碱性蚀刻液中铜回收与废液、铜氨废水的循环使用

2021年2月24日发(作者：鸟笼)

碱性蚀刻液中铜回收与废液、铜氨废水的循环使用

目前碱性蚀刻液由危险废物回收商进行资源化回收铜，生产硫 酸铜产品，没有对氨

进行回收和处理，也不能回收失效的蚀刻液和铜氨废水的循环使用， 对环境有一定

的影响，且导致运输过程的能源消耗和成本增加。

为响应国家“清洁生产、变废为宝、发展循环经济、创建节约型社会”的号召，

计划安装 “在线含铜废蚀刻液的资源化回收”成套设备。

< p>
2009

年

1~7

月份含 铜废蚀刻液产生量为：

月份

蚀刻 废液量

（

T

）

Jan-09

Feb-09

Mar-09

Apr-09

May-09

Jun-09

350

504

656

543

503

566

蚀 刻废液平均每月量

520

吨。

碱性蚀刻废液和后面的水洗产生的铜氨废水为本公司主要

NH3-N

的排放源。

二、减少末端处理前的污染因子—

N H3-N

1

、

氨氮对环境的影响

< p>
氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害，主要表现在以下几个方面：

氨氮会消耗水体中的溶解氧；

氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气，增加氯的用量；

含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：

①

氨氮对鱼类有毒害作用；

②

NO

3

?

< /p>

和

NO

2

?

可被转化为亚硝胺——一种“三致”物质；

③

水中< /p>

NO

3

?

高，可 导致婴儿患变性血色蛋白症——“

Bluebaby

”；

加速水体的“富营养化”过程；所谓“富 营养化”就是指水中的藻类大量繁

殖而引起水质恶化，其主要因子是

N

和

P

（尤其是

< br>P

）；解决的办法主要就是要

严格控制污染源，降低排入 水环境的废水中的

N

、

P

含量。

2

、线路板废水中的

氨氮来源

目前碱性蚀刻目

1) Cu

2+

:

125

～

145~165g/L

2) Cl

ˉ

:

4.0

～

4 .8~5.3N

3) PH

值

:

8.0

～

8.4~8.8(PH

计读数

)

4)

比重

:

1 .165

～

1.190~1.21

5)

温度

:

4 7

～

53

℃

6)

目体积

1025L

7)

补充液配制：

< br>Cl

ˉ

4.0

～

5.3N

OH

ˉ

< /p>

3.4

～

3.9N

单耗

:

(1)

蚀板盐

:60Kg/ K

(2)

蚀板液

210LT/ K

。实际补充 蚀刻子液

2.5~3

吨

/

天。

氨水洗目

1) NH

3

.H

2

O: 20% , 30

～

45~60g/L

2)

目体积

95L

单耗

:

氨水

95LT/ K

碱性蚀刻生产线的月产量：

由此可见：按照理论计算，月产

30

万平方英尺的蚀刻线排放浓的蚀刻废液大约：

300,000* 210/1000 =63,000L=63m

=63*1.19=75

吨，大约含铜

=75*145=10807Kg=10.8

吨

/

月

=129.6

吨

/

年。

按照

2008

年实际消耗的蚀刻量，推算月产

30

万平方英尺的蚀刻线的实 际量为

840

吨

蚀刻液

/

年，大约可产生

97

吨电解 铜

/

年，小于标准单耗，说明生产控制良好。

< br>

消耗的氨水量大约为：

95 0*30*12=342000Kg=342

吨

3

三、

废液 回收利用的工艺选择

1

、回收技术现状及发展方向

< br>铜回收中化学法常见在危险品回收公司使用，电解法常见在线路板公司自行回收。特点如下：

处理方法

萃取后，电解法回收，

生产

99.9%

纯铜

优点

?

易于销售和管理；

?

产值大，利润高；

?

占地面积稍小；

?

操作人员少；

?

碱性蚀刻液可回收。

化学法回收，生产饲料

级硫酸铜

?

投资低廉；

?

占地面积稍大；

?

投资大；

?

运转费用高；

?

回收高浓度

Cu

的废液。

缺点

?

对低浓度

Cu

的废液也可回收；

?

不易销售或运作；

?

运转费用低；

?

废气易处理。

?

操作人员多；

?

