[發明專利]一種從印刷電路板棕化廢液中回收銅的方法

有效

• 申請號: 201610073171.6
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105567980B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 周益輝
• 申請（專利權）人: 長沙匯聚環境技術有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C25C1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種從含銅廢液尤其是印刷電路板棕化廢液中提取銅的方法，屬于冶金化工領域。

技術背景：

隨著印刷電路板(PCB)工業的迅速發展和市場的需求，PCB企業在制造技術不斷向高精度、輕量、薄型方向發展的同時，亦在努力提高效率、降低成本、改善環境，并適應多品種、小批量生產的需求，而傳統的黑化工藝難以實現水平生產制作薄板的能力差，流程長，工藝控制復雜，操作環境差，污水處理成本高，發展受到限制。雖然黑氧化技術可以增強內層間的結合力，但是仍然存在問題。在多層板鉆孔過程中，高機械應力令孔周圍產生微分層現象，在后續的去鉆污及鍍銅過程中，酸性溶液通過毛細作用滲入層間。由于酸性溶液會溶解銅氧化物，露出了銅本身的顏色，即粉紅圈現象。粉紅圈現象不僅只是外觀上的問題，而且存在功能上的問題，因此多層板出現粉紅圈現象通常被認為是廢品。

自上世紀90年代中后期，歐美廠商推出了棕化工藝。棕氧化(brown oxide)技術克服了黑氧化所不能避免的缺點，能夠促進銅面與聚合物樹脂這一無機/有機界面的粘結，為多層印制線路板在后續的線路生產、電子元件的表面焊接、貼裝，提供可靠層間結合力。該工藝由于操作簡單、條件溫和、生產效率高等優點，而逐漸取代黑化工藝，成為印制線路板內層制作的主流工藝。

棕化液是提高印制電路板多層印制電路內層銅面與聚合材料粘結力的處理液。提高多層板之間的接合力可以從兩個因素著手：一是提高粘接面的比表面積，二是形成了一層有機金屬轉化膜。內層板經過棕化處理后，在銅表面形成一層均勻的蜂窩狀的有機金屬銅層，這種結構能增強與半固化樹脂的結合力；同時在層壓過程中，參與樹脂固化是得交聯反應，從而形成了化學鍵，進一步增強了與半固化樹脂的結合力。棕化能防止銅進一步被腐蝕，保護銅線路，提高耐酸性，保證了PCB多層板的質量和性能。棕化過程是銅在一種酸性的介質中，銅表面被氧化劑氧化成為Cu₂O，形成的氧化亞銅膜層具有致密、完整、均勻、粗糙度一致等特點，為下一步有機金屬轉化膜的形成提供良好的物理結構。氧化亞銅與含N、S、O的雜環有機化合物緩蝕劑生成有機金屬銅膜，沉積在Cu₂O上面。因為含N、S、O的雜環有機化合物的中心含有孤對電子和芳香環，而氧化亞銅中銅原子具有未充滿的空間d軌道，易接受電子，產生π鍵和配位鍵，由這兩種鍵構成有機金屬化合物聚合生成不溶性沉淀薄膜，非常穩定，阻止了腐蝕介質的侵蝕，防止粉紅圈的產生。

常見棕化工藝的處理過程為：酸洗→除油→預浸→棕化，其中棕化處理是一個化學蝕銅反應的過程，隨著棕化生產的進行，棕化液中的銅離子濃度會不斷上升，當銅離子超過了一定的限量之后，棕化液便會因銅離子過多而產生棕化銅面發白、棕化銅面色澤不均等品質問題，因此，此時棕化槽溶液必須進行處理，使銅離子控制在一定范圍之內，從而保證棕化產品的品質。通常棕化生產過程中當銅離子濃度達到一定限量之后，需不斷排放棕化槽液，同時補充添加液以降低銅離子濃度，且保持棕化槽各有效組分含量的穩定。

廢棕化液中銅離子含量一般在30～50g/L，遠未達到溶液中銅離子的飽和濃度，因此，生產過程中排出的棕化液只能作為低含銅的酸性廢水處理。廢棕化液中還含有許多毒性有機物，包括大量的三氮唑類、聚二醇類、吡咯等大分子有機物質。目前主要有化學沉降法、電解法、氧化-電解-吸附聯合處理法進行回收處理。其中化學沉降法存在試劑耗量大、二次污染等問題，電解法和氧化法存在耗能大、經濟性不佳等。

因此，亟需研發一種低成本、簡單、高效的從廢棕化液中回收銅資源的方法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種低成本、簡單、高效的從棕化廢液中回收銅資源的方法。

本發明一種從印刷電路板棕化廢液中回收銅的方法，具體步驟如下：

(1)向廢棕化液中加入碳酸鈉將廢液的PH值調整至6-7之間,每1L廢液加入碳酸鈉重量為100-150g；

(2)向廢棕化液中加入粉末活性炭，每1L廢液加入粉末活性炭重量為0.3-0.5kg；攪拌溶液20-30min，充分反應，將廢棕化液進行過濾、干燥，得到濾渣粉末；

(3)將濾渣粉末裝入真空反應器中，啟動真空泵，調節真空反應器壓力為30Pa以下，將反應器溫度升至550-600℃，恒溫熱解10min，將濾渣中的有機物充分熱解揮發，通過冷凝器冷凝收集；

(4)將真空反應器的溫度降至250-270℃，恒溫加熱30min，使碳與氧化銅充分反應，即得到銅粉和碳粉的產物；