[发明专利]用于半导体蚀刻废液中氯化铜提纯的电渗析装置

说明书

本发明公开了一种用于半导体蚀刻废液中提纯氯化铜电渗析装置。本发明电渗析装置包括淡化室、浓缩室和极室，由阳离子交换膜、阴离子交换膜间隔排列构成，其中所述的阳离子交换膜为提纯铜的复合膜。利用电渗析装置在直流电场推动下进行操作，采用复合膜选择性透过Na⁺离子而截留Cu²⁺离子，能实现对废液中铜的纯化，有利于后续资源化利用。本发明基于选择性阳离子交换的复合膜的电渗析装置用于蚀刻废液中氯化铜的提纯，具有操作简单、占地小、易于模块化放大等优点。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种用于半导体蚀刻废液中氯化铜提纯的电渗析装置。

背景技术

半导体蚀刻废液是在电子产品原件生产中产生的，酸性氯化铜蚀刻液具有蚀刻速度快，易再生等优势。但产生的含Cu²⁺离子的酸性废液具有显著的生态毒性，需要进行无害化处理。酸性蚀刻废液中和产生的NaCl影响对其中铜的回收利用，因此，氯化铜的提纯是对蚀刻废液进行资源化回用的重要步骤。

近年来，电渗析技术被广泛应用于含盐废水浓缩处理、海水淡化和工艺物料的脱盐中。其中，离子交换膜是电渗析装置的核心部件，目前商业化使用的普通阴离子交换膜和阳离子交换膜，对溶液中的阴、阳离子具有良好的选择透过性。但采用普通阳离子交换膜的电渗析装置不具有对单、多价离子的选择性分离特性，还不能在直流电场推动下从氯化铜蚀刻废液的纯化去除其中的氯化钠。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种电渗析膜法对蚀刻废液中的氯化铜进行纯化的技术，提供一种能够选择性透过Na⁺离子而截留Cu²⁺离子的复合膜作为阳离子交换膜的电渗析装置，该电渗析装置能实现对废液中铜的纯化，有利于后续资源化利用。

本发明具体采用的技术方案如下：

本发明提供了一种用于半导体蚀刻废液中氯化铜提纯的电渗析装置，该装置包括淡化室、浓缩室和极室，由阳离子交换膜、阴离子交换膜间隔排列构成，其特征在于，所述的阴离子交换膜为商品化阴离子交换膜，所述的阳离子交换膜为由如下方法制备得到复合膜：

1)将阳离子交换膜基膜浸泡在含有Fe³⁺离子的溶液中，溶液搅拌静置0.5-1小时后取出，并用去离子水清洗表面，获得铁型阳离子交换膜；其中含Fe³⁺溶液为氯化铁、硝酸铁或硫酸铁的溶液，溶液中Fe³⁺离子浓度为0.01-1mol/L；所述的阳离子交换膜基膜为不具备对不同价态离子选择性的普通离子交换膜。

2)配制浓度为9.5～10.5mmol/L的Tris-HCl缓冲溶液，将其中加入多巴胺和聚乙烯亚胺，并用盐酸和氢氧化钠将pH调至8～9，获得共沉积溶液；

3)将步骤1)制得的铁型阳离子交换膜浸入步骤2)配制的共沉积溶液中，反应0.5-6小时后，取出后用清水冲洗表面，获得用于半导体蚀刻废液的提纯氯化铜的复合膜。

本发明上述电渗析装置中，优选所述的Tris-HCl溶液缓冲溶液为，浓度为10mmol/L。

优选共沉积溶液中多巴胺的浓度为1g/L-10g/L；聚乙烯亚胺的分子量为10000-100000，浓度为1g/L-10g/L。

本发明所述的阳离子交换膜为不具备对不同价态离子选择性的普通离子交换膜，可以是商品化离子交换膜，也可以是实验室制备的阳离子交换膜，优选为日本富士公司的Type 12型阳离子交换膜。所述的阴离子交换膜为AMX膜或Type 12型阴离子交换膜，或国内其他阴离子交换膜。

优选所述的阴离子交换膜为日本Astom公司生产的AMX型离子交换膜，采用钛镀钌板为电极。