一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法，属于废液回收处理技术领域，包括如下步骤：将碳酸钠溶液加热后，滴加入含有HCl、CuCl2的酸性蚀刻废液中调节pH，加入CTAB，超声分散，离心过滤，水洗和乙醇洗涤，真空干燥至恒重，得碱式碳酸铜中间体；向碱式碳酸铜中间体加入水，超声分散后，水浴预热，加入氢氧化钠溶液调节pH，搅拌反应，得反应液；将反应液趁热输送至喷雾热解装置进行喷雾热解，水洗、干燥，得电子级氧化铜。本发明专利技术制得的电子级氧化铜粉体组分均匀，分散性良好，改善了纳米粉体普遍的团聚现象，且符合标准HG/T 5354

【技术实现步骤摘要】
一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法


[0001]本专利技术属于废液回收处理
，具体涉及一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法。

技术介绍

[0002]蚀刻液，是一种铜版画雕刻用原料，通过侵蚀材料的特性来进行雕刻的一种液体。在现代工业发展中，电子工业正朝着超大规模集成电路方向发展，印刷线路板(PCB)作为元器件，应用于所有电子设备，以安装集成电路等元件并提供它们之间电路的互相连接口。而蚀刻工艺又是目前制造PCB过程中必不可少的一个重要步骤，在PCB的生产过程中存在大量高含铜量的蚀刻废液，且60％为酸性蚀刻废液，其主要成分为HC l、CuC l2等，若不经处理直接排放不仅造成严重的环境污染，也会造成资源的巨大浪费。
[0003]柔性印制电路(FPC)是PCB的一种重要类型，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性、绝佳的可挠性印刷电路。随着微电子技术的飞速发展，印刷电路板向多层化、积层化、功能化和集成化方向迅速地发展，制造技术难度较高，常规的垂直电镀工艺已不能满足高质量、高可靠性互连孔的技术要求，于是产生了水平电镀技术。目前FPC业界对水平电镀酸铜体系中铜离子的补充主要依靠氧化铜粉来完成，而该工艺需要的氧化铜粉必须具有很高的活性，且能在电镀液体系中快速溶解。活性氧化铜粉因粒径均在纳米级，又被称作纳米氧化铜粉；因在印刷版的电镀行业无可取代，也叫做电子级氧化铜粉。
[0004]关于氧化铜的制备方法，不少科技文献和专利文献都有涉及，常规的制备方法是将硫酸铜或硝酸铜等可溶性铜盐与沉淀剂，如碳酸钠、碳酸氢钠等在一定温度条件下反应，使可溶性铜盐转变为碱式碳酸铜固体，碱式碳酸铜固体经过洗涤、煅烧分解为氧化铜，但是由于铜源杂质高，已经不适应于现在高端的FPC电镀要求。
[0005]因此，提供一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法，以解决以下技术问题：酸性含铜蚀刻废液不经处理直接排放不仅造成严重的环境污染，也会造成资源的巨大浪费以及现有氧化铜制备方法铜源杂质高。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一、将碳酸钠溶液加热至40
‑
80℃后，滴加入含有HCl、CuCl2的酸性蚀刻废液中调节pH至5.5
‑
9.5，加入表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，超声分散10
‑
30min，离心过滤，水洗和乙醇洗涤三次，70
‑
80℃下真空干燥至恒重，得碱式碳酸铜中间体；含有HCl、CuCl2的酸性蚀刻废液含有大量Cu
2+
和Cl
－
，碳酸钠与水、Cu
2+
发生沉淀反应，生成碱式碳酸铜，由于蚀刻废液中含有氯离子，所以也生成了副产品碱式氯化铜；加入表面活性剂CTAB形成稳定的临界胶束，从而控制反应速率，防止碱式碳酸铜快速团聚；
[0010]步骤二、向碱式碳酸铜中间体加入水，超声分散10
‑
30min后，水浴预热至90
‑
100℃，加入氢氧化钠溶液调节pH至8
‑
13，搅拌反应1.5
‑
2h，得反应液；将反应液趁热输送至喷雾热解装置进行喷雾热解，溶液蒸发，水洗、105
