印制板蚀刻废液循环利用及铜回收新技术及设备

《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。

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。

印制电路板生产废液的回收技术从印制电路板生产的污染源的组成中可以看出，在印制电路板生产废液中含有大量的铜，是有回收价值的，另外少量的贵金属更具有回收价值。

因此印制电路板生产废液的回收主要是指铜和金的回收。

对于铜和金的回收技术，大多用化学法和电解法。

但是电解法耗电量大，所以这里主要是介绍化学法回收技术。

1.三氯化铁蚀刻废液中的铜的回收目前有部分印制电路板厂家仍采用三氯化铁蚀刻液进行单面板或不锈钢网板的蚀刻，根据理论计算，当溶液中的Fe+3的消耗达到40%时，溶铜量达到68.5g/L时，蚀刻时间就急剧上升，蚀刻速度变慢，表明此时的三氯化铁蚀刻液已不能使用，需要更换新的三氯化铁蚀刻液。

因此三氯化铁蚀刻废液中的含铜量在50g/L左右，是很有回收价值的。

目前，从三氯化铁蚀刻废液中回收铜的方法很多，其中置换法具有投资少，回收率高、成本低、方法简单、操作方便和见效快等特点。

下面具体介绍一下用工业废铁置换回收铜的方法。

（1）反应原理从电化学原理得知，电极电位负的金属易氧化，电极电位正的金属易还原。

当某一电位负的金属浸到电位正的金属离子的溶液中，电位负的金属将发生溶解，电位正的金属将被还原成金属而“镀”出，这就是金属间的置换反应。

铁的电位是-0.036V,而铜的电位是+3.37V。

铁的电位比铜的电位负，当把铁屑浸到铜离子的溶液中去，就会发生置换反应，铁屑溶解成铁离子，而铜离子被还原成金属铜，在铁屑上产生所谓的“置换铜层”。

Fe+Cu+2-Fe+2+CuI如何使反应彻底进行，是提高铜的回收率的关键。

（2）反应条件1）铜层的剥离：置换反应是在铁屑的表面上进行，随着反应的进行，反应生成的铜层吸附在铁屑表面上，形成包晶，阻塞Gu+2同铁屑的接触，阻碍铁屑的继续反应。

因此要不断地把海绵状的铜从铁屑表面上剥离，才能使置换反应不断地进行下去。

比较好的方法是用25目尼龙网装铁屑并浸泡在蚀刻废液中，不断翻动，互相磨擦，使铜不断剥离，又不断被置换上去。

含铜蚀刻废液利用处置方案背景在现代制造业中，蚀刻技术被广泛应用于电子、半导体、光电等领域。

在这些领域中，含铜蚀刻废液是其中一种常见的工业废液。

含铜蚀刻废液中的铜离子含量高，且具有一定毒性。

因此，如何对含铜蚀刻废液进行有效的处置和利用，成为了制造业中的重要问题。

含铜蚀刻废液的特性1.铜离子含量高2.具有一定毒性3.含有大量氢氟酸4.酸性较强处置方案1. 中和法中和法是含铜蚀刻废液处理的一种有效方式。

其主要原理是将含铜蚀刻废液和碱性物质混合，使其酸度降低到较为安全的范围内。

在中和法中，常用的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钙等。

中和法处理后的含铜废水，可通过过滤等方式进行净化后，得到清洁的水，再将其排放到环境中。

2. 电沉积法电沉积法是另一种常用的含铜蚀刻废液处理方式。

即利用电化学沉积原理，将废液中的铜离子沉积在电极上。

在电沉积的过程中，铜离子可以被还原成金属铜，从而达到废液净化的目的。

其优点是不需添加任何化学药剂，对环境污染小。

3. 分离法分离法是利用特定分离膜将含铜蚀刻废液中的铜离子与其他离子分离开来，达到净化的目的。

该方法操作简单，对环境的污染较小。

但是，由于分离膜的成本较高，分离法的应用范围受到一定的限制。

废液利用方案1. 铜的回收利用含铜蚀刻废液中的铜离子经过净化后可以进行回收利用。

一种常见的方法是通过化学物质将其还原成金属铜。

这种方法是一种经济实惠的方式，可将废液中的铜利用起来，同时也能减少对环境的污染。

2. 用于金属表面处理含铜蚀刻废液可以用于金属表面的处理。

特别是对铜及其合金的表面，其含有大量的铜离子，可在表面上形成保护膜，具有防腐、耐光、抗氧化等功能。

3. 用于其它行业含铜蚀刻废液经过净化后，可以用于其它行业。

如农业中的肥料、制造生产中的金属表面处理、矿山等。

结论含铜蚀刻废液处理和利用对环境保护具有重要意义，同时也与企业的可持续发展密切相关。

中和法、电沉积法、分离法是常用的处理方法，选用一种方法要考虑经济、环保、技术等多个方面的因素。

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。

酸性蚀刻液回收铜设备基本原理及工艺流程在线路板的蚀刻过程中，蚀刻液中的铜离子浓度会逐渐升高而降低蚀刻效果，要使蚀刻液达到*佳的蚀刻效果，就必须将蚀刻液中的铜离子（Cu2+）、氧化还原值、氯离子（Cl-）和酸当量保持在一个合理稳定的范围内，要持续蚀刻液中上述各种成分的*佳浓度，就需不断添加子液来取代已失去蚀刻能力的『废蚀刻液』。

