印制线路板蚀刻液在线循环技术
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线路板蚀刻液循环回收系统一、概述IT产业的印制线路板(PCB)行业是一个对环境污染性较大的行业,他在蚀刻生产工艺过程中会产生大量的失效蚀刻废液,该废液中富含铜(135~165g/L)、氨及氯化铵。
传统处理方法是把失效蚀刻液给回收公司生产硫酸铜,其中大量含铵液体得不到有效利用,造成资源浪费,特别对线路板厂没有一点效益。
为此我司引进国外先进技术及采用专业物料,针对"蚀刻生产工序"专门设计制造本"系统"。
本"系统"采用先进的溶剂萃取电解技术,对废液进行PH值、络合剂及蚀刻液添加剂的浓度进行调整,使其重新恢复蚀刻功能。
对蚀刻工序产出的液体废物(废蚀刻液、一级洗涤水、二级洗涤水)进行有效处理并回收回用,帮助企业达到清洁生产之要求。
本"系统"与蚀刻机连接后自动循环工作,使蚀刻工序成为既达到清洁生产的要求又大大降低成本并获得巨大的经济效益和环保效益,可为企业实现,降耗、环保、获益的可持续发展的目标。
碱性[蚀刻液回收再生系统]设备采用"萃取分离-电沉积铜"工艺。
"萃取分离"是将废蚀刻液中的铜离子分离出来,使废蚀刻液获得再生,再生蚀刻液经调整参数后,返回蚀刻机循环使用。
"电沉积铜"是将萃取分离出来的铜离子电沉积成高纯度电解铜。
碱性[蚀刻液回收再生系统]设备是一套高新环保型、全封闭式系统,无废水、废气及废物排放。
该系统与蚀刻机相互连接后,自动循环运作,进行蚀刻液和氨洗水的回收及再生工作,蚀刻效果稳定;它的性能优越,使用寿命长,能为贵公司创造丰厚的经济效益。
其主要功能和特点表现如下:(1)、将废蚀刻液进行再生,经再生后的蚀刻液可以循环使用;(2)、将废蚀刻液和氨洗水中的铜离子进行回收,还原成高纯度(含铜量99.95%)以上的电解铜,铜回收率100%;(3)、该设备操作维护简单,在安装调试过程中不影响生产,安装调试完毕即可投入使用。
《印制板含铜废液再生及铜回收成套设备技术规范》编制说明(征求意见稿)编制单位:深圳市拓鑫环保设备有限公司中国环保机械行业协会2010年7月1 前言印制板含铜废液再生及铜回收成套设备技术规范是工业和信息化部2009年第二批工业行业标准制修订计划中批准制定的行业标准,标准号为2009-2863T-JB。
2009年12月15日工业和信息化部正式下达印制板含铜废液再生及铜回收成套设备技术规范标准,主要起划单位在2010年初开始了印制板含铜废液再生及铜回收技术、工艺路线的调查工作。
在选取了有特点的行业企业后,对含铜废液再生及铜回收成套设备的运行进行了系统的监测;并对污染物治理技术进行了详细的调研。
在这些实验工作与调研的基础上,结合国内、外相关技术要求,开展了本标准的制订工作。
2 制订本标准的必要性到2007年中国大陆从事PCB生产的企业已超过3500家,PCB年产值达到1162.73亿元,增长16%,产量近1.5亿平方米,占世界比例近30%,已成为世界第一大PCB生产国。
但是,PCB生产过程中会附产出多种废物,其中最难处理和处置的是铜蚀刻废液。
其特点一是污染指数极高,属危害品(Hazard);二是产出量大,每平方米PCB需耗蚀刻液2~2.5升,我国PCB业的铜蚀刻废液年产约45-60万立方米;三是内含铜、氨等多种宝贵资源,废液含铜可高达120—190g/L,预计我国PCB行业中以各种形式蚀刻下来的铜在2010年将达到约18万吨,这约是中国铜年产量的20%和世界铜年产量的1%。
对于这样一种既是危害品又是综合资源的废物,若有高效的处理技术则可变废为宝,促进PCB行业的健康成长,处理不当则可能造成严重污染,随着PCB行业增长其排放物已经在“长三角”和“珠三角”地区造成了许多环境污染问题。
甚至影响当地的社会、经济发展。
我国PCB产业规模巨大并仍在快速增长,产生大量铜蚀刻废液,造成铜和其它化学原料的严重浪费和的环境污染。
