一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法技术

本发明专利技术提供一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法，所述方法包括如下步骤：酸性含铜蚀刻液经蒸馏，得到盐酸和含氯化铜溶液；混合碱性含铜蚀刻液和所述含氯化铜溶液，并于第一碱性物质下汽提，分别得到氨气、氯化钠饱和溶液和氧化铜产品；混合碳酸钙和所述盐酸，得到的二氧化碳与步骤(2)产生的氨气混合，得到碳酸铵；混合所述氯化钠饱和溶液和所述碳酸铵，得到碳酸钠溶液和氯化铵固相产品；混合第二碱性物质和所述碳酸钠溶液，得到碳酸钙和第一碱性物质。所述方法得到的产品为氧化铜和氯化铵，产品价值高且能够实现碳循环。产品价值高且能够实现碳循环。产品价值高且能够实现碳循环。

【技术实现步骤摘要】
一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，尤其涉及一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法。

技术介绍

[0002]印刷电路板在碱性蚀刻过程中常采用碱性铜氨溶液作为蚀刻液。蚀刻液的主要成分为CuCl2、NH4Cl、NH3·
H2O。在蚀刻过程中，碱性铜氨溶液中的Cu(Ⅱ)与铜反应生成Cu(Ⅰ)从而逐渐失去蚀刻能力。
[0003]目前，失效的碱性含铜蚀刻液处理方法主要有氧化还原、沉淀、电解、膜分离及溶剂萃取等方法进行回收利用。这些方法存在着回收铜的品位不高、工艺复杂、析出氯气、破坏蚀刻液的化学组成、产生二次污染、回收成本高等问题。
[0004]CN105776312A公开了一种失效碱性含铜蚀刻液的回收方法，其包括以下步骤：a、向失效碱性含铜蚀刻液中加入氧化剂，在常温下反应8～10min；b、向失效碱性含铜蚀刻液中加入二乙基二硫代氨基甲酸铵，获得褐色沉淀；c、将褐色沉淀置于容器二中，再向所述容器二中加入氨水，直至褐色沉淀全部溶解，获得蓝色沉淀；d、将蓝色沉淀置于容器三中，向容器三中加入硫酸溶液至沉淀全部溶解，不断搅拌；e、加热溶液获得蓝色晶体。
[0005]CN112522514A公开了一种含铜蚀刻液资源化处理方法，通过铜泥烘干装置烘干、通过浸出槽调节PH值及浸出、通过萃取装置萃取、通过洗氯装置洗氯、通过反萃装置反萃、通过电解槽电解，通过萃余液调节槽使得萃余液与浸出渣处理后再次萃取，通过设置萃前液罐、电富液罐和电贫液罐，对液体进行缓存，使得萃取工序和电解工序可以缓冲，降低工序之间的影响。
[0006]CN107385470A公开了含铜废蚀刻液回收方法，其包含如下步骤：(1)将含铜废蚀刻液过滤后送入中和稀释槽，调节pH至2.6～3.5；所述含铜废蚀刻液至少包含含铜酸性废蚀刻液；(2)将中和稀释槽内的混合液体经由第一调节液储槽送入多级逆流萃取组件，且向多级逆流萃取组件中加入萃取剂和煤油后进行多级逆流萃取；(3)将步骤(2)中多级逆流萃取得到的负载有机相进行多级洗涤，得到洗涤水相和有机相；(4)将步骤(3)得到的有机相进行反萃，得到反萃水相和反萃有机相；(5)将步骤(4)得到的反萃水相进行油水分离后得到水相和油相；(6)将步骤(5)得到的水相经由电解液循环槽至电解槽进行电解；电解得到电解废液和阴极铜。
[0007]但上述工艺均存在工艺流程长且仅针对碱性含铜蚀刻液的情况，因此，需要开发一种能够同时处理酸性含铜蚀刻液和碱性含铜蚀刻液的方法。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法，所述方法能够同时消纳处理酸性含铜蚀刻液和碱性含铜蚀刻液，并得到氧化铜产品的同时实现其中的碳循环，流程相对简单且无需萃取等复杂步骤，介质可循环，具有较大
的工业应用价值。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法，所述方法包括如下步骤：
[0011](1)酸性含铜蚀刻液经蒸馏，得到盐酸和含氯化铜溶液；
[0012](2)混合碱性含铜蚀刻液和所述含氯化铜溶液，并于第一碱性物质下汽提，分别得到氨气、氯化钠饱和溶液和氧化铜产品；
[0013](3)混合碳酸钙和步骤(1)所述盐酸，得到的二氧化碳与步骤(2)产生的氨气混合，得到碳酸铵；
[0014](4)混合步骤(2)所述氯化钠饱和溶液和步骤(3)所述碳酸铵，得到碳酸钠溶液和氯化铵固相产品；
[0015](5)混合第二碱性物质和所述碳酸钠溶液，得到碳酸钙和第一碱性物质；所述第一碱性物质循环至步骤(2)中；所述碳酸钙循环至步骤(3)中进行碳循环。
[0016]本专利技术提供的酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法首次将酸性含铜蚀刻液和碱性含铜蚀刻液同时利用起来，制得高价值的氧化铜产品，实现了废液再利用，而且通过二氧化碳和碳酸钙实现碳循环，避免了温室气体的排放。
