專利名稱：由含銅溶液制備氧化銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由含銅溶液制備氧化銅的方法，特別涉及一種由從電路板制備過(guò) 程中蝕刻廢液及微蝕刻廢液來(lái)制備氧化銅的方法。
背景技術(shù)：
在印刷電路板制備過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生許多含銅溶液，比如各種蝕刻制備過(guò)程制備的 蝕刻廢液。若能將此含銅溶液進(jìn)行回收及將銅或銅化物還原出來(lái)加以利用，除可大量節(jié)省 成本外，還可減少對(duì)環(huán)境的污染。一種現(xiàn)有技術(shù)是利用溶液在不同PH值下，會(huì)產(chǎn)生金屬離子化合物沉淀的原理。舉 例來(lái)說(shuō)，鎘離子(Cd2+)在溶液的pH值為9. 8以上、鉻離子(Cr3+)在溶液的pH值為6. 5至 9.2之間、鎳離子(Ni2+)在溶液的pH值為9.3以上、鋅離子( 2+)在溶液的pH值為8. 3至 10. 5、鐵離子0 3+)在溶液的pH值為3.5以上、亞鐵離子0 2+)在溶液的pH值為9. 0以 上、鉛離子0 2+)在溶液的PH值為9.5以上、鋁離子(Al3+)在溶液的pH值為5. 8至8. 6時(shí) 會(huì)產(chǎn)生各自的金屬化合物沉淀。其中銅離子(Cu2+)在pH值為7. 5時(shí)，可產(chǎn)生堿式氯化銅(CuCl2 ·30ι (OH)2)、氫氧 化銅(Cu(OH)2)及氧化銅(CuO)等混合物沉淀；且當(dāng)pH值升到12. 5時(shí)，堿式氯化銅會(huì)形成 氫氧化銅及氧化銅。該現(xiàn)有技術(shù)是直接對(duì)含銅溶液加液堿及加熱，使含銅溶液的PH值升到12. 5，如此 可得到氫氧化銅及氧化銅沉淀；接下來(lái)以壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾4至6小時(shí)，再加熱烘烤3至4小 時(shí)，使氫氧化銅脫水得到氧化銅。然而在含銅溶液的pH值升到12. 5時(shí)，除了得到氫氧化銅及氧化銅的化合物混合 沉淀外，還會(huì)使其余非銅的金屬離子形成各自的混合物沉淀。舉例來(lái)說(shuō)，非銅的金屬離子可 能來(lái)自在電路板電鍍銅箔制備過(guò)程中，光澤劑中的添加劑，如砷(As)、銻(Te)及鉍(Bi)；或 是對(duì)銅箔進(jìn)行粗化處理時(shí)所用的藥劑如鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)或鋅(Zn)等。在進(jìn)行印 刷電路板的蝕刻制備過(guò)程時(shí)，上述的金屬也會(huì)溶入含銅溶液中形成雜質(zhì)。由于含水的氫氧化銅具有黏性，在壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾步驟后得到的氫氧化銅及氧化 銅混合物為極具黏性的塊狀物，不易處理。在烘烤步驟中，其目的是使氫氧化銅脫水形成氧 化銅，但因在烘烤時(shí)，難以將熱能傳導(dǎo)至氫氧化銅及氧化銅混合物中心，僅能使部份氫氧化 銅脫水形成氧化銅。此先前技術(shù)不但耗時(shí)，所得到的氧化銅的銅含量也僅有35%左右。另一種現(xiàn)有技術(shù)是使用水浴法，將己酸堿中和的含銅溶液在熱交換管外循環(huán)6小 時(shí)，熱交換管用高溫蒸汽間接加熱，可使氫氧化銅脫水形成氧化銅，再經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓 濾，再進(jìn)行一次烘烤，可得到銅含量約近70%的氧化銅，然而此現(xiàn)有技術(shù)仍然相當(dāng)耗時(shí)。因此，有必要提供一種由含銅溶液制備氧化銅的方法，以改善上述所存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種由含銅溶液制備氧化銅的方法，以得到高純度的氧化銅。