印制电路板酸性含铜废液处理并产制电解铜的方法
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电路板酸性蚀刻液电解再生盐酸的方法摘要:酸性氯化铜蚀刻液目前普遍采用化学法再生。
但化学法存在回收率低、需要添加化学药剂、易造成污染等缺点。
为了克服化学法的缺陷,人们提出了用电解法再生酸性氯化铜蚀刻液并回收金属铜。
随着蚀刻的进行,酸性氯化铜溶液中Cu(Ⅰ)浓度逐渐升高,Cu(Ⅱ)浓度逐渐降低。
当蚀刻液中Cu(Ⅰ)浓度超过0.05mol/L后,蚀刻液将变为蚀刻废液,不能再继续使用。
据统计,我国印制电路板行业每天约产生6000t蚀刻废液,其中有大约一半为酸性氯化铜蚀刻废液,这些蚀刻废液若处理不当将造成环境的严重污染和资源的巨大浪费。
关键词:酸性氯化铜蚀刻液;电解再生;流程优化引言电路板酸性蚀刻液电解再生盐酸的方法,其特征在于:在电解槽中,阳离子交换膜采用氟磺酸阳离子交换膜,阳极液采用质量比为5%∶15%的硫酸或者质量比为5%∶8%的氨基磺酸,将电路板酸性蚀刻液作为阴极液;对电解槽通电,阳极区的电解反应生成氧气和H+,H+穿越阳离子交换膜和电路板酸性蚀刻液电解后游离的氯离子形成盐酸。
本发明与现有技术相比,阳极反应只产生氧气和H+,阳极区没有氯离子,避免了氯气的产生,降低了生产成本;产生了盐酸,保证了生产正常进行,并防止体积膨胀,不必定期排放,避免了污染和资源浪费。
1概述尽管已经有许多关于酸性蚀刻液电解再生回收研究,但是已经报道的技术均有不完善之处,如需要补充消耗掉的盐酸、回收的铜沉积成铜粉、需要变电压操作或间歇操作、氯气析出等。
电解再生回收方法难于达到理想的要求,有2方面的根源。
一是蚀刻废液中Cu(Ⅰ)的浓度很低,而氯离子浓度高,造成再生蚀刻时阳极容易析氯。
二是蚀刻废液中Cu(Ⅱ)的浓度高,造成在阴极沉积的金属铜被Cu(Ⅱ)氧化,产生新的Cu(Ⅰ)。
经过前期研究,采用石墨毡材料的三维穿流阳极,已经较好解决了氯气析出的问题。
本文中提出了2个优化的电解再生流程,并用MATLAB编程对已经报道的流程和新提出的流程进行了模拟计算,以分析比较新、旧流程中析出氯气风险的大小以及操作弹性。
印制板蚀刻废液循环利用及铜回收新技术及设备印制板蚀刻废液是制造电路板时产生的一种含有大量铜、铁、氧化铁、酸等有害物质的废液。
传统方法处理这种废液是直接排放,但这种方法会严重污染环境,也浪费了资源。
现在有一些先进的技术和设备可以循环利用印制板蚀刻废液,并回收废液中的铜,这些技术和设备是非常有前景和实用价值的。
废液处理原理印制板蚀刻废液中主要污染物是含铜废酸、氯化铁、草酸、过氧化氢等,这些有害物质污染了废液,使得废液不能直接排放,必须经过处理,才能达到排放标准。
废液处理的原理是通过电化学反应、化学反应、物理分离等方式将废液中的铜、铁等有害物质去除,使废液达到排放标准,同时回收废液中的铜等有用元素,达到废液循环利用的目的。
废液处理技术目前,对印制板蚀刻废液的处理主要有以下几种技术:1. 离子交换技术离子交换技术是将废液经过固定床树脂的离子交换,将废液中有害物质与树脂固定在一起,将废液中的有用元素和纯水分离开来,达到废液的循环利用。
离子交换技术具有反应速度快、简单易行、废液循环利用率高等优点,但废液中的污染物浓度影响着离子交换树脂的寿命和回收率,离子交换后树脂需要再次处理,增加了处理成本。
