[发明专利]一种酸性蚀刻废液资源化回收处理的节能环保零排放技术

说明书

技术领域

本发明属于废物资源化循环利用以及节能环保领域，涉及一种铜酸性蚀刻废液资源化回收处理的零排放环保技术，具体涉及一种以废铝屑从印制电路板(PCB)酸性蚀刻废液中回收铜并充分利用置换反应热联产聚合氯化铝(PAC)的节能环保零排放技术。

背景技术

印制电路板(PCB)在电子产品中得到广泛应用，随着我国电子信息产品工业的大规模迅猛发展，PCB加工制造过程产生大量含铜蚀刻废液，处理不当不仅是对资源的巨大浪费更易对周围生态环境造成极大危害。PCB铜箔蚀刻液包括氯化铁蚀刻液、氯化铜-盐酸酸性蚀刻液、氯化铜-氯化铵碱性蚀刻液和硫酸-双氧水系列等，其中氯化铜-盐酸酸性蚀刻废液是蚀刻铜箔过程中产生的一种铜含量较高、酸度较大的工业废水，其中铜质量浓度一般为80～140g/L，氯化氢浓度一般为35～120g/L，具有巨大资源化回收利用价值，而处理不当则必然会带来严重环境污染。我国印制电路板生产企业多达3000家以上，酸性蚀刻废液排放量近10000吨/天。科技人员一直在致力于探索高效环保的酸性蚀刻废液资源化回收处理技术。

酸性蚀刻废液回收利用的方法主要有：采用化学反应方式以金属铜或铜盐的形式回收铜，包括铜、氧化铜、氧化亚铜、硫酸铜、氯化亚铜和碱式氯化铜等的回收；采用电解法对酸性再生液的回收；采用溶剂萃取法等。电解法对设备要求比较高如电极的设计和电解槽需要氮气密封，同时电流效率也不稳定，运行管理成本较高[蒋玉思，张建华，程华月，等。印制电路板酸性蚀刻废液的回收利用[J]。化工环保，2009，29(3)：235～238]。溶剂萃取法必然要在回收过程中引入萃取剂、反萃取剂等化学药剂，处理工艺繁琐，容易带来次生污染。以单质铜以外的形态回收铜如加碱中和制备氢氧化铜或加硫酸制备硫酸铜等[中国发明专利号200510095619.6]，一方面也要投加额外的其它化学物料，得到的回收产物往往附加值也较低，还有可能带来更多的环境负荷；另外也没有能从真正意义上实现铜的回收循环利用。

铁或者铝金属置换法用于酸性蚀刻废液的回收利用，可实现铜以单质形态被回收循环使用，废液中的盐酸也可以与铁或者铝反应转化成聚合氯化铁或者聚合氯化铝水处理絮凝剂。专利号为201210444645.5的中国发明专利提供了一种铁置换处理酸性铜蚀刻废液回收再利用的方法，其步骤如下：将酸性蚀刻废液置于反应釜内，搅拌条件下，加入还原铁，将蚀刻液中铜离子置换出来，析出海绵铜，固液分离处理，得含50％水分的海绵铜和置换后含大量亚铁离子的溶液。然后向提铜后的溶液中通入氯气，使得亚铁离子被氧化成三价铁离子，制备出三氯化铁的水处理剂。该处理方法虽然表观上既回收了铜，又可把废酸转化成三氯化铁水处理剂，但实际上因为该方法采用氯气作为亚铁离子氧化剂，氯气在使用过程中存在泄漏的操作安全风险，也容易生成其它副产物带来二次污染。专利号为201220576694.X的中国实用新型专利提供了一种处理酸性蚀刻废液的设备，包括一次反应釜、二次反应釜、过滤器、清洗槽、高纯铜容器、筛分机，回转焙烧窑熟化调整槽、研磨机等。该套装备旨在采用两次反应釜的方式以铝片将蚀刻废液中的铜还原出来并焙烧制备氧化铜，同时将生成的氯化铝溶液加碱中和调整制备聚合氯化铝。但是该实用新型专利采用两次反应釜和铝片与蚀刻废液分层接触置换反应的方式操作冗繁费时，反应过程也很难控制；使用铝片作为置换蚀刻废液中铜的牺牲金属，在反应速率和经济成本上均存在缺陷；在利用氯化铝制备聚合氯化铝方面额外添加液碱等碱性物料作为中和调节剂，也容易带来其它不需要的盐类等物质生成造成二次污染；而且该实用新型专利没有解决反应釜置换反应放出大量反应热的利用问题，是能量的较大损失。

发明内容

本发明目的之一在于提出一种铝置换法回收酸性蚀刻废液中铜并联产聚合氯化铝的零排放节能环保技术。能够实现酸性蚀刻废液中铜以高纯单质铜形式回收，同时联产液态PAC水处理絮凝剂，而且置换反应过程放出的热量被回收利用，除了投加置换用的废铝屑和部分新鲜水之外无需添加其它化学物料和能量，无任何废水、废气和废渣排放，是酸性蚀刻废液资源化处理的新型节能环保零排放技术。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案，该技术方案包含：

步骤1，在调节釜中用水以及从后续工序中循环回用的稀盐酸溶液、AlCl₃滤液、滤饼洗涤水调节酸性蚀刻废液原料的pH值和铜含量，然后放料到夹套置换反应釜中；