杂、投资大；溶剂萃取法，即将萃取剂加入到碱性蚀刻废液中，得到含铜溶液及蚀刻再生液，该方法的缺点是需要使用昂贵的萃取剂、工艺繁琐；以及用还原提纯铜的方法，例如，发明专利CN102019430A中所记载的用水合肼还原来提纯铜的方法，该方法的缺点是工艺控制复杂，成本高。

因此，目前需要开发一种处理蚀刻废液提取铜的方法，该方法的工艺简单、成本低廉，可以大批量地处理蚀刻废液，并且实现铜的回收再利用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用蚀刻废液和废铝片制备纳米级铜粉的方法和设备，将蚀刻废液中的铜以高纯纳米级铜粉的方式提取出来，具有很高的经济价值。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种利用蚀刻废液和废铝片制备纳米级铜粉的方法，包括以下步骤：

步骤一，将酸性蚀刻废液贮存在反应罐中；

步骤二，向反应釜内，加入废铝片，废铝片的加入量原则上要保证能全部置换出溶液中的铜离子，且加入量不足以把溶液中的氢离子反应完全；开启搅拌；铜离子和铝发生置换反应后，得到含有未反应完的铝片、纳米级铜粉和氯化铝溶液，真空抽滤，经过多孔陶瓷过滤板过滤后的得到高纯纳米级铜粉，滤液经过真空抽液口排出反应罐。

作为本发明的进一步改进，步骤一中所述酸性蚀刻废液中铜离子含量为20～250g/L，游离氢离子浓度为0.5～6mol/L。

作为本发明的进一步改进，步骤二所述废铝片的添加量为铜离子摩尔含量的1.1～1.2倍。

作为本发明的进一步改进，步骤二所述搅拌转速为200-1000r/min。

作为本发明的进一步改进，步骤二所述真空抽滤时真空度为0.01-0.5MPa。

作为本发明的进一步改进，步骤二所述铜粉的粒径在20-200nm之间。

本发明进一步保护一种利用蚀刻废液和废铝片制备纳米级铜粉的设备，包括：

真空抽液口，与真空泵相连，用于在反应结束后在反应罐内形成负压，促进含铜废液经过多孔陶瓷过滤板过滤；

排铜口，位于反应罐底部，用于将生成的纳米级铜粉排出；

多孔陶瓷过滤板，位于反应罐底部上端，用于过滤纳米级铜粉和未反应完的废铝片；