含镍三氯化铁蚀刻废液的再生方法技术

本发明专利技术公开了一种含镍三氯化铁蚀刻废液的再生方法，依次包括如下步骤：（ａ）将含镍三氯化铁蚀刻废液加热到６００℃～７００℃焙烧一定时间，所述含镍三氯化铁蚀刻废液的进料速度为４．３Ｋｇ／ｍｉｎ～４．７Ｋｇ／ｍｉｎ；（ｂ）向所述含镍三氯化铁蚀刻废液的焙烧产物中添加一定量的水溶解其中的可溶物质，然后将固液两相分离；（ｃ）步骤ｂ得到的固体物质与盐酸反应，得到三氯化铁蚀刻液。该方法生产成本低、操作简单，可以有效的将镍、铁分离，最终得到的三氯化铁蚀刻液中镍含量低于０．０３％，是一种环保经济型处理含镍三氯化铁蚀刻废液的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蚀刻组合物的再生方法，特别是涉及一种使含有二价镍离子和二价铁离子的三氯化铁蚀刻废液降低镍含量得以再生利用的方法。
技术介绍
平板荫罩是彩色显像管的关键部件之一，是一个重要的选色元件。小屏幕彩色电视机的显像管一般采用AK钢(含铁99.95％)生产荫罩，因为原料中不含镍，所以荫罩生产过程中产生的三氯化铁蚀刻废液只含有二价铁离子，补充适量的氯元素该三氯化铁蚀刻废液即可再生利用。随着彩色电视机趋向大屏幕、数字化、全平化、高清晰度发展，显像管及显示器荫罩大都采用INVER钢材料制造，INVER钢中文名称为“殷钢”其含有铁及35.5％～36.5％的镍，殷钢具有热膨胀系数小、强度高等优点，使用殷钢生产荫罩能使得阴极射线管取得最佳色彩纯度，因此在大尺寸显像管及显示器荫罩生产中殷钢的应用非常广泛。采用殷钢生产荫罩，三氯化铁是目前最常用的蚀刻剂。在蚀刻工艺中，三氯化铁中三价铁离子被金属铁和镍还原为二价铁离子，金属铁和镍则分别转化为二价铁离子和二价镍离子被溶解到蚀刻液中。随着蚀刻过程的进行，三氯化铁蚀刻液中镍离子的浓度会越来越高，导致荫罩刻蚀孔粗糙度升高，蚀刻质量下降。一般来讲三氯化铁蚀刻液中镍离子的浓度不能超过2％，否则就必须更换蚀刻液。在大尺寸显像管及显示器荫罩生产过程中会产生大量的含镍三氯化铁蚀刻废液，如果要使上述蚀刻废液再生利用，则必须降低蚀刻废液中镍离子的含量(浓度)。目前大多数生产厂家对含镍三氯化铁蚀刻废液采用纯铁还原法进行处理，该方法包括将过量的纯铁投入到含镍三氯化铁蚀刻废液中进行还原反应，使全部三氯化铁还原成二氯化铁，二价镍离子还原成金属镍，并将镍吸附共沉在过量的铁中，用固液分离的方法使镍铁混合粉末与二氯化铁溶液分离，再将二氯化铁溶液重新注氯氧化成三氯化铁蚀刻液。如日本专利JP5140667中提出的铁粉置换反应除镍的方法。在该方法中，用铁粉与三氯化铁废液混合，三氯化铁还原成二氯化铁，过量的铁粉又置换溶液中的二价镍离子使金属镍沉淀下来。除镍后的二氯化铁用氯气氧化成三氯化铁，重新用作蚀刻液。该方法中加入的铁粉量必须是过量的，因此，回收镍的品位相当低，没有进一步的使用价值，而且大量投入纯铁增加了生产成本。日本专利JP8269745中提出了一种先浓缩结晶，再对母液电解分离回收镍的方法。在该方法中，先将含镍的三氯化铁废液浓缩结晶，结晶出含镍较低的三氯化铁晶体，然后对结晶后的三氯化铁母液进行电解，在阴极有铁镍合金析出，在阳极有氯气析出。该方法镍的回收率较高，但由于电解过程中有氯气析出，对设备腐蚀比较大，操作成本较高。日本专利JP10046370中提出了浓缩结晶分离镍的方法。在该方法中，含有镍的三氯化铁蚀刻废液先浓缩结晶，分离出含镍量较低的三氯化铁晶体，其母液经反复结晶，镍离子被富集，达到分离镍的目的。但是该方法步骤多，浪费大，效率很低。中国专利技术专利申请号02116014.7，公开号是1386906，名称为“含镍三氯化铁蚀刻废液的除镍方法”公开了一种对含镍三氯化铁蚀刻废液的除镍方法，步骤包括(1)在蚀刻废液中加入铁粉或鳞状铁皮，进行还原反应，(2)加热反应混合物至55℃-95℃，再往其中加入铁粉和硫磺粉，进行二价镍的沉淀反应，(3)往55℃-95℃的反应混合物中，或者继续加入铁粉和硫磺粉，或者加入铁粉和砷化合物，或者加入铁粉和锑化合物，进一步进行二价镍的沉淀反应，然后过滤。中国专利技术专利申请号为00127588.7，公开号是1309194，名称为“含镍三氯化铁蚀刻废液再生和镍回收方法”公开了一种含镍三氯化铁刻蚀废液再生和镍回收方法，该专利技术以硫化氢气体为沉淀剂，将Ni2+从三氯化铁刻蚀废液中以NiS沉淀出来，使得Ni2+与Fe2+分离。