2. 膜分离技术膜分离技术是通过膜的孔径,将废液中的有害物质和有用元素分离开来。
包括微滤、超滤、反渗透、气体分离等多种分离方式。
其中反渗透技术是最为常用的处理方式。
反渗透技术的处理原理是利用压力将废液通过半透膜,将沉淀物、溶剂、杂质、重金属等离子分离开来,达到净化废液的效果。
反渗透膜的选择和控制是膜分离处理成功的关键。
膜分离技术相对于离子交换技术,设备成本稍高,但处理效率和回收率高,更适用于处理量较大的废液。
3. 微生物处理技术微生物处理技术是利用微生物的去除能力,将有害物质降解为无害物质,是一种较为有潜力的处理技术。
这种技术存在工艺简单、处理成本低等优点。
目前,微生物处理技术主要包括好氧微生物法、厌氧微生物法和真菌生物法等,其中好氧微生物法的效果较好。
印制线路板含铜蚀刻废液的综合利用技术印制线路板含铜蚀刻废液的综合利用技术适用范围印制线路板制造业发达地区集中开展含铜蚀刻废液综合利用。
主要技术内容一、基本原理将印制线路板碱性蚀刻废液与酸性氯化铜蚀刻废液进行中和沉淀,生成的碱式氯化铜沉淀用于生产工业级硫酸铜;沉淀压滤母液用于生产碱性蚀刻液;其余废水经金属铝屑置换去除铜离子,进行蒸发浓缩生产混合铵盐。
另将三氯化铁蚀刻废液投铁提铜后通入氯气并蒸发浓缩,生成三氯化铁回用于线路板蚀刻。
二、关键技术硫酸铜、碱性蚀刻液、混合铵盐、三氯化铁综合利用生产技术及生产线。
典型规模1、利用碱性、酸性蚀刻废液10000吨/年,生产工业级硫酸铜4000吨/年,碱性蚀刻液4000吨/年,混合铵盐1200吨,硫酸铜废水处理铜粉50吨;2、利用三氯化铁蚀刻废液3000吨/年,生产三氯化铁蚀刻液4000吨/年,三氯化铁废液处理铜粉150吨。
主要技术指标及条件一、技术指标(一)废液资源利用率1、铜利用率碱性、酸性蚀刻废液 99.5%;三氯化铁蚀刻废液:95%2、氨(铵)利用率:100%。
3、三氯化铁利用率:100%。
(二)产品指标及性能硫酸铜(CuSO4•5H2O)、碱性蚀刻液、混合铵盐、铜粉、三氯化铁蚀刻液二、条件要求1、碱性、酸性蚀刻废液利用:占地5000平方米;硫酸铜生产电耗20万度/年、水耗6000吨/年、浓硫酸2000吨/年;碱性蚀刻液生产电耗1.52万度/年、无水耗、液氨350吨/年、工业氯化铵400吨/年;铵盐回收电耗5.61万度/年、水耗6000吨/年、柴油580吨/年。
有印制线路板含铜蚀刻废液需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似废水处理经验的企业。
2、三氯化铁蚀刻废液利用:占地2000平方米,电耗2.2万度/年、水耗1.38万吨/年、液氯246吨/年、纯铁片415吨/年、柴油40.8吨/年。
主要设备及运行管理一、主要设备1、碱性、酸性蚀刻废液利用:硫酸铜生产线、碱性蚀刻液生产线、混合铵盐生产线。
从废旧印刷线路板中提取回收金属铜的方法废旧印刷线路板(PCB)中含有丰富的金属资源,其中最主要的是铜。
回收废旧PCB中的铜能够减少资源浪费和环境污染,并有助于实现可持续发展。
下面是从废旧印刷线路板中提取回收金属铜的方法:1.废旧印刷线路板的预处理:首先,将废旧PCB进行拆解和分离,去除外部杂质。
这可以通过手工拆解或使用机械设备来完成。
拆解后,将线路板切成较小的片段。
这样有助于提高提取铜的效率。
2.化学溶解:经过预处理后的废旧线路板片段可用于铜的化学溶解。
