一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，包括以下步骤：将酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥共同制浆，用水调整固液比，用浓硫酸调整浆液pH至酸性，进行反应，过滤得到含铜料液和浸出渣；将浸出渣进行洗涤中和，得到尾渣；将所述含铜料液依次进行铜萃取、有机相洗涤、铜反萃，所述铜反萃所得溶液进行铜电积，得阴极铜。该方法利用两者酸碱中和反应，大大减少酸碱耗量，降低生产成本。最终的浸出渣含铜低于0.05％，可作为一般固体废物在利用。在铜萃取过程后，进行负载有机相洗涤，在采用水洗涤的过程中，洗涤液中携带出大量的氯离子和铁离子，显著减少了氯离子和铁离子转移到反萃液中，从而提升铜电积效率、增加阴极铜产品纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法
本专利技术属于含铜危险废物的无害化资源化利用
，尤其涉及一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法。
技术介绍
印刷线路板(简称PCB)是电子产品的重要组成部分，随着近年来电子工业正在日益壮大，带动了PCB行业的迅速发展。在PCB生产过程中，蚀刻铜是最为重要的一个环节。该工序主要是用蚀刻液将覆铜箔基板上不需要的部分铜箔除去，将需要的部分铜箔保留下来，使之形成所需要的电路图形。蚀刻工序在PCB制造过程中非常重要，控制好蚀刻过程质量是确保整个PCB质量和性能的关键。至今蚀刻液经历了约六种类型，主要包括：氯化铁蚀刻液、过硫酸铵蚀刻液、铬酸蚀刻液、亚氯酸钠蚀刻液、碱性氯化铜蚀刻液、酸性氯化铜蚀刻液等。这六种蚀刻液中，前四种随着PCB行业的发展，暴露出多种弊端，已逐渐得到废弃；后两种性质优良，被PCB行业广泛使用。目前，在这后两种蚀刻液中，酸性氯化铜蚀刻液的用量较多。在采用酸性氯化铜蚀刻液进行蚀刻铜后，会产生大量的酸性蚀刻废液。酸性蚀刻废液含有大量的铜离子、氯离子和废酸，后续回收工艺中和成本较高，设备腐蚀严重，产品杂质高，附加值低。申请号为CN201910484805.0的国内专利公开了生石灰熟石灰在线路板酸性蚀刻废液提取铜产品中的应用，该专利技术利用生石灰、熟石灰的碱性，进行中和反应，同时利用石灰溶解度低，缓慢释放OH-，控制反应速度，将生石灰或熟石灰与水反应配制石灰乳或石灰水，与酸性蚀刻废液发生中和反应；通过调节pH，生成碱式氯化铜、氢氧化铜或利用氢氧化铜进一步生产电解铜。但是该方法中，后续提纯碱式氯化铜、氢氧化铜十分困难，成本高，会产生大量的污泥，且产品的附加值较低。同时在本领域中，常规酸性含铜蚀刻废液单独处理工艺均存在较大的碱耗，且较多的氯离子对产品质量会产生不利影响，造成生产成本较高，产品质量较差难以销售。在PCB生产过程中同时也会产生大量的酸性含铜废水。对这类废水通常采用石灰中和沉淀处理。在石灰中和沉淀处理过程中，使重金属沉淀析出，会产生大量的含铜污泥。常规污泥处理工艺一般为采用硫酸浸出，酸耗成本较大，后续料液中残余酸仍得中和，处置成本仍居高不下。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法。一种含铜污泥和含铜蚀刻废液联合处理方法，包括以下步骤：将酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥共同制浆，用水调整固液比，用浓硫酸调整浆液pH至酸性，进行反应，过滤得到含铜料液和浸出渣；将浸出渣进行洗涤中和，得到尾渣；将所述含铜料液依次进行铜萃取、有机相洗涤、铜反萃，所述铜反萃所得溶液进行铜电积，得阴极铜。优选的，上述含铜污泥和含铜蚀刻废液联合处理方法，具体包括以下步骤：S1、浸出：将酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥共同制浆，用水调整固液比至1:5-10，加入浓硫酸，调整浆液pH至1.0-2.5，反应4-6h，过滤得到含铜料液和浸出渣；在该步骤中，酸性含铜蚀刻废液中含有大量的H+和Cl-，含铜污泥大部分的铜和铁均以氢氧化物形式存在，少量铜以硫化物形式存在。两者共同制浆，利用酸碱中和反应，可大大降低硫酸和液碱耗量，节约生产成本，同时氯离子的存在可以提高铜浸出率。浸出过程主要化学反应如下：2HCl+Cu(OH)2＝CuCl2+H2OH2SO4+Cu(OH)2＝CuSO4+2H2O2HCl+CuS＝CuCl2+H2S↑S2、洗涤中和：将所述步骤S1得到的浸出渣洗涤后，加石灰中和至pH＝6-9，压滤后得到含铜低于0.05％的尾渣；S3、铜萃取：向步骤S1中的含铜料液中加入萃取剂与稀释剂组成的萃取有机相，萃取，分离得到负载有机相和萃余液；S4、有机相洗涤：将所述步骤S3得到的负载有机相进行洗涤，洗液pH控制在1.2-2.0，分离得到净化负载有机相和洗涤液；有机相洗涤洗脱夹带的料液及氯离子，洗液循环一段时间后，检测铁离子和氯离子浓度，浓度较高可返回至浸出环节；S5、铜反萃：向所述步骤S4中得到的净化负载有机相中加入硫酸反萃剂，反萃后得硫酸铜溶液；洗涤液中氯离子和铁离子累积到0.2-1g/L后，部分洗液可至浸出工序；S6、铜电积：将所述步骤S5得到的硫酸铜溶液进行电积处理，得到纯度99.9％以上的阴极铜。优选的，所述步骤S1中，所述酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥的重量比为1:1.5-2.5。优选的，所述步骤S1中，所述浓硫酸为工业质量浓度为98％的浓硫酸。优选的，所述步骤S3中，所述萃取剂为M5640、Lix984N中的任意一种，所述稀释剂为磺化煤油；所述萃取剂的体积浓度为10-20％；铜萃取级数为2-4级，铜萃取相比O/A为1-3:1。优选的，所述步骤S4中，有机相洗涤级数为2-3级，有机相洗涤相比O/A为1-4:1。优选的，所述步骤S5中，所述硫酸反萃剂中硫酸的质量浓度为140-200g/L；铜反萃级数为2-3级，反萃相比O/A为1-4:1。优选的，所述步骤S6中，电积处理所用设备为旋流电积设备，阳极材料为二氧化铅，阴极为钛板，电积电流密度为200-550A/m2，槽电压2.0-3.2V。优选的，上述含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法还包括以下步骤：将步骤(3)中得到的萃余液，再次重复步骤(3)-(5)进行铜萃取、有机相洗涤、铜反萃，分别得到二级萃余液、二级洗涤液和二级反萃液。优选的，上述含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法还包括以下步骤：萃余液除杂回用：将所述步骤S3中萃余液进行中和除铁，除铁采用石灰调节pH至6-9，过滤后的系统尾水返回所述步骤S1中调浆。本专利技术中，所述步骤S6中，电积处理后得到的电积液可返回步骤S5作为反萃剂。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术采用酸性含铜蚀刻废液和含铜污泥联合处理的方法，利用两者酸碱中和反应，大大减少酸碱耗量，降低生产成本。最终的浸出渣含铜低于0.05％，可作为一般固体废物在利用。2、本专利技术在铜萃取过程后，进行负载有机相洗涤，在采用水洗涤的过程中，洗涤液中携带出大量的氯离子和铁离子，显著减少了氯离子和铁离子转移到反萃液中，从而提升铜电积效率、增加阴极铜产品纯度。3、本专利技术采用铜萃取-电积工艺，减低氯离子对产品的质量影响，可以生产纯度在99.9％以上的阴极铜，提升产品附加值；相比传统工艺产品方案中结晶硫酸铜、氧化铜、置换铜粉，阴极铜产品价值更高，销路更广。4、本专利技术的联合处理方法可以同时处理含铜蚀刻废液和含铜污泥，工艺简短，生产效率高。5、本专利技术的联合处理方法中，尾液可循环利用，生产成本低，尤其适用于铜线路板厂区含铜污水和含铜污泥的综合利用。6、本专利技术中的含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，已可实现大规模工业化处理，整体运营成本低，即可大量处理掉含铜污泥和含酸铜蚀刻废液，保护环境，又能实现阴极铜的批量生产，提高经济效益。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥共同制浆，用水调整固液比，用浓硫酸调整浆液pH至酸性，进行反应，过滤得到含铜料液和浸出渣；将浸出渣进行洗涤中和，得到尾渣；将所述含铜料液依次进行铜萃取、有机相洗涤、铜反萃，所述铜反萃所得溶液进行铜电积，得阴极铜。/n