而该系统则可将原本需要排放的『废蚀刻液』再生成为新
子液即『再生蚀刻液』，它只需添加极少量的稳定剂，避免产生氯气。

酸性蚀刻液回收铜设备工艺简介
采用“离子膜电解铜”工艺。

该工艺是用离子膜将电解槽分隔为阳极区和阴极区；其中阳极区为废蚀刻液再生区，它将降铜后的废蚀刻液中的一价铜离子通过电化学反应生成二价铜离子，使废
蚀刻液获得再生；阴极区为铜回收区，通过离子隔膜有选择性的使溶液中的离子定向迁移，让
溶液中的铜离子得到电子还原成零价铜。

酸性[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，自动循环运作及铜回收，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）的电解铜粉，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。

专利名称：一种印制线路板微蚀废液回收铜设备专利类型：实用新型专利
发明人：孙铁浩,向可阳,石远林
申请号：CN202020035604.0
申请日：20200108
公开号：CN211284565U
公开日：
20200818
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种印制线路板微蚀废液回收铜设备，包括微蚀废液收集罐、进水管和液位调节循环槽，所述微蚀废液收集罐的内侧设置有水泵，且水泵的前端设置有进水管，所述进水管的外侧设置有卡扣，所述微蚀废液收集罐的上方设置有法兰，且法兰的上方设置有微蚀废液回收管路，所述微蚀废液收集罐的右侧设置有安装座，且安装座的上方设置有液位调节循环槽，所述液位调节循环槽的右侧设置有排水管，且排水管的右侧设置有电解池。

该印制线路板微蚀废液回收铜设备，与现有的普通微蚀废液回收铜设备相比，对微蚀废液进行多次点解，将微蚀废液中的铜尽可能电解出来，降低微蚀废液中的金属离子的含量，既减少了废水处理的难度，又节约了资源。

申请人：深圳晶恒宇环境科技有限公司
地址：518000 广东省深圳市宝安区沙井街道马安山西区112号C栋
国籍：CN
代理机构：深圳市海盛达知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：赵雪佳
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酸碱性蚀刻液再生及铜回收系统1.引言蚀刻液是一种用于蚀刻金属表面的溶液，常用于电子设备制造行业中的电路板制作。

然而，传统的蚀刻液使用后会产生大量废液，其中含有酸碱性物质及金属离子等有害物质。

为了回收利用这些资源，并减少对环境的影响，发展酸碱性蚀刻液再生及铜回收系统是一种重要的研究方向。

2.酸碱性蚀刻液再生技术2.1过滤2.2中和2.3电析酸碱性蚀刻液中所含有的金属离子可以通过电析的方法进行回收。

电析是利用电流通过液体中的金属离子，将其电化学还原成金属沉积在电极上。

通过这种方法，可以将酸碱性蚀刻液中的金属资源回收利用，同时减少对环境的污染。

3.铜回收系统技术在酸碱性蚀刻液再生过程中，铜是一种常见的金属资源。

铜回收系统技术主要包括电解、溶剂萃取等方法。

3.1电解电解是一种通过电流的作用将溶液中的金属离子还原成金属的方法。

在铜回收系统中，可以利用电解的方法将酸碱性蚀刻液中的铜离子电化学还原成铜金属。

这种方法具有高效、环保的特点，能够有效地回收利用酸碱性蚀刻液中的铜资源。

3.2溶剂萃取溶剂萃取是通过溶剂选择性地吸附和分离溶液中的特定成分的方法。

适当选择合适的溶剂，可以实现对酸碱性蚀刻液中的铜离子的吸附和回收。

这种方法具有操作简单、回收率高的特点，是一种常用的铜回收系统技术。

4.酸碱性蚀刻液再生及铜回收系统的优势4.1资源回收利用通过再生技术可以将酸碱性蚀刻液中的酸碱物质和金属离子回收利用，减少对自然资源的消耗。

4.2环境友好再生系统能够有效地处理和减少酸碱性蚀刻液中的废液，减少对环境的污染。

4.3经济效益通过再生和回收技术，可以降低酸碱性蚀刻液的成本，提高资源利用效率，从而带来经济效益。

5.结论酸碱性蚀刻液再生及铜回收系统是一种重要的研究方向，通过过滤、中和和电析等方法可以实现酸碱性蚀刻液的再生和回收利用。

通过电解和溶剂萃取等方法可以实现酸碱性蚀刻液中的铜离子的回收。

这些技术具有资源回收利用、环境友好和经济效益等优势，对于推动电子设备制造行业的可持续发展具有重要意义。