[发明专利]一种电解再生碱性蚀刻液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚀刻废液的处理方法，特别是涉及电解再生用于蚀刻印刷线路板的碱性蚀刻废液的方法。

背景技术

印刷线路板在制造过程中，当蚀刻液的蚀刻能力减弱时必须及时更换，因此蚀刻过程会产生大量的含铜碱性蚀刻废液，其中含有铜离子、C1^-、NH₃、NH₄⁺等有用物质。研究表明每吨蚀刻废液中含C1^-250kg以上、铜离子120kg以上、NH₃-NH₄⁺80kg左右及其他各种有价离子，平均每生产1m²的PCB板会产生2.5L左右的废蚀刻液。因此，如若处置不当，容易造成严重的资源浪费和环境污染。有研究表明，1L未经处理的碱性蚀刻废液可以污染100吨以上的水。

目前碱性含铜蚀刻废液处理的方法主要分为化学法和电解法。其中化学法包括酸化法、碱化法和萃取法等。采用酸化法时直接加硫酸制得胆矾，之后可以再用电解法回收金属铜；碱化法一般将NaOH溶液与废液反应生成CuO沉淀，随后将CuO沉淀与稀硫酸反应制备硫酸铜；萃取法采用强鳌合剂萃取蚀刻废液中的Cu²⁺，再经过反萃等工序回收铜同时再生蚀刻液。

公开号为CN 1062930A的中国专利公开了一种将碱性蚀刻废液和酸性蚀刻废液混合后，再用铁屑进行置换得到铜粉的方法。公开号为CN101935121A的中国专利通过向碱性蚀刻废液内加入盐酸以及沉降剂，调整pH值，使碱性蚀刻废液内的铜盐沉降。公开号为CN 102019430A的中国专利以金属钯、钌、镍、钴的各种盐类溶液作为催化剂，以水合肼作为还原剂，将碱性蚀刻废液中的铜离子还原成铜粉，达到回收利用的目的。以上处理碱性蚀刻废液的化学法可以回收铜，但消耗化学品较多，能耗大，而且产生难处理的废水，废水中Cu离子浓度超标，废液中的大量氨也难以降解，需要花大量的成本进行再处理。

常用的电解法包括萃取反萃取电解法、直接电解法和膜分离电解法。公开号为CN 101024546B的中国专利采用了萃取反萃取电解法对铜蚀刻废液进行循环再生。该方法电解铜品质好，售价较高，蚀刻废液可以再生循环利用，但是要用到萃取剂，成本高，工序繁琐。目前，萃取反萃取电解法一般存在如下缺陷：

（1）萃取后蚀刻液中铜的浓度很难准确控制在80~90g/L，对蚀刻液的再生回用有影响；

（2）难以避免一部分萃取剂进入蚀刻液中，影响蚀刻的效果，时间稍长甚至破坏蚀刻液，导致蚀刻液必须完全更换；

（3）一部分物质不能回用，达不到完全闭路的效果；

（4）加入氨水后蚀刻液的体积越来越多，以至生产线难以完全容纳，必须扔弃部分蚀刻液，并产生高浓度污水；

（5）反萃取时间长，体积大。

直接电解法的代表性技术是德国Elochem碱性蚀刻液回收系统。该方法要求将碱性蚀刻液中的CuCl₂改为CuSO₄，产生蚀刻废液后，由于废液中没有Cl^-离子，可以不用萃取直接电解得到部分铜，从而降低蚀刻液中的铜离子浓度，达到再生和回收铜的目的，但该技术会严重降低蚀刻线的速度和质量，大多数厂家难以接受。公开号为CN 102206823A的中国专利公开了一种蚀刻废液直接电解提铜工艺，采用特殊的电极连接方式及相匹配的电流和电压供应，即可以处理碱性蚀刻废液，也能处理酸性蚀刻废液，但是该电解方法具有电流效率不高的缺点。

公开号为CN 1966773A的中国专利公开了一种同时电解酸性蚀刻液和微蚀液的方法，该方法采用了阳离子膜技术，能将阳极电能充分利用，但是缺点是无法应用于碱性蚀刻废液。

发明内容

本发明公开了一种电解再生碱性蚀刻液方法，该方法采用了一种阳离子交换膜技术，可以直接电解回收碱性蚀刻废液，同时得到的阴极液可以用来生产氯化亚铜。

一种电解再生碱性蚀刻液的方法，所使用的装置包括被阳离子交换膜分隔成阳极室和阴极室的电解槽、分别与阳极室和阴极室连通的阳极贮液槽和阴极贮液槽、以及分别插入阳极室和阴极室的阳极电极和阴极电极；

所述的方法包括：