[發明專利]一種利用蝕刻廢液和廢鋁片制備納米級銅粉的方法和設備

在審

• 申請號: 201911414937.2
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111001823A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 解付兵;劉宜德;曹瑩;翟海軍;陳人可
• 申請（專利權）人: 江西粵鵬環保高新技術開發有限公司;深圳粵鵬環保技術股份有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;C22B7/00;C22B15/00;C23F1/46
• 代理公司: 長沙德恒三權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 陳艷

本發明提出了一種利用蝕刻廢液和廢鋁片制備納米級銅粉的方法，包括以下步驟：步驟一，將酸性蝕刻廢液貯存在反應罐中；步驟二，向反應釜內，加入廢鋁片，廢鋁片的加入量原則上要保證能全部置換出溶液中的銅離子，且加入量不足以把溶液中的氫離子反應完全；開啟攪拌；銅離子和鋁發生置換反應后，得到含有未反應完的鋁片、納米級銅粉和氯化鋁溶液，真空抽濾，經過多孔陶瓷過濾板過濾后的得到高純納米級銅粉，濾液經過真空抽液口排出反應罐。本發明將蝕刻廢液中的銅以高純納米級銅粉的方式提取出來，具有很高的經濟價值，與蝕刻廢液反應將銅置換出來，變廢為寶，經濟效益顯著，便于行業推廣。

技術領域

本發明涉及廢液處理技術領域，具體涉及一種利用蝕刻廢液和廢鋁片制備納米級銅粉的方法和設備。

背景技術

在制造印刷線路板(PCB)的蝕刻工序中，需要使用大量堿性蝕刻液或酸性蝕刻液處理印刷線路板，由此該蝕刻工序產生大量含銅、氨、砷等物質的堿性蝕刻廢液或者酸性蝕刻廢液。目前，有些廠家采用酸性蝕刻工藝，有些廠家則采用堿性蝕刻工藝，酸性蝕刻適合做內層、快板、普通單雙面板，其蝕刻速度較慢；堿性蝕刻適合做高精密板，其蝕刻速度快。若不對這些酸性或堿性蝕刻廢液進行處理，將對環境造成污染，而且浪費該蝕刻廢液中的有用材料如銅。

目前，對堿性或酸性蝕刻廢液的處理方法有：電解提銅處理法，例如，發明專利CN102206823A中所記載的電解處理法，該方法的缺點是工藝復雜、投資大；溶劑萃取法，即將萃取劑加入到堿性蝕刻廢液中，得到含銅溶液及蝕刻再生液，該方法的缺點是需要使用昂貴的萃取劑、工藝繁瑣；以及用還原提純銅的方法，例如，發明專利CN102019430A中所記載的用水合肼還原來提純銅的方法，該方法的缺點是工藝控制復雜，成本高。

因此，目前需要開發一種處理蝕刻廢液提取銅的方法，該方法的工藝簡單、成本低廉，可以大批量地處理蝕刻廢液，并且實現銅的回收再利用。

發明內容

本發明的目的在于提出一種利用蝕刻廢液和廢鋁片制備納米級銅粉的方法和設備，將蝕刻廢液中的銅以高純納米級銅粉的方式提取出來，具有很高的經濟價值。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供一種利用蝕刻廢液和廢鋁片制備納米級銅粉的方法，包括以下步驟：

步驟一，將酸性蝕刻廢液貯存在反應罐中；

步驟二，向反應釜內，加入廢鋁片，廢鋁片的加入量原則上要保證能全部置換出溶液中的銅離子，且加入量不足以把溶液中的氫離子反應完全；開啟攪拌；銅離子和鋁發生置換反應后，得到含有未反應完的鋁片、納米級銅粉和氯化鋁溶液，真空抽濾，經過多孔陶瓷過濾板過濾后的得到高純納米級銅粉，濾液經過真空抽液口排出反應罐。

作為本發明的進一步改進，步驟一中所述酸性蝕刻廢液中銅離子含量為20～250g/L，游離氫離子濃度為0.5～6mol/L。

作為本發明的進一步改進，步驟二所述廢鋁片的添加量為銅離子摩爾含量的1.1～1.2倍。

作為本發明的進一步改進，步驟二所述攪拌轉速為200-1000r/min。

作為本發明的進一步改進，步驟二所述真空抽濾時真空度為0.01-0.5MPa。

作為本發明的進一步改進，步驟二所述銅粉的粒徑在20-200nm之間。

本發明進一步保護一種利用蝕刻廢液和廢鋁片制備納米級銅粉的設備，包括：

真空抽液口，與真空泵相連，用于在反應結束后在反應罐內形成負壓，促進含銅廢液經過多孔陶瓷過濾板過濾；

排銅口，位于反應罐底部，用于將生成的納米級銅粉排出；

多孔陶瓷過濾板，位于反應罐底部上端，用于過濾納米級銅粉和未反應完的廢鋁片；