專利名稱：固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方面涉及線路板蝕刻廢液各組分的分離方法，可用于線路板蝕刻廢液的資源化處理，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
印制線路板行業(yè)產(chǎn)生蝕刻廢液是一種污染較大的工業(yè)廢液，同時(shí)又是一種含銅量較高的廢液，如不進(jìn)行資源化處理，必然造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)從事線路板蝕刻廢液資源化處理的廠家采用的工藝是通過(guò)調(diào)整適當(dāng)?shù)乃釅A度方法將銅離子從液相中進(jìn)行沉淀分離，這種工藝雖然有處理成本低，處理量大等優(yōu)點(diǎn)，但這種固液相沉淀分離的方法由于其產(chǎn)生的固相沉淀吸附了大量液相中的其他成分，因而要想得到合格的產(chǎn)品，必須用大量的水漂洗固相沉淀，而漂洗產(chǎn)生的大量廢液由于其所含成分的濃度較低，回收成本很高，因而被直接排放的環(huán)境中，造成較大的二次污染。在現(xiàn)有的專利和文獻(xiàn)中雖然有加堿加熱蒸氨處理線路板蝕刻廢液回收銅和氨水的報(bào)道，但這種方法只適合處理堿性蝕刻廢液，而且它仍然屬于固液相沉淀分離的方法，生成的氫氧化銅沉淀仍需要漂洗，仍然要排放漂洗廢水，避免不了二次污染，且由于此法處理成本高，處理量小，因而并未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。也有用溶劑萃取的方法處理回收蝕刻廢液的報(bào)道，這種方法雖然實(shí)現(xiàn)全回收、零排放，但仍然有成本高，處理量小的缺陷，且銅回收不完全，只適合于線路板廠家自行回收廢液，因而沒(méi)有在集中處理線路板蝕刻廢液的廠家得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。因此，目前國(guó)內(nèi)尚未有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的線路板蝕刻廢液資源化處理的清潔生產(chǎn)工藝的實(shí)例。因此，為了環(huán)境、合理利用資源，就很有必要采用最先進(jìn)的技術(shù)手段，建立一套符合清潔生產(chǎn)要求的線路板蝕刻廢液資源化處理的工藝，將線路板蝕刻廢液資源化處理行業(yè)變?yōu)橐粋€(gè)零排放、零污染的環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)就是利用固相物質(zhì)密度差異通過(guò)流動(dòng)懸浮沉降的方法分離不同的固相物質(zhì)，這就避免了傳統(tǒng)的固液相沉淀分離過(guò)程中由于固相沉淀對(duì)液相中其他成分的大量吸附而需大量水漂洗的問(wèn)題，消除了二次污染。固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)主要原理就是在固相反應(yīng)過(guò)程中，由于晶格能相差較大，因而形成異質(zhì)混晶的活化能較高，所以形成每一個(gè)晶體微粒內(nèi)部的化學(xué)成分是單一的，形成的產(chǎn)物都是同質(zhì)晶體微粒的混合物，而且不同化學(xué)成分的晶體微粒之間的吸附是很弱的。例如，堿式氯化銅微粒含水濕泥和生石灰進(jìn)行在500℃的轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行固相反應(yīng)，加熱脫水以后，形成的產(chǎn)物都是氧化銅晶體顆粒和氯化鈣晶體微粒的混合物，不僅沒(méi)有氧化銅和氯化鈣的混晶形成，而且氧化銅晶體微?；静晃铰然}，氯化鈣晶體微粒也基本不吸附氧化銅，這樣就可以利用固相物質(zhì)密度差異通過(guò)流動(dòng)懸浮沉降的方法分離不同的固相物質(zhì)，這就避免了固液相沉淀分離過(guò)程中由于固相沉淀對(duì)液相中其他成分的大量吸附而需大量水漂洗的問(wèn)題，消除了二次污染。
對(duì)于氧化銅和氯化鈣的固相微粒混合物，由于氧化銅比重為6.54g/cm3，而氯化鈣比重為2.51g/cm3，差異較大，因而可將固體氧化銅和氯化鈣微粒的混合物在搖床上通過(guò)水流進(jìn)行固相流動(dòng)沉降分離。當(dāng)它們的微?；旌衔镞M(jìn)入流動(dòng)的水相時(shí)，氧化銅微粒沉降較快，很快沉降并在底部停留，而氯化鈣微粒沉降較慢，隨水流流走，如此即可將氧化銅和氯化鈣分離，實(shí)驗(yàn)分析證明分離出的氧化銅含氯化鈣僅為1％(干含量)，已經(jīng)滿足制備合格硫酸銅產(chǎn)品的要求，因而不需要通過(guò)水漂洗來(lái)除去吸附的雜質(zhì)，可以直接加硫酸制成產(chǎn)品。而分離出的氯化鈣含氧化銅為3％(干含量)，可通過(guò)下一步水溶解來(lái)進(jìn)一步分離。
采用了固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)建立的整個(gè)工藝流程避免了原有工藝中需要排放大量漂洗水的缺陷，既能夠達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，所有進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程的物料都能夠全部分離、全部利用，完全沒(méi)有三廢排出，又具有處理量大、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。即能夠從根本上消除環(huán)境污染，又能夠創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
