[實用新型]用鹽酸含銅廢液制備氯化鐵、電積銅和銅粉的系統

有效

• 申請號: 201320042509.3
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN203065178U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 解付兵
• 申請（專利權）人: 解付兵
• 主分類號: C01G49/10
• 分類號: C01G49/10;C25C1/12;B22F9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種工業廢液處理技術，尤其涉及一種用鹽酸含銅廢液制備氯化鐵和高純電積銅和銅粉的方法和系統。

背景技術

鹽酸含銅廢液主要產生在銅及銅合金的酸洗工序和印制線路板的酸性蝕刻工序。這些工序產出的廢液的主要成分是鹽酸、氯化銅，部分廢液含氯化鈉或氯化銨。銅離子含量一般在20～250g/l，游離鹽酸濃度一般為0.5～6mol/l。對這種廢液的常規的處理方法是中和法和電積法。中和法通常有溶液外排污染的問題，電積法也存在氯氣污染的問題，并且在溶液中銅離子降低到5g/l以下之后，繼續電積的電耗會大幅上升。這種廢液常規的處理方式具體如下：

一、向鹽酸含銅廢液中加堿性物料中和，將銅以氫氧化銅或碳酸銅的形式沉淀下來。回收銅后的溶液通常是簡單處理后排放。這種處理方法存在的問題主要是銅雖然經過處理并達標排放，但在利益的驅使下，廢液的處理通常不到位，會導致排放到環境中的總銅量還是很大的。同時，酸洗液和酸性蝕刻液中通常含有氯化鈉或氯化銨等輔助添加劑，清洗銅后的廢液中的鹽分很高，有的廢液氨氮高達10000mg/l以上。要使廢液氨氮達標，需要投入三效蒸發器或生化處理系統，系統投資大費用高，極大的增加了回收銅企業的經濟負擔。很容易導致含氨氮的廢液流入環境水體系，造成環境的持續污染。

二、采用隔膜電積槽通電電積，將鹽酸含銅廢液分別泵進陰極區和陽極區，陰極區內廢液中的銅以電積銅的形式提取出來，陽極區的溶液中的一價銅被氧化為二價銅，再將陽極區的溶液和部分陰極區的溶液混合后返回線路板廠的蝕刻機使用。這種方法必須在印制線路板工廠內使用才可行，使用地域受到限制。循環使用的蝕刻液因雜質的累積，導致蝕刻速度慢，蝕刻質量差，在印制線路板行業的推廣很受限制，目前對酸性蝕刻廢液的處理還是以中和法為主。同時，在通電電積的過程中，陽極區不可避免的會產生氯氣，這種工藝對氯氣的處理通常是直接排空或堿液吸收，沒有有效利用氯氣的資源價值，不僅造成環境的污染，還浪費寶貴的資源。同時，當溶液中銅離子降低到5g/l以下之后，繼續電積的電耗會大幅上升。

鑒于上述，業界相繼開發多種廢液處理技術，例如：

中國專利ZL200920062537.5提供了一種氯化物體系線路版蝕刻液在線提取銅和蝕刻液回用的裝置。電解槽為敞口式，用隔膜分隔成面積可以調整的陽極區和陰極區。電解槽由兩級敞口式電解槽連接而成，各前級電解槽的陰極采用鈦的三維材料，各后級采用鈦或銅的二維材料。在前級電解槽的陰極，主要發生二價銅還原為一價銅，陰極沒有銅析出。在后級的陰極，得到產品銅。在前級和后級的陽極區，蝕刻液中的一價銅氧化為二價銅。這種裝置的主要問題：(1)采用敞口式的電解槽，隨電解的持續進行，溶液中的溫度會逐步升高。蝕刻液中的鹽酸會大量揮發，不僅污染環境，還造成溶液中的鹽酸減少，蝕刻液返回使用時必須補加鹽酸，增加了成本。(2)在后級電解槽的陽極區，因一價銅離子的減少，會有部分氯氣析出。而電解槽是敞口的，逸出的氯氣嚴重污染環境。(3)采用至少兩級電解槽，陰極分成兩種材料。前一級的陰極區主要管控一價銅離子的濃度，降低到一定值后再進入后一級的陰極區提銅。這種流程解決了提銅后廢液的排放后的污染問題，但需要實時控制一價銅離子的含量，系統控制比較復雜，系統制造成本高。而且很容易析出氯氣，嚴重污染環境。該方法對電積過程中可能產生的氯氣沒有利用和處理，造成環境污染。(4)隨電積的進行，當溶液中銅含量降低到5g/l以下時，因雜質和氫離子在陰極放電導致析銅的電流效率大幅降低，電耗大幅上升。

中國專利200610038080.5提供一種了從酸性蝕刻液中回收鹽酸和硫酸銅的方法，其包含以下步驟：(1)回收鹽酸。將酸性蝕刻廢液裝在耐酸的蒸餾裝置中，然后加入濃硫酸，加熱至沸騰狀態通過蒸餾回收鹽酸，(2)回收硫酸銅。①對回收鹽酸后剩余的殘渣加水溶解，使殘渣中的硫酸銅充分溶解，水的加入量控制在加入酸性蝕刻廢液體積的30～70％；②利用高溫到低溫的溫度變化通過冷卻使硫酸銅結晶析出，溫度變化的溫差控制在50±10℃范圍；③對硫酸銅結晶體進行過濾和洗滌得到硫酸銅。該方法簡單，采用蒸餾法來回收蝕刻廢液中的有用資源。但這種方法需要加熱蒸餾，工藝系統復雜，能耗高，同時得到的產品為硫酸銅，產品附加值低，不具實用價值。