本發(fā)明的由含銅溶液制備氧化銅的方法包括下列步驟取得含銅溶液；調(diào)整含銅 溶液的PH值以形成具有第一 PH值的第一含銅溶液及含鐵沉淀物；調(diào)整第一含銅溶液的第 一 PH值以形成具有第二 pH值的第二含銅溶液及第一含銅沉淀物；將第一含銅沉淀物形成 具有第三pH值的第三含銅溶液及第二含銅沉淀物；以及分離第三含銅溶液及第二含銅沉 淀物，其中第二含銅沉淀物包括氧化銅。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第一 PH值實(shí)質(zhì)上介于3至6 ；第二 PH值實(shí)質(zhì)上介于 7至8. 5 ；且第三pH值實(shí)質(zhì)上介于11至13. 5。本發(fā)明提供的由含銅溶液制備氧化銅的方法，對(duì)含銅溶液先后進(jìn)行了移除雜質(zhì)和 調(diào)節(jié)PH值等步驟，提高了產(chǎn)品含銅量，又節(jié)約了時(shí)間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明的由含銅溶液制備氧化銅方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施 例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。請(qǐng)先參考圖1，圖1為本發(fā)明的由含銅溶液制備氧化銅方法的一實(shí)施例的步驟流 程圖。如圖1所示，本發(fā)明首先進(jìn)行步驟S701，取得含銅溶液。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，含銅溶液為蝕刻制備過(guò)程中產(chǎn)生的蝕刻廢液或微蝕 刻廢液，但本發(fā)明不以此為限，任何含銅離子(Cu2+)的溶液均可使用本發(fā)明的由含銅溶液 制備氧化銅的方法得到氧化銅(CuO)。接著進(jìn)行步驟S702，調(diào)整含銅溶液的pH值以形成具有第一 pH值的第一含銅溶液 及含鐵沉淀物。步驟S702，調(diào)整含銅溶液的pH值至第一 pH值。由于含銅溶液為酸性，在本步驟中 加入堿性物質(zhì)以將含銅溶液的PH值增加至第一 pH值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，堿性 物質(zhì)為氫氧化鈉(NaOH)水溶液，第一 pH值實(shí)質(zhì)上介于3至6之間，但本發(fā)明不以此為限。 在較佳的一個(gè)實(shí)施方案中，第一 PH值實(shí)質(zhì)上為3. 5。當(dāng)含銅溶液的第一 pH值在上述范圍內(nèi) 時(shí)，含銅溶液中的鐵離子0 3+)會(huì)形成鐵化物沉淀，借此可移除含銅溶液的鐵離子。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，步驟S702可細(xì)分為步驟S7021 S7023，說(shuō)明如下。步驟S7021，加入電荷增強(qiáng)劑至含銅溶液。步驟S7022，加入高分子凝集劑至含銅溶液。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，步驟S7021及步驟S7022都為加強(qiáng)鐵離子形成 鐵化物在含銅溶液中沉淀。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，電荷增強(qiáng)劑為聚氯化鋁(Poly Aluminum Chloride, PAC)，高分子凝集劑為二丙酮醇(DiacetoneAlcohol，DAA)，但本發(fā)明 不以此為限。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，鐵化物為氫氧化鐵(Fe (OH)3),但本發(fā)明不以此 為限。接著進(jìn)行步驟S7023，分離含銅溶液及含鐵沉淀物，以得到實(shí)質(zhì)上不含鐵離子的具