前言尊敬的客户:感谢您对我们的信任和支持,如果您能抽出宝贵的时间阅读以下全文,我们将不胜感激,我们对以下内容的真实性愿意承担一切责任!我们富源科技发展公司是中国最早引进和生产蚀刻废液再生及铜回收系统的港资企业,公司自从80年代末期开始至今,在国内已经有30多套蚀刻再生系统在被客户使用,给客户带来了丰厚的经济效益。
富源公司已经拥有近10多年的工作经验,此系统在技术和控制方面已经非常成熟。
目前富源公司是香港王氏、嘉宏电路板有限公司、广州依利安达、美亚(国际)厨具、安柏电路板厂、至卓飞高、科惠电路等公业界合作伙伴。
蚀刻循环再生技术在国外最早应该说是瑞典人发现的,后又经加拿大人的合作和开发才被成功地应用到了PCB蚀刻液的再生方面,我国大陆最早使用蚀刻液再生的PCB企业应该说是广州依利安达(现在属于建滔集团旗下),是在1994年的时候,由我们富源公司与加拿大合作生产的,此系统的成功应用给PCB企业的清洁生产和能源节约带来了划时代的贡献。
蚀刻再生系统的确是一个既双赢、又环保;既能提高做板品质,又可以直接降低生产成本的好项目。
可能由于近两三年来铜价的巨涨,引来了很多因牟取暴利而效仿我们设备的企业(2004年以前,国内就我们一家),确实把整个行业搅的很乱,这给客户的心中造成了很不好的影响!不了解行情的客户多少都会受到干扰,担心设备还不太成熟,风险会很大等等,其实这些担心就客户而言都是非常正常的。
我们富源现有30多套设备在24小时地被用户使用,我们有着10多年的用户在向客户证明,我们有着10多年的信誉在向客户保证,我们愿意承担客户所担心的全部风险!其实此系统的设计和结构并不复杂,它的技术含量针对线路板的品质来讲,主要是取决于再生用的萃取剂(AB油)和蚀刻稳定剂(EB添加剂) ;设备的寿命和出铜的品质好坏全取决于电解槽阳极的材质与处理技术,我们把它称为“品质三要素”。
富源公司在以上这些技术方面在10年前就已经有了自己的技术和知识产权。
碱性蚀刻液循环再生系统
一、技术简介
碱性蚀刻液循环再生系统是专门针对PCB印制线路板厂生产中产生的碱性蚀刻废液而设计的,采用先进的封闭式自体循环和平行式无损分离技术(CSC-PLS)进行金属铜的分离和蚀刻液的回用,经严格有效的工艺过程,实现了溶液的长期循环再生和100%铜回收率的目标,同时将生产运行成本控制到最低。
该系统与蚀刻机在线闭环连接,自动循环运作。
二、设备说明
1、工艺流程
蚀刻机中溢流出的碱性蚀刻废液进入母液罐,再用泵送入电解槽。
调整主机内铜离子浓度、氯离子浓度和碱度至规定标准,然后通电电解。
取出产品电解铜,将溶液泵至再生子液罐,并检测溶液各离子浓度、pH值,根据检测结果调整各成分含量,调整完毕再次检测,合格后泵入子液罐中待PCB厂家使用。
三、环保指标
◆该系统采用封闭式自体循环和无损分离技术(CSC-PLS)实现了废液的100%回用
◆在整个过程中无固体废弃物、废液、废气产生
◆完全符合国家清洁生产、节能减排的环保要求
四、特点及优势
◆本系统采用PLS平行式无损分离技术,整个过程无需使用任何萃取剂、添加剂,真正实现了对废蚀刻液的无损分离,保证了蚀刻液回用的质量。
◆本系统采用CSC封闭式自体循环技术对废蚀刻液进行循环再生,整个过程既不带入其他外来物质,也没有产生有害物质,更不会破坏溶液成分,再生蚀刻液性能可以与新购子液相媲美,特别适用于高精度PCB 板制作。
◆该系统稳定性强,设备操作简便,便于维护。
采用一站式闭环控制系统,使设备运行更加可靠,运行成本为同行业最低。
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。
华东理工大学科技成果——酸性蚀刻液循环再生技术
项目简介
印制线路板的新配蚀刻液使用一段时间后,由于铜离子浓度升高导致蚀刻速率显著下降,此时需要将蚀刻液排出,重新配制。
排出的失效蚀刻液用于制备氯化铜、硫酸铜、金属铜等,而这些回收过程中会产生二次污染。
