[发明专利]一种制备高纯低氯电镀级氧化铜的方法

说明书

技术领域

   本发明属于氧化铜生产领域，特别涉及一种以二氧化碳为原料制备高纯低氯电镀级氧化铜的方法。

背景技术

在PCB制造工艺中，传统的电镀工艺是采用铜板做阳极板并补充铜源，因电子元件形状复杂，有孔、有凹凸面等形状，在洞孔中，因电镀液渗透不进去，因而镀不到铜，凸出部分因电流密度大，镀层较厚，凹陷部分电流密度小，镀层较薄，导致产品不合格。

目前市场上PCB制造业普遍水平电镀工艺，该工艺克服了传统工艺的缺点，但该工艺必须在电镀液中补加高纯低氯氧化铜，以保证电镀液铜离子浓度，水平电镀工艺所用的氧化铜除高纯度要求外，还要保证氧化铜在电镀液中有足够快的溶解速度，确保氧化铜在电镀液中30秒以内溶解完。关于氧化铜的生产工艺，在目前公开的一些发明专利中也有涉及，申请号为01127175.2公开的以硫酸铜及铜料为原料，经80-85℃的低温氧化，经结晶得到硫酸铜，然后与氢氧化钠反应，再经球磨、压滤、洗涤、烘干、粉碎制得活性氧化铜的工艺在制氧化铜过程溶液会出现粘稠状态，要经过多次洗涤工序，因此会产生大量的洗涤废水；申请号为200710076208.1公开的以碱性蚀刻废液经蒸氨生产氧化铜的工艺，由于是用碱性蚀刻废液在高温、强碱状态下长时间蒸氨制得，因此氧化铜活性较低；申请号为200710071896.2公开的用硝酸铜与氢氧化钠反应经压滤、干燥、焙烧制氧化铜工艺，会产生二氧化氮或一氧化氮废气，对环境造成一定的污染；申请号为200810067243.1以合成碱式氯化铜为前驱体，再经过与氢氧化钠反应生产单斜晶系氧化铜的生产工艺，但其活性尚未实验验证。目前水平电镀用氧化铜也有以碱式碳酸铜为原料制备的，但碱式碳酸铜多由传统工艺得到，铁、铅等杂质含量高，纯度低，活性不够。 

综上，开发一种生产成本低、污染小、品质好，活性高的水平电镀用氧化铜的制备方法已成为PCB制造业的迫切需求。

发明内容

本发明克服了现有工艺的缺陷，提供了一种以液氨、铜、二氧化碳为原料，产品纯度高、含氯量少、生产容易洗涤、污染小、成本低并能保证产品活性的制备高纯低氯电镀级氧化铜的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备高纯低氯电镀级氧化铜的方法，包括以下步骤：

（1）将液氨通入水中制得浓度为85~135g/L的浓氨水，然后向浓氨水中通入高纯二氧化碳制备碳化氨水，使碳化度为80%～140%； 

（2）将步骤（1）制备的碳化氨水加入铜料中反应，并在反应过程中鼓入空气，制得含铜氨化合物的料液，铜料与碳化氨水反应的反应式为：

2Cu+2(NH₄)₂ CO₃+O₂=2Cu(NH₃)₂CO₃ +2H₂O；

（3）向含铜氨化合物的料液中加入双氧水充分反应后将料液过滤；

（4）将过滤后的滤液加热分解并将反应所得的含有碱式碳酸铜的混合料液进行分离、洗涤、烘干、过筛后制得重质高纯碱式碳酸铜，分解反应的反应式为：

3Cu(NH₃)₂CO₃ +H₂O=2CuCO₃ Cu(OH)₂+6NH₃↑+ CO₂↑；

（5）将步骤（4）制得的重质高纯碱式碳酸铜加热煅烧制得氧化铜粉并进一步冷却、过筛得到高纯低氯电镀级氧化铜，煅烧、分解的反应式为：

CuCO₃·Cu(OH)₂=2CuO+CO₂+H₂O。

所述步骤（1）中制浓氨水时通入液氨的压力为0.05～0.2MPa；所述向浓氨水中通入二氧化碳的压力为0.05～0.2MPa；所述向浓氨水中通入二氧化碳的同时向位于浓氨水中的冷却盘管通入温度小于15℃的冷却水冷却。

所述步骤（2）中铜料的铜含量≥99.5%；所述铜料的铜的物质的量大于加入铜料中的碳化氨水所含的碳酸铵的物质的量；所述反应在空气压力为1.01×10⁵Pa～10×10⁵Pa的密闭条件下进行，反应时鼓入空气的时间为5～12小时，反应终点为反应后的含铜氨化合物的料液中铜离子含量达到85～120g/L。