5有第一 PH值的第一含銅溶液。接著進(jìn)行步驟S703，加入活性炭至第一含銅溶液中并在充分接觸反應(yīng)后移除活性 炭。在步驟S703中，加入活性炭至第一含銅溶液中充分接觸反應(yīng)，借此使第一含銅溶 液中的有機(jī)物吸附至活性炭中，之后移除活性炭，去除第一含銅溶液中的有機(jī)物。在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方案中，活性炭為粉狀活性炭，充分接觸反應(yīng)的時(shí)間實(shí)質(zhì)上為1小時(shí)，但本發(fā)明 不以此為限。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，移除活性炭的方式可為抽氣過(guò)濾，但本發(fā)明不以 此為限。接著進(jìn)行步驟S704，調(diào)整第一含銅溶液的第一 pH值以形成具有第二 pH值的第二 含銅溶液及第一含銅沉淀物。在步驟S704中，加入堿性物質(zhì)至第一含銅溶液，增加第一含銅溶液的第一 pH值， 形成具有第二 PH值的第二含銅溶液及第一含銅沉淀物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第二 PH值實(shí)質(zhì)上介于7至8. 5之間，但本發(fā)明不以此為限。在更佳的一個(gè)實(shí)施方案中，第二 pH 值實(shí)質(zhì)上為8。其中，第二含銅溶液在第二 pH值的條件下，銅離子會(huì)形成銅化物沉淀。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第一含銅沉淀物包括堿式氯化銅 (CuCl2 · 3Cu(OH)2)、氫氧化銅(Cu(OH)2)、氧化銅和/或其它銅化合物，但本發(fā)明不以此為 限。接著進(jìn)行步驟S705，分離第二含銅溶液及第一含銅沉淀物，并移除第二含銅溶液。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，移除第二含銅溶液的方法可使用離心分離法將第二 含銅溶液及第一含銅沉淀物分離，僅留下第一含銅沉淀物，但本發(fā)明不以此為限。接著進(jìn)行步驟S706，將第一含銅沉淀物水洗并移除第一含銅沉淀物的水分。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將第一含銅沉淀物水洗后再以離心分離法將第一含 銅沉淀物所含的水分分離。接著進(jìn)行步驟S707，將第一含銅沉淀物形成具有第三pH值的第三含銅溶液及第 二含銅沉淀物。在步驟S707中，先將第一含銅沉淀物加至純水，再加入堿性溶液用以增加第一含 銅沉淀物溶液的PH值，使第一含銅沉淀物溶液形成具有第三pH值的第三含銅溶液及第二 含銅沉淀物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中第三PH值實(shí)質(zhì)上介于11至13. 5之間，但本發(fā)明 不以此為限。在更佳的一個(gè)實(shí)施方案中，第三PH值實(shí)質(zhì)上為12。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案 中，第二含銅沉淀物包括氫氧化銅及氧化銅。須注意的是，第三含銅溶液在第三pH值的條件下，第一含銅沉淀物中的堿式氯化 銅會(huì)形成氫氧化銅、氧化銅及氯化鈉(NaCl)。接著進(jìn)行步驟S708，分離第三含銅溶液及第二含銅沉淀物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，分離第三含銅溶液及第二含銅沉淀物的方法可使用 離心分離機(jī)將第三含銅溶液及第二含銅沉淀物分離，僅留下第二含銅沉淀物，但本發(fā)明不 以此為限。接著進(jìn)行步驟S709，將第二含銅沉淀物水洗并移除第二含銅沉淀物的水分。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將第二含銅沉淀物水洗后再以離心分離機(jī)將第二含 銅沉淀物所含的水分分離。
