[发明专利]零排放的碱性蚀铜废液回收工艺方法

说明书

本发明公开一种零排放的碱性蚀铜废液回收工艺方法，包括以下步骤：向蚀刻机流出的蚀铜废液中加入盐酸，所述盐酸使蚀铜废液中的铜氨络合离子破络沉淀；将已经破络沉淀的蚀铜废液送入固液分离装置，通过所述固液分离装置分离出清液和铜泥；向所述清液中加入氨类助剂，所述清液通过加入所述氨类助剂形成碱性刻蚀液并补充到所述刻蚀机中；所述铜泥经过打浆后加入浓硫酸溶解，制备硫酸铜混合液，所述硫酸铜混合液再冷却结晶，脱水分离即得工业级硫酸铜。本发明真正做到了零排放，彻底解决了蚀铜废液所引起的环境污染问题。并且，此工艺方法简单，处理效率高，能耗低，所需设备少，大大降低了回收成本。

技术领域

本发明涉及蚀铜废液回收技术领域，特别涉及一种零排放的碱性蚀铜废液回收工艺方法。

背景技术

碱性蚀刻液一般由专业电子化学品工厂生产，新鲜的碱性蚀刻液，一般又称为子液，其主要成分为氯化铵[NH₄Cl]和氨水[NH₃·H₂O]。碱性蚀刻液加入到蚀刻机中与蚀铜液[CuCl₂]反应形成铜氨络合离子[Cu(NH₃)₄]²⁺，[Cu(NH₃)₄]²⁺具有很强的氧化性，能够与铜箔发生氧化还原反应，从而将铜箔溶解。在氧化还原反应的过程中，蚀铜液中的Cu²⁺离子浓度会越来越高，当Cu²⁺离子浓度接近饱和时，蚀刻速度反而会变慢，一般控制Cu²⁺离子的浓度为140～150g/L，为此通过比重计自动调节，连续排除部分浓液，并等量加入新鲜的碱性蚀刻液，而排出的那部分浓液即为蚀铜废液。

蚀铜废液的主要由[Cu(NH₃)₄]²⁺、NH₄Cl、H₂O和微量添加剂组成，其中，Cu²⁺离子的浓度为12.0％，Cl^-离子的浓度为16.5％，NH₄⁺离子的浓度为8.5％。蚀铜废液中的Cu²⁺离子为重金属离子，如果随意排放到水体中，尤其是饮用水体，将导致人体中毒，有害人类身体健康；NH₄⁺离子为微生物及藻类的富营养成分，促进微生物及藻类的繁殖生长，同时需要大量吸收水中的溶解氧，导致水体严重缺氧，引发水生动物(鱼虾等)的死亡及其腐烂发嗅，破坏生态环境，危及人类健康。因此，环保部门称排出的那部分蚀铜废液为“危险废物”，国家规定要由环保部门统收后专业部门进行处理。

依据“从根源治理，综合利用”的环保国策。蚀铜液由于不断地蚀铜，达到饱和后被排出成为“危险废物”，在整个蚀铜过程中，NH₄Cl的量始终没有变化。从这里我们得到启发，只要将蚀铜废液中的铜取出来又可重复利用。如何把铜取出来？目前社会比较常见的是“萃取电解法”。具体方法为：首先，在蚀铜废液中加入有机萃取剂，形成不溶于水的有机铜络合物，再静态分层，下层为水溶液返回蚀刻机作为子液，上层为有机铜络合物送到下个工序；然后，加浓硫酸破络，分离出来的有机铜络合物与硫酸中氢离子结合生成络合剂[RH₂]返回萃取工序，硫酸根[SO₄^2-]与[Cu²⁺]生成硫酸铜溶液；最后，电解硫酸铜，硫酸铜送到电解槽电解，得到铜泊及含有少量硫酸铜的废稀硫酸溶液。此法存在以下几个缺陷：

(1)不仅没有解决环保问题，反而给环保增添了麻烦：浓硫酸破络时，再生蚀刻液含有少量硫酸铵对线条侧蚀变成锯齿形，严重时会断线，循环一段时间必须排放，所以免不了“危险废物”的排放；并且，溶液发热产生大量水蒸汽、氨气及酸气等废气，严重污染环境，必须增加废气吸收系统设备减少对环境污染；另外，浓硫酸破络，以每天1吨铜每年消耗浓硫酸120吨计算，电解后变成稀硫酸至少形成300吨废稀硫酸，无疑增加了废稀硫酸的排放。