用下述線路板蝕刻廢液資源化處理的工藝流程的各個(gè)步驟說(shuō)明本方面的具體實(shí)施方式
和效果第一步，混合沉淀過(guò)程酸性蝕刻廢液和堿性蝕刻廢液混合，發(fā)生中和反應(yīng)，沉淀出堿式氯化銅。pH值控制在6.00～6.50時(shí)，溶液殘留的銅濃度最低，沉淀最完全。
第二步，加生石灰蒸氨過(guò)程上一步生成的溶液加生石灰并加熱將氨蒸出，殘留的銅也隨之沉淀。當(dāng)溫度為100℃，pH值控制在12～13，反應(yīng)兩小時(shí)后，溶液中氨的含量低于5mg/L，銅含量低于1mg/L。而上一步生成的堿式氯化銅沉淀以一起加生石灰并加熱將吸附的氨蒸出，同時(shí)堿式氯化銅同生石灰反應(yīng)生成氧化銅和氯化鈣，此反應(yīng)為固相反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)溫度達(dá)到500℃時(shí)，在轉(zhuǎn)爐中三小時(shí)即可反應(yīng)完全，反應(yīng)產(chǎn)物為固體氧化銅和氯化鈣的細(xì)粉狀混合物。
第三步，固相流動(dòng)沉降分離過(guò)程將上一步反應(yīng)生成的固體氧化銅和氯化鈣的混合物在搖床上通過(guò)水流進(jìn)行固相流動(dòng)沉降分離，由于氧化銅比重為6.54g/cm3，而氯化鈣比重為2.51g/cm3，差異較大，因而當(dāng)它們的混合物進(jìn)入流動(dòng)的水相時(shí)，氧化銅沉降較快，很快沉降并在底部停留，而氯化鈣沉降較慢，隨水流流走，如此即可將氧化銅和氯化鈣分離，實(shí)驗(yàn)分析證明分離出的氧化銅含氯化鈣僅為1％(干含量)，已經(jīng)滿足制備合格硫酸銅產(chǎn)品的要求，而分離出的氯化鈣含氧化銅為3％(干含量)，可通過(guò)下一步水溶解來(lái)進(jìn)一步分離。
第四步，氯化鈣的水溶解提純將上一步通過(guò)固相流動(dòng)沉降分離出的氯化鈣加水溶解，由于氯化鈣在水中的溶解度很大，在25℃100克水可溶解氯化鈣86克，而氧化銅則不溶解于水，因此加入兩倍重量的水即可將氯化鈣全部溶解而其中的氧化銅因?yàn)椴蝗芙庥谒?，第五步，氧化銅加硫酸生成硫酸銅產(chǎn)品將上兩步得到的氧化銅加硫酸酸化，將反應(yīng)終點(diǎn)pH值控制在2左右，攪拌十分鐘即可反應(yīng)完全，得到的硫酸銅產(chǎn)品符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB437-93。
第六步，氨氣的吸收蒸氨過(guò)程產(chǎn)生的氨氣在吸收塔中用水噴林吸收，通過(guò)三級(jí)噴林吸收，氨氣吸收完全，可得到的濃度為20％的質(zhì)量合格的氨水產(chǎn)品。
第七步，氯化鈣溶液濃縮結(jié)晶第二步和第四步得到的氯化鈣溶液，純度較高，直接蒸發(fā)濃縮后即可得到符合標(biāo)準(zhǔn)HG/T2327-92的二水氯化鈣結(jié)晶的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種分離線路板蝕刻廢液中各組分的方法，包括沉淀、混合、陪燒、流動(dòng)沉降分離工藝過(guò)程。其特征在于酸性蝕刻廢液和堿性蝕刻廢液中和沉淀，將沉淀物同生石灰混合、陪燒，再進(jìn)行流動(dòng)沉降分離，分離得到氧化銅和氯化鈣。
2.按照權(quán)利1所述的分離方法，其特征在于沉淀和生石灰混合時(shí)的攪拌速度為700轉(zhuǎn)/分鐘，混合時(shí)間為30分鐘。
3.按照權(quán)利1所述的分離方法，其特征在于陪燒的溫度為500℃。
4.按照權(quán)利1所述的分離方法，其特征在于流動(dòng)沉降分離時(shí)水流速度為2米/秒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對(duì)線路板蝕刻廢液進(jìn)行資源化處理的固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)，屬于環(huán)保領(lǐng)域的技術(shù)。固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)就是利用固相物質(zhì)密度差異通過(guò)流動(dòng)懸浮沉降的方法分離不同的固相物質(zhì)，這就避免了傳統(tǒng)的固液相沉淀分離過(guò)程中由于固相沉淀對(duì)液相中其他成分的大量吸附而需大量水漂洗的問(wèn)題，消除了二次污染。由于采用了固相流動(dòng)沉降分離技術(shù)建立的整個(gè)工藝流程避免了原有工藝中需要排放大量漂洗水的缺陷，既能夠達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求，所有進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程的物料都能夠全部分離、全部利用，完全沒(méi)有三廢排出，又具有處理量大、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。既能夠從根本上消除環(huán)境污染，又能夠創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B01D21/00GK1778992SQ20041005230
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者仇嘉英, 謝逢春 申請(qǐng)人:廣州市白云區(qū)南溪化工廠