该技术专为处理蚀刻液而设计的全封闭式系统,无任何废水、废气和废物排放;它的性能优越、使用寿命长。
它能将废蚀刻液再生后返回蚀刻线继续蚀刻,还能为蚀刻线提供稳定的蚀刻效果,保持最佳的蚀刻状态,提高生产能力;更能创造可观的经济效益,彻底解决蚀刻液的污染。
该系统与蚀刻线相连接,蚀刻、再生和电解铜联动工作。
反应式
H2O-2e-→2H++1/2O2↑
CuCl2+2H++2e-→Cu↓+2HCl
技术要点
采用电解新技术,蚀刻液再生和电解铜同时完成,无污染,工业化技术。
所属领域环境
应用前景
该技术效益高,回收成本低,适用于国内所有印制线路板厂。
应用案例 1.5吨/天废液工业装置运行。
合作方式技术转让、技术合作。
印制线路板蚀刻废液资源化处理零排放技术作者:罗文浩来源:《绿色科技》2016年第14期摘要:指出了蚀刻废液资源化处理零排放技术的应用,在回收利用蚀刻废液、降低环境污染等方面取得了良好的效益。
分析了该技术的工艺流程和优势,并对该项技术的经济环境可行性进行了探讨。
关键词:蚀刻废液;零排放;印制线路板中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:16749944(2016)140099021引言蚀刻废液资源化处理零排放技术是由广州市南溪化工厂于2008年研发成功的,该技术采用沉淀-生石灰碱化-焙烧-重力分选的方法,利用固相法生成CuO,并通过固相物质的密度差异对CuCl2进行纯化,有效避免了传统固液沉淀分离需要大量清水漂洗的问题,实现了清洁生产和节约能源的需求。
采用这套工艺可以对蚀刻废液进行大规模的集中处理,既能够保持处理量大,处理成本低的优点,又能够使所有进入生产过程的物料都全部分离、全部利用[1]。
2工艺流程第一步,酸性蚀刻液和碱性蚀刻液混合沉淀。
将两者进行中和,使pH值维持在5.5~6.5之间,生成 Cu4(OH)6Cl2沉淀固液。
第二步,将Cu4(OH)6Cl2沉淀固液进行压滤,实现固液分离,向固相Cu4(OH)6Cl2中加入适量水制备为碱式CuCl2浆后,并用生石灰制备适量石灰浆。
第三步,将适量石灰浆倒入CuCl2浆后,进行充分搅拌,使两者发生反应,让Cu4(OH)6Cl2完全转化为CuO,同时让残留石灰浆量减小。
第四步,采用固液分离法将CaO与Cu4(OH)6Cl2的反应混合物进行分离,将分离出来的物质放到500 ℃左右的转炉内进行焙烧,Cu4(OH)6Cl2会转化成Cu(OH)2,同时会释放一定的氨气。
第五步,进行溶解和中立分选。
向上述焙烧后的产物中添加适量的水,使其中的CaCl2完全溶解为离子形态,然后采用摇床分选法将其中残余的CaCl2成分离去除,从而得到纯度为98 %以上的氧化铜产品。
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专题
Topic
印制线路板蚀刻液在线循环技术
何世武,李建光
(深圳市洁驰科技有限公司,深圳 518102)
摘 要:介绍了印制线路板蚀刻液在线循环技术的技术核心、工艺流程,以及技术的主要特点,分析了蚀刻液在线循环技术的经济性,以及在印制线路板行业的的应用情况和推广前景。
关键词:印制线路板;蚀刻液;在线;循环技术
中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2010)09-0035-03
我国印制线路板行业(PCB)废蚀刻液的处理方式,目前主要是以末端治理为主,处理方法主要有氢氧化铜沉淀法、与酸性蚀刻液混合生产硫酸铜法、硫酸铜电解法等。
以上技术普遍存在以下问题:
(1)普遍采取分散运输、集中处理的方式,在运输过程中存在跑、冒、滴、漏的现象。
据统计,运输损失达3%~5%,对环境造成了污染;
(2)均需要向废液里加入化学品,从而破坏了废液成分,无法循环使用;
(3)仅将铜元素回收利用,而对氨氮、氯离子、硫脲等成分只采用中和处理后排放,既造成资源浪费,又产生严重的二次污染。