产值低，利润小。

2

、常规的工艺特点

针对一条碱性时刻拉（

300K SqFt

）资源化回收的设计。

< /p>

-2

在实际应用中主要在反萃取后有机相中夹滞了大量的硫酸根（

SO

2

），影响萃取效果

以及再生的蚀刻液的质量，严重时甚至影响萃取工艺控制操作，被迫停产，

清 理萃取槽，并

使残液也不能再生回用。同时，还存在反萃液中夹滞大量氯化物进入电解槽 ，造成电耗高，

腐蚀电极，并产生氯气，影响环境。

比较好的工艺。如：

蚀刻液一萃取一 电积（

ET-SX-EW

）再生闭路循环工艺，从根本上解决了 原有

工艺中存在硫酸根（

SO

4

2-

）和氯离子（

CI

-

）夹带问题，克服了原工艺存在的缺陷。使用本工艺处理失效

蚀刻液时，可随意调节，在被萃取液中能萃取一定量的铜或全部萃取铜，萃取出来的铜，可以用电解法生

产紫铜板或用生产硫酸铜。萃取后的残液中铵（

NH4CI

< p>
、（

NH

4

）

< p>
2

HCO3

其本无损失，可再生后返回蚀

刻系统循环使用。采用国内外先进的萃取剂和萃取设备，即可减少夹带有机相造成萃取剂损失的问 题，保

持萃取剂消耗少的水平，又保证有机相与水相的稳定比例状态。因此使用本工艺可 减少投资，保持操作稳

定运行，并可为企业取得较大的经济利益。

失效蚀刻液经过滤除什物后，

直 接进入萃取系统用萃取剂提铜，

分离后的萃

取液经

反萃处理后，提取反萃取液中的铜（反萃取液送到电解槽中用连续电解

沉积工 艺生产紫

铜板）

。

也可通过结晶生产硫 酸铜晶体。

萃取后的残液

（蚀刻液）

经 调整

PH

及添加少量速蚀添加剂再生成新的蚀刻溶液，

返回蚀刻槽中循环使用。

萃取剂在萃取系统中也可循环使用。

< p>

1

、目前一些公司使 用回收系统存在如下问题：

1

）萃取剂有萃氨反应。因此积累后产生沉淀。氨进入电沉积槽。

2

）无洗氯离子洗涤槽，而是用漂洗 水再萃取。因此夹滞氯化氨进入反萃取

槽造成电解槽中氯离子积累。影响钛阳极及阴极铜 质量。

3

）萃取剂水洗分层不理想；慢及水有不清现象。

< p>
4

）反萃取后夹滞有硫酸根（

SO

4

-2

）未进行再生洗涤的有机相，因此硫酸根

会进入再生蚀刻液中中，积累较多后沉淀。

2

、拟用新工艺及新萃取剂，采用全萃取铜工艺，配制新的蚀刻 液不含铜，

百分百回收。

1

）采用洗氯离子及洗硫酸根离子新的工艺。

2

）采用永久阳极（钛涂铱）及永久 纯钛阴板。纯钛板阴极比不锈钢容易剥

落，不上镀，阴极铜取出槽后，水冲洗冷却即分离 ，反复使用

20

年以上，因此

不须外购 始极铜片。

3

）采用新萃取剂，最大优点：耐水洗，及耐高酸反萃，水洗分层快清晰。

价格是

MX-80

或

NC-300.60%

。缺点是萃取容量较低。

4

）新萃取剂无萃取氨反应。因此氨不进入电解槽。

(1)

萃取后电解法回收铜的设备（包括萃取设备

< br>+

中间槽、电解槽、电极、

控制器、泵、连接管道、地面 处理、通风等）；

估计为

60~70g/L

的铜含量（因为氨水洗进入其中），实际废蚀刻液量：

5

吨

/

天左右 。

或分离氨水洗，平均

< p>
125~165g/L

的铜含量，实际废蚀刻液：

2.5~3

吨

/

天左右。

(2)

100%

蚀刻液（

2.5

~

3

吨

/

< br>天）回生产线（包括氨水洗），要求中间槽

容积满足连续生产。

< br>

3

、本回收系统的特点

循环蚀刻液再生系统

，乃专门为电子 线路板的碱性蚀刻工序而设，当此系

统与碱性蚀板机连接后，便能有如下表现：

?

将已蚀板的碱性蚀刻液还原再生，经再生后的碱性蚀刻液可以 循环再

用；

?

将已蚀板的碱性蚀刻液内的铜离子进行回收，铜离子将会还原成为有

价值的金属铜；< /p>

?

将蚀刻后段水洗的水进行回收，经回收后的水亦可循环再用。

A.

采用本系统后的蚀刻工序

:

?

把在本系统已准备的碱性蚀刻液注入蚀刻生产线；

?

在蚀刻生产过程中，蚀刻液中的含铜量不断增加；

?

把在蚀刻完成后的高含铜量的蚀刻液及一级水洗所排放的清洗 水输入

本系统；

?

本系统将高含铜量的蚀刻液及清洗水循环再生，并从中萃取铜；

?

把再生的碱性蚀刻液及清洗水注入蚀刻生产线。

B.

采用本系统后及未采用本系统的比较

:

项目

1

2

3

4

不断购买新的碱性蚀刻液注入蚀刻生产线

蚀刻完成后高含铜量的

蚀刻液可以循环再用

蚀刻生产过程中一级水洗所排放的高含铜量清

洗水可以循环再用

减少耗水量

采用本系统后

不需要

可以

可以

可以

未采用本系统

需要

不可以

不可以

不可以