Fe2+再经氯气氧化成Fe3+，除镍后的三氯化铁溶液可重新用作刻蚀液。上述两件中国专利公开的方法均能有效地将镍从三氯化铁刻蚀废液中分离出来使三氯化铁刻蚀废液再生利用，但是上述专利方法均需要在含镍三氯化铁刻蚀废液中添加大量高纯度的铁和含硫或含砷、含锑的化工原料，大量纯铁的投入增加了生产成本，同时处理过程中三氯化铁转化成二氯化铁补氯后三氯化铁总量增加近三分之一给精确控制刻蚀液中三氯化铁的含量增加了麻烦；另一方面含硫、含砷、含锑化工原料的使用既容易造成环境污染又不可避免的给三氯化铁刻蚀液引入杂质增加了三氯化铁刻蚀液再生利用后品质控制的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有含镍三氯化铁蚀刻废液再生方法生产成本高、操作复杂和容易引入新杂质等方面存在的不足，提供一种生产成本低、操作步骤简单、不引入新杂质的含镍三氯化铁蚀刻废液再生方法。为了实现专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案一种，依次包括如下步骤(a)将含镍三氯化铁蚀刻废液加热到600℃～700℃焙烧一定时间，所述含镍三氯化铁蚀刻废液的进料速度为4.3Kg/min～4.7Kg/min；(b)向所述含镍三氯化铁蚀刻废液的焙烧产物中添加一定量的水溶解其中的可溶物质，然后将固液两相分离；(c)步骤b得到的固体物质与盐酸反应，得到三氯化铁蚀刻液。步骤(a)中所述含镍三氯化铁蚀刻废液的焙烧时间为10小时。步骤(b)中所述向焙烧产物中添加一定量的水溶解其中的可溶物质采用二次逆流浸出的形式，所述焙烧产物与水的体积比为1∶2，浸出温度为45℃～60℃，搅拌速度为83r/h。步骤(c)中所述固体物质与28％的盐酸反应，温度控制为95℃，搅拌速度控制为130r/h，反应时间为2小时～3小时。步骤(c)中所述三氯化铁蚀刻液含镍量小于0.06％。步骤(c)中所述三氯化铁蚀刻液含镍量小于0.03％。步骤(c)中所述三氯化铁蚀刻液在66℃时比重为1.475g/cm3。本专利技术的有益效果是，所述专利技术通过焙烧过程中进料速度、温度、时间的控制，使含镍三氯化铁蚀刻废液焙烧烘干氧化成氧化铁、二氯化镍的固体混合物及少量残余盐酸，然后通过对焙烧产物物料浸出过程中的相比、温度、时间、搅拌速度的控制使氧化铁与二氯化镍分离，最后控制氧化铁在酸溶过程中的相比、温度、转速、时间等参数使氧化铁酸溶成三氯化铁蚀刻液供大屏幕彩色显像管荫罩生产使用。本专利技术中所述含镍三氯化铁蚀刻废液再生方法，生产成本低、操作简单，可以有效的实现镍、铁分离，是一种环保经济型处理含镍三氯化铁蚀刻废液的方法。附图说明图1是含镍三氯化铁蚀刻废液再生方法的工艺流程图。具体实施例方式下面结合附图1对本专利技术进一步详细描述一种，依次包括如下步骤(a)将含镍三氯化铁蚀刻废液加热到600℃～700℃焙烧一定时间，所述含镍三氯化铁蚀刻废液的进料速度为4.3Kg/min～4.7Kg/min；(b)向所述含镍三氯化铁蚀刻废液的焙烧产物中添加一定量的水溶解其中的可溶物质，然后将固液两相分离；(c)步骤b得到的固体物质与盐酸反应，得到三氯化铁蚀刻液，如图1所示。含镍三氯化铁蚀刻废液的基本组成为镍1.5-2.5％、二价铁6.5％、游离盐酸0.3-0.5％、其余为三价铁，所述含镍三氯化铁蚀刻废液在66℃时的比重为1.48g/cm3。上述步骤中发生的化学反应有 含镍三氯化铁蚀刻废液中的二价铁离子、三价铁离子在高温焙烧中转变为固体氧化铁，而镍由于化学惰性比较高，二价镍离子在600℃～700℃的焙烧中将不发生化学变化，依然以二氯化镍可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镍三氯化铁蚀刻废液的再生方法，其特征在于依次包括如下步骤：（ａ）将含镍三氯化铁蚀刻废液加热到６００℃～７００℃焙烧一定时间，所述含镍三氯化铁蚀刻废液的进料速度为４．３Ｋｇ／ｍｉｎ～４．７Ｋｇ／ｍｉｎ；（ｂ）向所述含镍三 氯化铁蚀刻废液的焙烧产物中添加一定量的水溶解其中的可溶物质，然后将固液两相分离；（ｃ）步骤ｂ得到的固体物质与盐酸反应，得到三氯化铁蚀刻液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李华，李文焕，蔡体伟，
申请(专利权)人：上海新芝电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]