接著進(jìn)行步驟S710，微波加熱第二含銅沉淀物以得到粗制氧化銅。在步驟S710中，微波(microwave)可深度進(jìn)入第二含銅沉淀物使第二含銅沉淀物 的氫氧化銅脫水形成氧化銅；借此，第二含銅沉淀物可形成純度高的粗制氧化銅，其銅含量 可達(dá)80%以上。接著進(jìn)行步驟S711，粉碎粗制氧化銅并形成氧化銅粉末。在步驟S711中，使用粉碎機(jī)將粗制氧化銅進(jìn)行粉碎，得到氧化銅粉末。在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方案中，粉碎機(jī)具有集塵器可降低粉塵對(duì)外界的污染，且氧化銅粉末粒徑實(shí)質(zhì) 上介于100目至250目之間，但本發(fā)明不以此為限。接著進(jìn)行步驟S712，將氧化銅粉末置于純水中并進(jìn)行超聲波清洗。在步驟S712中，使用超聲波清洗的另一目的為可使氧化銅粉末在被清洗時(shí)，可再 形成較細(xì)的氧化銅粉末。接著進(jìn)行步驟S713，將氧化銅粉末移除水分。在步驟S713中，將氧化銅粉末移除水分的方法可使用離心脫水機(jī)使氧化銅粉末 去除水分，或以低碳數(shù)醇類清洗氧化銅粉末以去除氧化銅粉末所含的水分，但本發(fā)明不以 此為限。舉例來(lái)說(shuō)，將氧化銅粉末移除水分的方法可混用離心脫水機(jī)及低碳數(shù)醇類。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，低碳數(shù)醇類為甲醇(CH3OH),但本發(fā)明不以此為限。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氧化銅粉末在經(jīng)低碳數(shù)醇類清洗后，可再將氧化銅粉末進(jìn)行 微波加熱，以移除殘留的低碳數(shù)醇類及水分。以下將說(shuō)明使用本發(fā)明的由含銅溶液制備氧化銅的方法的一實(shí)施例。所使用的含銅溶液為氯化銅蝕刻廢液，其體積為500ml ；堿性溶液為40wt%的氫 氧化鈉溶液。調(diào)整含銅溶液的PH值至第一 pH值時(shí)，加入196ml的堿性溶液至含銅溶液形 成第一含銅溶液，其第一 PH值實(shí)際為3. 5。接著加入粉狀活性炭至第一含銅溶液，持續(xù)攪拌 1小時(shí)后以抽氣過(guò)濾將粉狀活性炭及含鐵沉淀物移除。調(diào)整第一含銅溶液的pH值至第二 pH值時(shí)，加入50ml的堿性溶液至第一含銅溶液 形成第二含銅溶液及第一含銅沉淀物，第二含銅溶液的第二 PH值實(shí)際為8. 02。將第一含銅 沉淀物取出并水洗后，加入IOOOml的純水形成第一含銅沉淀物混合溶液，接著加入13ml的 堿性溶液至第一含銅沉淀物混合溶液形成具有第三PH值的第三含銅溶液及第二含銅沉淀 物，第三含銅溶液的第三PH值實(shí)際為11.52。取出第二含銅沉淀物并水洗，水洗后的第二含銅沉淀物的(干)重量為95g。接著 進(jìn)行微波加熱，微波的功率為350W，時(shí)間為30分鐘，可得到粗制氧化銅。接著粉碎粗制氧化 銅并形成氧化銅粉末，并進(jìn)行超聲波清洗，得到的氧化銅粉末的(干)重量為95.44g。接著使用甲醇進(jìn)行對(duì)氧化銅粉末的脫水，甲醇的體積為200ml，之后進(jìn)行微波加熱 15分鐘。最終可得到氧化銅粉末的重量為88. 25g，其中銅含量可高達(dá)82. 6%。本發(fā)明提供的由含銅溶液制備氧化銅的方法，首先沉淀出雜質(zhì)鐵離子，然后通過(guò) 活性炭吸附出有機(jī)物雜質(zhì)，再通過(guò)對(duì)PH值調(diào)節(jié)沉淀出氧化銅，利用微波對(duì)其進(jìn)行均勻加 熱，最終獲得了高純度的產(chǎn)品。該方法提高了產(chǎn)品含銅量，又節(jié)約了時(shí)間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。綜上所陳，本發(fā)明無(wú)論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異于習(xí)知技術(shù)的特 征，懇請(qǐng)貴審查委員明察，早日賜準(zhǔn)專利，俾嘉惠社會(huì)，實(shí)感德便。惟應(yīng)注意的是，上述諸多 實(shí)施例僅系為了便于說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種由含銅溶液制備氧化銅的方法，包括下列步驟取得該含銅溶液；調(diào)整該含銅溶液的PH值以形成具有一第一 pH值的一第一含銅溶液，其中在該第一 pH 值的條件下，該含銅溶液的一鐵離子形成一含鐵沉淀物以進(jìn)行分離。調(diào)整該第一含銅溶液的該第一 PH值以形成具有一第二 pH值的一第二含銅溶液及一第 一含銅沉淀物；將該第一含銅沉淀物形成具有一第三PH值的一第三含銅溶液及一第二含銅沉淀物；以及分離該第三含銅溶液及該第二含銅沉淀物，其中該第二含銅沉淀物包括氧化銅。