【技术特征摘要】
1.一种含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥共同制浆，用水调整固液比，用浓硫酸调整浆液pH至酸性，进行反应，过滤得到含铜料液和浸出渣；将浸出渣进行洗涤中和，得到尾渣；将所述含铜料液依次进行铜萃取、有机相洗涤、铜反萃，所述铜反萃所得溶液进行铜电积，得阴极铜。


2.根据权利要求1所述的含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、浸出：将酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥共同制浆，用水调整固液比至1:5-10，加入浓硫酸，调整浆液pH至1.0-2.5，反应4-6h，过滤得到含铜料液和浸出渣；
S2、洗涤中和：将所述步骤S1得到的浸出渣洗涤后，加石灰中和至pH＝6-9，压滤后得到含铜低于0.05％的尾渣；
S3、铜萃取：向步骤S1中的含铜料液中加入萃取剂与稀释剂组成的萃取有机相，萃取，分离得到负载有机相和萃余液；
S4、有机相洗涤：将所述步骤S3得到的负载有机相进行洗涤，洗液pH控制在1.2-2.0，分离得到净化负载有机相和洗涤液；
S5、铜反萃：向所述步骤S4中得到的净化负载有机相中加入硫酸反萃剂，反萃后得硫酸铜溶液；
S6、铜电积：将所述步骤S5得到的硫酸铜溶液进行电积处理，得到纯度99.9％以上的阴极铜。


3.根据权利要求2所述的含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述酸性含铜蚀刻废液与含铜污泥的重量比为1:1.5-2.5。


4.根据权利要求2所述的含铜污泥和含铜蚀刻废液的联合处理方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，赵邵安，秦荣钢，
申请(专利权)人：湖南埃格环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43