1 印制线路板蚀刻液在线循环技术简介
1.1 技术简介
印制线路板蚀刻液在线循环技术是集精细化工、膜技术、电化学、有色冶金、自动控制于一体的系统集成技术。
该技术的最大特点是铜离子无损分离、有用成分完全回用、无废液排放。
印制线路板蚀刻废液在线循环技术的核心是蚀刻废液循环再生装置,主要包括的关键技术有:1)隔膜萃取
图1 工艺流程
分离技术/铜资源化技术;2)蚀刻液组份调节技术;3)蚀刻废液循环再生技术;4)设备一体化技术。
1.2 工艺流程(见图1)
该技术采用
溶剂萃取+膜处理+电积法实现蚀刻废液再生处理和铜离子的回收。
系
统先采用萃取的方式实现蚀刻废液中铜离子的无损分离,萃余液经膜处理和组分调节后回用于生产;分离出来的铜离子用硫酸反萃得
到硫酸铜,然后通过电解硫酸铜产出阴极铜,实现铜的回收。
整个工艺包括蚀刻液、电解液、萃取剂三个闭路循环。
1.3 主要设备流程
该技术通过各操作单元的有机连接,组成了一个封闭式的在线循环再生系统。
Circular Technology of Printed Circuit Etch Liquid on Line
HE Shi-wu, LI Jian-guang
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专题
Topic
1.4 技术主要特点
(1)无损分离铜,无废液排放
该技术采用萃取的方法,不破坏蚀刻液原有的组成成分,蚀刻废液可得以完全回用。
(2)萃取效率高
该技术采用适于氨性条件下的高效萃取剂,该萃取剂对铜萃取选择性好,水相和油相间杂质转移少,萃取和反萃取速度快,使用寿命长,再生蚀刻液性能稳定。
(3)设备占地面积小
该技术采用多级萃取工艺,与普通单级萃取工艺相比,设备占地面积减少40%,废液中铜含量可在1~150g/L 范围内无级调整,当蚀刻废液产生量在30~300吨/月范围内时无需更换设备和增加占地面积。
(4)再生蚀刻液性能优良
该技术专门针对再生蚀刻液开发了相对应的配方,实现了蚀刻废液的完全回用,保证了再生蚀刻液的性能稳定。
(5)产品附加值高
该技术实现了蚀刻废液的完全回用,减少了企业购买蚀刻液的费用,产品铜纯度在99.96%以上,达到国家一级阴极铜标准。
(6)自动化程度高
该技术实现了设备的自动化控制。
1.5 技术经济分析(见表1)
表1 蚀刻液在线循环技术与传统硫酸铜工艺经济指标对比
指标传统硫酸铜工艺在线循环技术废液排放标准中和后达标或不达标排放“零”排放处理模式集中处理在线循环处理产品硫酸铜阴极铜、蚀刻液产品用途
用途窄,销量小用途广,销量大每吨废液处理成本(差异部分)
物料
消耗氢氧化钠、硫酸,700元废液回用需补加氯化铵、氨水,600元能耗50度电,折合费用40元375度电,折合
费用300元废液达标排放处理费用
废水需除铜离子、氨氮、COD达标排放,300元无排放,处理费用为0处理每吨废液产品收益硫酸铜,5000元
铜6500元,再生液1000元,共7500元
处理每吨废液净效益3960元6600元设备投资回收年限
—
1年
备注:按电费0.8元/度、氢氧化钠2000元/吨、硫酸1200元/吨、氯化铵1400元/吨、氨水1100 元/吨、五水硫酸铜1.1万元/吨、电解铜5.5万元/吨计算。
表2 主要性能指标
项目
指标蚀刻液回用率(%)100蚀刻废液排放率“零”排放氨洗水减排率(%)>75再生蚀刻液合格率(%)100阴极电解铜纯度(%)
>99.95设备验收标准符合企业验收标准
设备使用寿命(年)
>6
从表1可以看出,蚀刻液在线循环技术能产出阴极铜和再生液,产品附加值高;而传统的硫酸铜工艺产品附加值低,且有大量废液外排,污染治理费用高。
2 蚀刻液在线循环技术在印制线路板行业的应用
蚀刻液在线循环技术已成功应用于广东五洲、富士康、讯通、宏俐、腾达丰、启利达、胜宏、胜华,江苏瀚宇博德、联昆,上海昆颖,福建奕全、南华,浙江舜科等多家线路板企业,已连续工业化应用2~3年。