一种常用的方法是酸性溶解。
将废旧PCB片段放入含有酸(如硫酸或盐酸)的溶液中,使其与金属铜发生反应。
通过反应,铜离子会溶解在溶液中,形成铜的化合物。
3.阴极电积:通过阴极电积方法,将铜化合物转化为纯铜。
将产生的溶液放入电解槽中,作为阳极。
同时,在电解槽的底部放置一块铜板作为阴极。
将电流引入电解槽中,使阳极上的铜离子向阴极移动并沉积在铜板上,逐渐形成纯铜层。
纯铜层可在一定的时间内长大,然后取出并进行进一步处理。
4.熔融法提取:熔融法是将废旧PCB片段熔融并进行分离的方法。
将废旧PCB片段放入炉中,加热至较高温度。
在高温条件下,线路板中的有机物会燃烧并分解,而铜等金属则被熔化。
通过溶解和分离的过程,将熔融的金属分离出来,形成纯净的铜。
5.水力冲洗:将提取的金属铜进行水力冲洗以去除其他杂质。
在水的作用下,通过流动和筛选的方式,将残留在铜上的杂质去除,使铜得到进一步提纯。
6.再熔炼:最后,将经过水力冲洗的铜进行再熔炼。
通过再次加热待处理的铜,将铜熔化并再次提纯。
这可以通过铸造或其他熔炼方法来实现。
总之,从废旧印刷线路板中提取回收金属铜的过程需要经历预处理、化学溶解、阴极电积、熔融提取、水力冲洗和再熔炼等多个步骤。
这些方法能够有效地提取和回收废旧PCB中的铜,实现资源的循环利用,减少资源的浪费和环境的污染。
同时,这也是一种对环境友好的可持续发展的做法。
目前PCB行业酸性蚀刻制程废酸性蚀刻液处理方法浅谈关于目前PCB行业酸性蚀刻制程废酸性蚀刻液处理方法浅谈目前PCB铜回收行业正在蓬勃发展,自2002年以来国际铜价飙升,企业越来越重视开流节源,铜回收设备制造企业如雨后春笋般遍地开花。
但由于含铜废液回收铜行业入行门槛低,各企业素质参差不齐。
真正成规模,有实力的铜回收设备企业很少,大多数企业员工不超过20人,业务能力开展差,能安装一套设备也美其名曰环保科技公司。
此种现象造就PCB 企业无法真正了解到技术的发展程度,技术的可行性以及盲目安装设备后对自身造成的损失等;本文通过针对目前许多铜回收企业自称“已突破技术瓶颈,技术成熟稳定”的《PCB 酸性蚀刻废液再生与铜回收装置》的分析来让广大PCB企业更加直观更加清楚的了解目前的技术发展。
首先,要了解一个技术的稳定性我们需要了解其工艺流程及产物、企业工艺介绍是否符合生产工艺等。
众所周知PCB酸性蚀刻制程在蚀刻过程中,氯化铜中的Cu2+具有氧化性,能将板面上的铜氧化爲Cu+,形成的Cu2Cl2是不易溶于水的,在有过量的Cl-存在下,可形成可溶性的络离子,随着蚀刻的进行,溶液中的Cu+越来越多,蚀刻能力很快下降,以至最后失去蚀刻能力。
爲保持蚀刻能力,一般通过加入氧化剂对蚀刻液进行再生,使Cu+氧化重新转变爲Cu2+,使蚀刻得以连续的进行。
酸性废蚀刻液中酸性子液只是很少一部分,而大部分为生产中所添加的盐酸。
一般低酸生产子液与盐酸的比例大概为:1:1.5-2,高酸生产子液与盐酸比例大概为1:2-3。
通过酸性蚀刻的生产工艺我们可以得出,目前许多蚀刻铜回收企业所描述的酸性铜回收系统处理后废液可完全回用是不可能达到的。
以月废酸性蚀刻液100T为例,经提铜后回用再生液100T,酸性蚀刻生产中盐酸添加与再生液中的氯离子、铜离子含量均无关,固在处理完100T废液后将会超过150T的废液产生,如此循环废液量将是无限增长。
有人说可以回用一部分,另一部分排入PCB厂废水处理站。