一種從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法技術

一種從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法。其特征是步驟如下：(1)將有機相與酸性廢蝕刻液按體積比1~30∶1，經過1~5級萃取銅；(2)將步驟(1)所得的負載有機相與純凈水按體積比0.1~10∶1經過1~5級洗滌；(3)將步驟(2)洗滌后的負載有機相與含硫酸130~250g/L、銅離子5~50g/L的硫酸銅溶液按體積比1~10∶1經過1~3級反萃取，反萃取后的有機相返回步驟(1)重復使用；水相為硫酸銅溶液；(4)采用金屬不銹鋼304、不銹鋼316或金屬鈦為陰極，在電流密度50~400A/m2下電沉積步驟(3)所得硫酸銅溶液，得到電沉積銅，電沉積銅后的硫酸銅溶液返回步驟(3)重復使用。本發明專利技術的從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法，能將銅從酸性廢蝕刻液中選擇性分離，工藝簡單，分離效果好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法。
技術介紹
印制電路板(PCB)的生產工藝流程長，蝕刻工序是PCB生產流程中比重最大的一部分。在蝕刻工序中，當蝕刻液由于溶解的物質太多而使蝕刻指標，包括速度、側蝕系數、表面潔凈性等低于工藝要求時，即成為廢蝕刻液。蝕刻液包括酸性蝕刻液、堿性蝕刻液和微蝕刻液。酸性蝕刻主要應用于多層電路板的內層電路圖形的制作，一般來說，每生產1m2線路板需消耗蝕刻液2~2.5L，相應的也產出廢蝕刻液2~2.5L，其銅離子濃度很高，達120g/L或更高，這些廢蝕刻液的主要成分有：重金屬銅、銨鹽、磷酸根及含碘化合物等無機物；含硫有機物、含氮雜環化合物和含氰根化合物等有機物；聚氧乙烯類化合物、聚乙烯醇類化合物等高分子化合物。PCB行業每年消耗精銅10萬噸以上，產出的含銅廢水中總銅含量在5萬噸以上，氯化銨約l0萬噸、無機及有機磷約4000噸、含硫含氮雜環有機物約1000噸，因此可以看出：廢蝕刻液的污染指數很高，是典型的危險液體廢物；同時廢蝕刻液還是一種價值不菲的復合資源，其資源回收和再生利用的潛力巨大。國內外對酸性廢蝕刻液處理方法主要有置換法、電解法、中和沉淀法等。置換法得到海綿銅品位不高，回收銅后尾液含銅量高等缺點；電解法生產出來的銅粉雖然純度高，性能上優于其它方法生產的銅粉，但是電解法生產銅粉的效率相對較低，耗電量較高，并且廢液中的重金屬離子濃度不能降得很低，排放前要進行嚴格的治理，并且電解法容易產生氯氣；中和沉淀法處理含銅廢液，工藝簡單，投資少，但是硫酸銅結晶后母液含銅量較高，需進一步處理，不能對廢水中的銨鹽等無機物和有機物循環利用，造成嚴重的環境污染。目前國內外已開展采用萃取方法回收蝕刻液中的銅，其萃取劑主要為Lix系列萃取劑或M5640萃取劑；在采用LIX?或M5640萃取劑萃銅時，每萃取一個分子的銅，就必須釋放出兩個分子的H+；如果萃取的銅越多，釋放的H+也就越多，溶液的酸度也就越大；而LIX?或M5640萃取劑在酸性條件下對銅的萃取率很低。而且LIX?或M5640萃取劑萃銅屬于肟類萃取劑，不像磷類酸性萃取劑P204、P507可以采用皂化方式來中和萃取劑中的H+，使其萃取時不釋放H+，保持料液pH的穩定；因此目前LIX?或M5640萃取劑在高銅料液萃取中無法應用，特別是在酸性體系中。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法，提高回收銅的純度和質量，提高經濟效益，以減少污水排放量。本專利技術所述的酸性廢蝕刻液，其為印制電路板蝕刻工序過程中蝕刻了銅的廢液，該廢液的H+濃度為0.01~3mol/L，銅離子5~160g/L及氯離子。本專利技術的從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法如下：(1)將有機相與酸性廢蝕刻液按體積比1~30∶1，經過1~5級萃取銅；(2)將步驟(1)所得的負載有機相與純凈水按體積比0.1~10∶1經過1~5級洗滌；(3)將步驟(2)洗滌后的負載有機相與含硫酸130~250g/L、銅離子5~50g/L的硫酸銅溶液按體積比1~10∶1經過1~3級反萃取，反萃取后的有機相返回步驟(1)重復使用；水相為硫酸銅溶液；(4)采用金屬不銹鋼304、不銹鋼316或金屬鈦為陰極，在電流密度50~400A/m2下電沉積步驟(3)所得硫酸銅溶液，得到電沉積銅，電沉積銅后的硫酸銅溶液返回步驟(3)重復使用。所述有機相為體積比5~20%的Lix?系列萃取劑和胺類萃取劑的混合萃取劑與80~95%煤油或200#溶劑油。所述的Lix?系列萃取劑為Lix84-I、Lix973或Lix984。所述的胺類萃取劑為N235或N263。所述Lix?系列萃取劑與胺類萃取劑的體積比為0.05~8∶1。由于Lix?