[发明专利]一种用碱性铜蚀刻废液生产氧化铜和氨水的方法和设备

说明书

[技术领域]

本发明涉及含有价金属危险废液处理的方法和设备，特别涉及一种用碱性铜蚀刻废液生产氧化铜和氨水的方法和设备。

[背景技术]

印刷电路板（简称PCB）是电子产品的重要组成部分，近年来随着电子工业的发展，印刷电路板生产发展极为迅速。在印制电路板加工过程中，常常采用酸性氯化铜或碱性铜氨蚀刻液，蚀刻后的废液中存在大量的铜离子，当蚀刻液中的铜离子达到一定浓度后就作为废液排放。两种废液中铜含量约5-15%，该废液在国家危险废液名录中归于第HW22类。这些废液若直接排放，会给环境带来严重的危害。若以这些含铜蚀刻废液为原料生产铜盐产品，将会产生巨大的经济效益和良好的社会效益。

碱性蚀刻近期发展最为迅速，价格比较便宜，蚀铜量大，速度快且很稳定，目前在PCB企业中广泛采用，其蚀刻方程为：

Cu + Cu(NH₃)4Cl₂ = 2 Cu(NH₃)₂Cl                       （2）

2 Cu(NH₃)₂Cl + 1/2O₂ +2NH₄Cl + 2NH₃^.H₂O = 2Cu(NH₃)₄Cl₂ + 3H₂O    （3）

Cu+1/2O₂+2NH₄Cl+2NH₃^.H₂O=Cu(NH₃)₄Cl₂+3H₂O                 （4）

蚀刻剂中的活性组分氯化氨铜与线路板镀铜按(2)发生蚀刻反应生成亚铜配合物，所生成的Cu(NH₃)₂⁺虽不具有蚀刻能力，但是在过量的氨水和氯离子存在的情况下，能很快地按(3)式被空气所氧化，重新氧化成氯化氨铜，总反应式为(4)。当铜离子浓度太大时，蚀刻液蚀刻速度减慢，成为蚀刻废液。从以上蚀刻原理中可知，碱性蚀刻废液中Cu²⁺主要以Cu(NH₃)4Cl₂络合物形式存在。

[发明内容]

为了解决现有技术中的上述缺陷和问题，本发明提供一种印刷电路板碱性蚀刻废液回收铜方法和设备。

为实现上述目的，设计一种印刷电路板碱性蚀刻废液回收铜方法，碱性蚀刻废液中主要包含Cu(NH₃)₄Cl₂，其特征在于：将所述的碱性蚀刻液和水蒸汽混合，温度控制在60-80℃，加入质量浓度为30%的氢氧化钠溶液，经过式（1）的反应：

过滤回收反应后的碱性蚀刻废液得到CuO。

所述的式（1）反应的反应时间为3~4小时。

经过式（1）反应得到的氨气通过水进行冷凝吸收。

氨气通过水的喷淋进行冷凝吸收。

回收反应后的碱性蚀刻废液得到的CuO经过水洗涤和真空干燥。

所述的真空干燥温度为105℃。

所述的洗涤，当洗涤洗出的废水PH呈中性时结束洗涤。

碱性蚀刻废液的铜离子含量为120-160g/L，pH为8-10。

所述的氢氧化钠的摩尔总用量是碱性蚀刻废液中Cu(NH₃)₄Cl₂摩尔总量的2~2.4倍。

一种上述述印刷电路板碱性蚀刻废液回收铜方法的设备，包括碱性蚀刻废液的出口管道、蒸汽管道、投料管道、泵、反应釜、喷淋塔、离心机、洗涤槽和真空干燥机，应釜顶部设有第一出口、底部设有第二出口，离心机顶部设有第三出口、底部设有第四出口，洗涤槽上设有洗涤液出口和被洗物出口，其特征在于所述的碱性蚀刻废液出口管道出口与泵进口连接，泵出口与与反应釜进口通过管道连接，所述的蒸汽管道与反应器底部连通，所述的投料管道与反应器顶部连通，第一出口与与喷淋塔进口通过管道连接，所述的第二出口与离心机进口连接，第三出口与洗涤槽进口连接，洗涤槽的被洗物出口与所述的真空干燥剂进口连接。