[0017]首先，本专利技术采用蒸馏的方式将酸性含铜蚀刻液中的盐酸回收，同时得到含氯化铜溶液，然后利用碱性含铜蚀刻液与含氯化铜溶液共同进行汽提反应，由于碱性含铜蚀刻液中含有氯化铵和氯化钠等物质，经过汽提后能够得到氨气和氯化钠饱和溶液，同时直接得到氧化铜高价值固相产品；再利用碳酸钙将盐酸转化为二氧化碳，并将该二氧化碳与氨气反应形成碳酸铵，再将碳酸铵与氯化钠饱和溶液反应，得到氯化铵的同时，得到碳酸钠溶液，通过再次将碳酸根沉淀，实现碳循环和碱性物质的循环使用，整个过程介质可循环，不再产生其他废液，资源利用率高，且无需采用有机物溶剂进行萃取步骤，操作简单易行，具有较高的工业应用价值。
[0018]优选地，步骤(1)中所述酸性含铜蚀刻液中铜的质量浓度为5～10％，例如可以是5％、5.6％、6.2％、6.7％、7.3％、7.8％、8.4％、8.9％、9.5％或10％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，所述酸性含铜蚀刻液中盐酸的浓度为0.5～10％，例如可以是0.5％、1.6％、2.7％、3.7％、4.8％、5.8％、6.9％、7.9％、9％或10％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，步骤(1)中所述蒸馏的温度为80～120℃，例如可以是80℃、85℃、89℃、94℃、98℃、103℃、107℃、112℃、116℃或120℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述蒸馏的压力为0.01～0.05MPa，例如可以是0.01MPa、0.02MPa、0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa或0.05MPa等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]本专利技术所述蒸馏的温度和压力将影响盐酸蒸馏出的量，最终将影响后续碱性含铜蚀刻液添加后溶液体系中的离子配比，如不采用上述工艺条件，将导致后续汽提过程中氧化铜的回收效果较差且氧化铜的纯度下降。
[0023]优选地，步骤(2)中所述碱性含铜蚀刻液中铜的质量浓度为6～11％，例如可以是6％、6.6％、7.2％、7.7％、8.3％、8.8％、9.4％、9.9％、10.5％或11％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述碱性含铜蚀刻液中铵根离子的浓度为120～150g/L，例如可以是120g/L、124g/L、127g/L、130g/L、134g/L、137g/L、140g/L、144g/L、147g/L或150g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]由于碱性含铜蚀刻液中含有铵根离子，因此能够较好的利用其与蒸馏去除盐酸后的含氯化铜溶液进行汽提反应，实现了碱性蚀刻液和酸性蚀刻液的同时消纳处理。
[0026]优选地，所述碱性含铜蚀刻液与含氯化铜溶液的体积比为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸碱性含铜蚀刻液碳循环综合利用的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)酸性含铜蚀刻液经蒸馏，得到盐酸和含氯化铜溶液；(2)混合碱性含铜蚀刻液和所述含氯化铜溶液，并于第一碱性物质下汽提，分别得到氨气、氯化钠饱和溶液和氧化铜产品；(3)混合碳酸钙和步骤(1)所述盐酸，得到的二氧化碳与步骤(2)产生的氨气混合，得到碳酸铵；(4)混合步骤(2)所述氯化钠饱和溶液和步骤(3)所述碳酸铵，得到碳酸钠溶液和氯化铵固相产品；(5)混合第二碱性物质和所述碳酸钠溶液，得到碳酸钙和第一碱性物质；所述第一碱性物质循环至步骤(2)中；所述碳酸钙循环至步骤(3)中进行碳循环。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述酸性含铜蚀刻液中铜的质量浓度为5～10％；优选地，所述酸性含铜蚀刻液中盐酸的浓度为0.5～10％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述蒸馏的温度为80～120℃；优选地，所述蒸馏的压力为0.01～0.05MPa。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱性含铜蚀刻液中铜的质量浓度为6～11％；优选地，所述碱性含铜蚀刻液中铵根离子的浓度为120～150g/L；优选地，所述碱性含铜蚀刻液与含氯化铜溶液的体积比为1:2～2:1。5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述汽提的温度为90～110℃；优选地，所述汽提的压力为0.1～0.2MPa。6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述第一碱性物质包括氢氧化钠；优选地，所述第一碱性物质占含氯化铜溶液质量的10～20％。7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述碳酸钙与步骤(1)所述盐酸的质量比为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：郎超，高敏，
申请(专利权)人：无锡中天固废处置有限公司，
类型：发明
国别省市：