萃取劑萃銅屬于肟類萃取劑，不像磷類酸性萃取劑P204、P507可以采用皂化方式來中和萃取劑中的H+，使其萃取時不釋放H+，保持料液pH的穩定；本專利技術利用Lix?系列萃取劑萃取銅的高選擇性和胺類萃取劑能萃酸的特點，將胺類萃取劑與Lix?萃取劑混合,使胺類萃取劑吸收Lix?萃取劑萃銅時釋放的氫離子,從而保障萃取體系pH值穩定，保證了銅的萃取率。將銅從廢蝕刻液中萃取出來；然后洗滌負載萃取劑，洗掉夾帶的其它陽離子和氯離子，最后將銅反萃取下來，電沉積為金屬銅。本專利技術的從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法，能將銅從酸性廢蝕刻液中選擇性分離，工藝簡單，分離效果好，電解出來的金屬銅純度高，含量氧量低。具體實施方式實施例1某酸性廢蝕刻液，其中H+濃度為0.012mol/L，銅離子120g/L及氯離子；將1%Lix84-I、14%N235和85%煤油的有機相與酸性廢蝕刻液按體積比為10∶1三級萃取，萃取后分析測得廢水中銅濃度為3g/L，經計算銅萃取率達97.5%；然后將負載有機相與純凈水按體積比為10∶1三級洗滌，洗滌后，將負載有機相與含硫酸131g/L、銅離子6g/L的硫酸銅溶液按體積比為10∶1相比二級反萃取，反萃取后，有機相返回重復使用，水相為硫酸銅溶液，電流密度55A/m2下，在不銹鋼316陰極電沉積得到電解銅，電解銅純度99.95%，電沉積銅后的含硫酸130g/L、銅離子5g/L硫酸銅溶液返回反萃取有機相。實施例2某酸性廢蝕刻液，其中H+濃度為1.0mol/L，銅離子140g/L及氯離子；將10%Lix973、10%N263萃取劑和80%200#溶劑油的有機相與酸性廢蝕刻液按體積比為30∶1一級萃取，萃取后分析測得廢水中銅濃度為2.8g/L，經計算銅萃取率達98%；然后將負載有機相與純凈水按體積比為5∶1二級洗滌，洗滌后，將負載有機相與含硫酸240g/L、銅離子9g/L的硫酸銅溶液按體積比為5∶1相比二級反萃取，反萃取后，有機相返回重復使用，水相為硫酸銅溶液，在電流密度220A/m2下，不銹鋼304陰極電沉積得到電解銅，電解銅純度99.98%，電沉積銅后的含硫酸200g/L、銅離子26g/L硫酸銅溶液返回反萃取有機相。實施例3某酸性廢蝕刻液，其中H+濃度為2.9mol/L，銅離子100g/L及氯離子；將4.3%Lix984、0.7%N235萃取劑和95%煤油的有機相與酸性廢蝕刻液按體積比為20∶1一級萃取，萃取后分析測得廢水中銅濃度為1g/L，經計算銅萃取率達99%；然后將負載有機相與純凈水按體積比為0.2∶1一級洗滌，洗滌后，將負載有機相與含硫酸220g/L、銅離子20g/L的硫酸銅溶液按體積比為5∶1相比二級反萃取，反萃取后，有機相返回重復使用，水相為硫酸銅溶液，在電流密度300A/m2下，金屬鈦板陰極電沉積得到電解銅，電解銅純度99.96%，電沉積銅后的含硫酸180g/L、銅離子29g/L硫酸銅溶液返回反萃取有機相。實施例4某酸性廢蝕刻液，其中H+濃度為0.01mol/L，銅離子6g/L及氯離子；將4%Lix84-I、1%N235萃取劑和95%煤油的有機相與酸性廢蝕刻液按體積比為1∶1一級萃取，萃取后分析測得廢水中銅濃度為0.60mg\本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法，所述酸性廢蝕刻液為印制電路板蝕刻工序過程中蝕刻了銅的廢液，該廢液的H+濃度為0.01~3mol/L，銅離子5~160g/L及氯離子，其特征是由以下步驟組成：(1)將有機相與酸性廢蝕刻液按體積比1~30∶1，經過1~5級萃取銅；(2)將步驟(1)所得的負載有機相與純凈水按體積比0.1~10∶1經過1~5級洗滌；(3)將步驟(2)洗滌后的負載有機相與含硫酸130~250g/L、銅離子5~50g/L的硫酸銅溶液按體積比1~10∶1經過1~3級反萃取，反萃取后的有機相返回步驟(1)重復使用；水相為硫酸銅溶液；(4)采用金屬不銹鋼304、不銹鋼316或金屬鈦為陰極，在電流密度50~400A/m2下電沉積步驟(3)所得硫酸銅溶液，得到電沉積銅，電沉積銅后的硫酸銅溶液返回步驟(3)重復使用。

【技術特征摘要】
1.一種從酸性廢蝕刻液中回收銅的方法，所述酸性廢蝕刻液為印制電路板蝕刻工序過程中蝕刻了銅的廢液，該廢液的H+濃度為0.01~3mol/L，銅離子5~160g/L及氯離子，其特征是由以下步驟組成：(1)將有機相與酸性廢蝕刻液按體積比1~30∶1，經過1~5級萃取銅；(2)將步驟(1)所得的負載有機相與純凈水按體積比0.1~10∶1經過1~5級洗滌；(3)將步驟(2)洗滌后的負載有機相與含硫酸130~250g/L、銅離子5~50g/L的硫酸銅溶液按體積比1~10∶1經過1~3級反萃取，反萃取后的有機相返回步驟(1)重復使用；水相為硫酸銅溶液；(4)采用金屬不銹鋼304、不銹鋼316或金屬鈦為陰極，在電流密度50~400A/m2下電沉積步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳飆，
申請(專利權)人：陳飆，
類型：發明
國別省市：廣東;44