[发明专利]使用酸性和碱性蚀刻废液制备硫酸铜溶液的系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种制备硫酸铜溶液的方法，具体涉及一种使用酸性和碱性蚀刻废液制备硫酸铜溶液的系统和方法。

【背景技术】

印制电路板（Printed circuit board，简称PCB）是电子信息产业的基础，主要用于电子元器件之间的相互连接，提供了线路、电阻、电容和半导体集成芯片等元件的焊接部位，是一种重要的电子部件。近年来，我国电子工业迅速发展，作为电子工业的基础，PCB产业正以每年14.4%的速度持续增长，2006年中国已经取代日本，成为全球产值最大的PCB生产基地。但是，在PCB生产过程中会产生含高浓度铜的蚀刻废液包括酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液。

蚀刻废液的水质特点及产量包括以下几个方面：（1）成分复杂。蚀刻废液中的主要成份是重金属铜，也包含其他无机物，如氨、盐酸、双氧水等，这些成分组成在一起，污染指数极高，属于危险性液体废物，会严重污染环境，长期以来被人们当做重污染行业来对待。（2）水量大。目前我国平均日产蚀刻废液在1400吨以上。（3）回收价值高。蚀刻废液中存在大量重金属铜，基材覆铜板中50%～60%以上的铜要被蚀刻变成废的蚀刻液，所以其资源回收和再生利用的潜力巨大，PCB行业每年消耗精铜10万吨以上，产出的蚀刻废液中总铜含量在5万吨以上。

由于蚀刻废液成分复杂，污染系数高，是一种危险废弃物，如不能得到有效处理，将会对环境造成严重危害。因此，研究一种能将蚀刻废液中的铜离子进行有效回收，并实现废液中氯化铵高效回用，实现废液零排放，具有重要的环保和经济效益。

目前，含铜蚀刻废液的处理方法通常为加碱制备为氢氧化铜，或制备为五水硫酸铜晶体。制备氢氧化铜通常需要烘干工艺脱除产物中的水分，但是烘干工艺的温度控制十分重要，当温度过高时，常常会导致产物中出现氧化铜杂质。而制备五水硫酸铜晶体则需要采用复杂的结晶工艺和干燥工艺。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种使用酸性和碱性蚀刻废液制备硫酸铜溶液的系统和方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

使用酸性和碱性蚀刻废液制备硫酸铜溶液的系统，包括碱液储池、碱性蚀刻废液储池、酸性蚀刻废液储池、pH调节池、离心分离机、氢氧化铜储池、氢氧化铜清洗池、板框压滤机、破碎机和硫酸铜溶液的调制池；其中，

碱液储池的出口连接pH调节池的第一入口，碱性蚀刻废液储池的出口连接pH调节池的第二入口，酸性蚀刻废液储池的出口连接pH调节池的第三入口，pH调节池的出口连接离心分离机的入口，离心分离机的固相出口连接氢氧化铜储池的入口，氢氧化铜储池的出口连接氢氧化铜清洗池的入口，氢氧化铜清洗池的出口分为两股，一股与pH调节池的出口合并后与离心分离机的入口相连，一股与板框压滤机相连，板框压滤机与破碎机相连，破碎机与硫酸铜溶液的调制池相连。

本发明进一步改进在于，还包括滤液储池，其中，离心分离机的液相出口与板框压滤机的液相出口合并后连接滤液储池的入口。

本发明进一步改进在于，硫酸铜溶液的调制池内设有加热盘管，加热盘管设有加热水进出口，均设置在硫酸铜溶液的调制池外。

本发明进一步改进在于，还包括氢氧化铜粉料储池和给料机，其中，破碎机与氢氧化铜粉料储池相连，氢氧化铜粉料储池与给料机相连，给料机与硫酸铜溶液的调制池相连。

本发明的另一个目的，使用酸性和碱性蚀刻废液制备硫酸铜溶液的方法，包括以下步骤：

1）将酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液在pH调节池中均匀混合，同时加入碱液至混合溶液的pH值为8～10，并搅拌均匀，待反应结束后，采用离心分离机过滤及清洗，得到氢氧化铜沉淀物；

2）采用板框压滤机将氢氧化铜沉淀物中的水分压滤出来，得到氢氧化铜块料；

3）采用破碎机将氢氧化铜块料破碎成粒度小于1mm的氢氧化铜粉状颗粒；

4）在硫酸铜调制池中采用硫酸溶解氢氧化铜粉料，得到硫酸铜溶液。

本发明进一步改进在于，步骤1）中，碱液为NaOH溶液。

本发明进一步改进在于，步骤1）中，反应时间为30～60min。

本发明进一步改进在于，步骤1）中，采用自来水和纯水清洗反应产物各3～5次，将反应产物中的氯离子和氨离子杂质清洗并离心分离出来。

本发明进一步改进在于，采用滤液储池收集步骤1）中洗清得到的反应产物的滤液，以及步骤2）中压滤得到的氢氧化铜沉淀物的滤液。