2.如權(quán)利要求1所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，該第一PH值介于 3至6。
3.如權(quán)利要求2所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，該第二pH值介于 7 至 8. 5。
4.如權(quán)利要求3所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，該第三pH值介于 11 至 13. 5。
5.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，在 調(diào)整該含銅溶液的PH值以形成具有該第一 pH值的該第一含銅溶液步驟中，還包括下列步 驟加入一電荷增強(qiáng)劑至該一含銅溶液；加入一高分子凝集劑至該含銅溶液；以及過(guò)濾該含銅溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，在過(guò)濾該含銅溶 液以移除該鐵化物并形成具有該第一 PH值的該第一含銅溶液步驟后，還包括下列步驟加入一活性炭至該第一含銅溶液中并在充分接觸反應(yīng)后移除該活性炭。
7.如權(quán)利要求1或3中的任一項(xiàng)所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，該 第一含銅沉淀物包括堿式氯化銅、氧化銅和/或其它銅化合物。
8.如權(quán)利要求1所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，在調(diào)整該第一含 銅溶液的該第一 PH值以形成具有該第二 pH值的該第二含銅溶液及該第一含銅沉淀物步驟 后，還包括下列步驟分離該第二含銅溶液及該第一含銅沉淀物，并移除該第二含銅溶液；以及將該第一含銅沉淀物水洗后再移除該第一含銅沉淀物的水分。
9.如權(quán)利要求1或8中任一項(xiàng)所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，該第 二含銅沉淀物還包括氫氧化銅，且在分離該第三含銅溶液及該第二含銅沉淀物的步驟后， 還包括下列步驟將該第二含銅沉淀物水洗后再移除該第二含銅沉淀物的水分；以及微波加熱該第二含銅沉淀物以得到一粗制氧化銅。
10.如權(quán)利要求9所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，在微波加熱該第 二含銅沉淀物以得到該粗制氧化銅步驟后，還包括下列步驟粉碎該粗制氧化銅以形成一氧化銅粉末，其中該氧化銅粉末的粒徑介于100目至250目之間；將該氧化銅粉末置于水中并進(jìn)行超聲波清洗；以及 將該氧化銅粉末移除水分。
11.如權(quán)利要求10所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，在將該氧化銅 粉末移除水分步驟中，使用一離心分離機(jī)使該氧化銅粉末去除水分和/或以一低碳數(shù)醇類 充分接觸反應(yīng)該氧化銅粉末并再分離以去除該氧化銅粉末所含的水分。
12.如權(quán)利要求1所述的由含銅溶液制備氧化銅的方法，其特征在于，該含銅溶液為一 電路板制備過(guò)程中的一蝕刻廢液及一微蝕刻廢液。
全文摘要
一種由含銅溶液制備氧化銅的方法，包括下列步驟取得含銅溶液；調(diào)整含銅溶液的pH值以形成具有第一pH值的第一含銅溶液及含鐵沉淀物；調(diào)整第一含銅溶液的第一pH值以形成具有第二pH值的第二含銅溶液及第一含銅沉淀物；將第一含銅沉淀物形成具有第三pH值的第三含銅溶液及第二含銅沉淀物；以及分離第三含銅溶液及第二含銅沉淀物，其中第二含銅沉淀物包括氧化銅。
文檔編號(hào)C01G3/02GK102134090SQ201010106308
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者江德馨 申請(qǐng)人:聯(lián)鼎電子科技有限公司