有关工程运行证明,采用蚀刻液在线循环技术,整个工艺流程无废液、废气产生,再生蚀刻液性能稳定,产出的副
产品铜含量达99.96%以上,主要性能指标如表2所示。
图2 深圳市五洲电路集团蚀刻液在线循环系统
蚀刻液在线循环技术在印制线路板行业的应用工程实例简介如下:
(1)深圳市五洲电路集团蚀刻液在线循环系统(见图2)
项目概况为:占地面积90m 2;废水处理量100吨/月;工程总投资340万元,其中设备投资260万元;运行费用180万元/年;水耗1300吨/年;电耗35万度/年;药耗110万元/年;投资回收年限为1年。
项目投运后的经济净效益为320万元。
氨洗水减排75%,蚀刻废液“零”排放,优于国家“Ⅰ级A”排放标准;项目被评为国家重点环境保护实用技术示范工程。
项目的环境效益见表3。
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投资700万元,其中设备投资560万元;氨洗水减排75%,蚀刻废液“零”排放,达到国家“Ⅰ级A”排放标准。
(5)其他应用实例
蚀刻液在线循环系统工程的其他应用实例及其废液处理规模如下:富士康集团富葵精密组件(深圳)有限公司80吨/月、江苏联昆电子科技有限公司200吨/月、昆颖电子有限公司150吨/月、广州市番禺启利达电子有限公司60吨/月、深圳万基隆电子科技有限公司80吨/月、深圳市宝安区松岗宏俐电子厂110吨/月、浙江舜科电子有限公司50吨/月、东莞荣贸电子有限公司70吨/月、佛山市高明区中信华电子有限公司45吨/月、福建奕全电子有限公司65吨/月、深圳市腾达丰电子有限公司55吨/月、深圳恒宝士线路板有限公司50吨/月、深圳市中信华电子有限公司50吨/月、梅州市达富多层线路板有限公司40吨/月、宝安区松岗讯通电路板厂140吨/月、威尔高电子有限公司70吨/月、瑞联电路板(深圳)有限公司80吨/月、福建莆田南华电路板有限公司60吨/月。
3 结语
国内目前共有线路板生产企业3000多家,其中珠三角地区有1500多家,已安装蚀刻液循环再生系统的不足1.5%,市场前景非常广阔。
如果印制线路板蚀刻液在线循环技术能在整个PCB行业得以推广,则每年可回收铜
60多万吨,回用再生蚀刻液500多万吨,直接经济效益在400亿元以上;每年可减少蚀刻工序氯化铵使用量100万~150万吨、氨使用量200万~250万吨,能大幅降低PCB厂蚀刻生产线生产成本;每年可减少氨氮排放200多万吨、COD排放4000吨,大幅降低PCB企业的废弃物排放量,从而具有良好的社会、环境和经济效益。
■
表3 项目的环境效益
削减主要污染物名称应用前应用后削减率(%)
年削减总量(t)
废蚀刻液(t/a)120001001200铜(g/L)140~1500100140~150
COD(mg/L)90001001氯离子(g/L)2000100180氨氮(g/L)
200
100
200
图3 深圳市新华电子有限公司蚀刻液在线循环系统
(2)深圳市新华电子有限公司蚀刻液在线循环系
统(见图3)
图4 胜宏科技(惠州)有限公司蚀刻液在线循环系统
图5 瀚宇博德科技(江阴)有限公司蚀刻液在线循环系统
项目概况:废水处理量150吨/月;工程总投资380万元,其中设备投资290万元;设备2008年3月投入运行,实现了蚀刻废液“零”排放, 累计处理蚀刻废液6000吨,回收铜750吨,削减氨氮外排约1200吨,减少COD外排6吨。
(4)瀚宇博德科技(江阴)有限公司蚀刻液在线循环系统(见图5)
项目概况:废水处理量300吨/月(一期工程);工程总
项目概况:废水处理量120吨/月;工程总投资350万元,其中设备投资280万元。
设备2008年2月投入运行,实现了蚀刻废液“零”排放,累计处理蚀刻废液4800吨,回收铜600吨,削减氨氮外排约1000吨,减少COD外排5吨。
(3)胜宏科技(惠州)有限公司蚀刻液在线循环系统(见图4)。