‑
110℃下干燥2.5
‑
3h，得电子级氧化铜。碱式碳酸铜在加热、碱性条件下发生分解转化反应生成氧化铜；氯离子在高温气氛中生成氯气，可进一步回收利用。
[0011]作为本专利技术的进一步方案，所述碳酸钠溶液与CTAB的用量比为1000mL:10
‑
12g。
[0012]作为本专利技术的进一步方案，所述碳酸钠溶液的浓度为1.2
‑
1.5mol/L。
[0013]作为本专利技术的进一步方案，所述酸性蚀刻废液的Cu
2+
的浓度为100
‑
140g/L,HCl的浓度为3.7
‑
6.0mol/L。
[0014]作为本专利技术的进一步方案，所述喷雾热解的热风温度为350
‑
400℃，热风流速为180
‑
220L/min。400℃以上反应液基本只剩氧化铜组分，纯度不再变化，400℃以上会造成氧化铜活性下降。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术步骤一通过碳酸钠溶液与含有HCl、CuCl2的酸性蚀刻废液中的Cu
2+
、水、发生沉淀反应，生成中间体碱式碳酸铜，通过向反应体系中加入表面活性剂CTAB形成稳定的临界胶束，从而控制反应速率，防止碱式碳酸铜快速团聚；
[0017]本专利技术步骤二通过中间体碱式碳酸铜，包括副产品碱式氯化铜在加热、碱性条件下发生分解转化反应生成氧化铜，反应液喷雾热解得到电子级氧化铜和氯气，氯气可进一步回收利用；本专利技术通过控制喷雾热解的热风温度为350
‑
400℃，热风流速为180
‑
220L/min，制得的电子级氧化铜粉体组分均匀，分散性良好，改善了纳米粉体普遍的团聚现象，且氧化铜活性产品纯度达到99.0％以上，氯离子含量降低至0.0015％以下，其他铜源杂质含量极低，溶解速度小于30s，符合标准HG/T 5354
‑
2018《工业活性氧化铜》的要求，可用于电镀工艺。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1
[0020]一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法，包括如下步骤：
[0021]步骤一、将浓度为1.3mol/L的碳酸钠溶液加热至60℃后，滴加入含有HCl、CuCl2的酸性蚀刻废液(Cu
2+
的浓度为120g/L,HCl的浓度为4.0mol/L)中调节pH至7，加入CTAB，碳酸钠溶液与CTAB的用量比为1000mL:11g，超声分散30min，离心过滤，水洗和乙醇洗涤三次，80℃下真空干燥至恒重，得碱式碳酸铜中间体；
[0022]步骤二、向碱式碳酸铜中间体加入水，超声分散30min后，水浴预热至100℃，加入氢氧化钠溶液调节pH至13，搅拌反应2h，得反应液；将反应液趁热输送至喷雾热解装置进行喷雾热解，喷雾热解的热风温度为350
‑
400℃，热风流速为180
‑
220L/min，水洗、110℃下干燥3h，得电子级氧化铜。
[0023]实施例2
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用蚀刻废液制备电子级氧化铜的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将碳酸钠溶液加热至40
‑
80℃后，滴加入含有HCl、CuCl 2
的酸性蚀刻废液中调节pH至5.5
‑
9.5，加入CTAB，超声分散10
‑
30min，离心过滤，水洗和乙醇洗涤三次，70
‑
80℃下真空干燥至恒重，得碱式碳酸铜中间体；步骤二、向碱式碳酸铜中间体加入水，超声分散10
‑
30min后，水浴预热至90
‑
100℃，加入氢氧化钠溶液调节pH至8
‑
13，搅拌反应1.5
‑
2h，得反应液；将反应液趁热输送至喷雾热解装置进行喷雾热解，水洗、105
‑
110℃下干燥2.5
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：邵翁程，韩秀东，付二龙，
申请(专利权)人：安徽绿洲危险废物综合利用有限公司，
类型：发明
国别省市：