印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印刷電路板技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，作為電子工業(yè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)一印制電路板行業(yè)一直保持10-20%的年增長速度，目前國內(nèi)有多種規(guī)模的印制電路板生產(chǎn)企業(yè)4500多家，月產(chǎn)量達(dá)到1.8億平方米。
[0003]在印制電路板的制造過程中，需要消耗大量精銅，據(jù)統(tǒng)計(jì)國內(nèi)的印制電路板生產(chǎn)企業(yè)精銅消耗量在8萬噸/月以上，產(chǎn)出的銅蝕刻廢液中總銅量在6萬噸/月以上，而銅是一種存在于土壤及人畜體內(nèi)的重金屬元素，土壤中含量一般在0.2ppm左右，過量的銅會與人畜體內(nèi)的酶發(fā)生沉淀/絡(luò)合反應(yīng)，發(fā)生酶中毒而喪失生理功能。自然界中的銅通過水體、植物等轉(zhuǎn)移至人畜體內(nèi)，如果攝入量過高，將使人畜體內(nèi)的微量元素平衡遭到破壞，導(dǎo)致重金屬在體內(nèi)的不正常積累，產(chǎn)生致病變性、致癌性等結(jié)果。這樣，在印制電路板的制造過程中產(chǎn)生的大量銅蝕刻廢液，如不及時(shí)有效處理，無疑會對環(huán)境尤其是印制電路板廠周邊地區(qū)的水資源和土壤造成了嚴(yán)重污染隱患。
[0004]中國的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中，銅的監(jiān)控指標(biāo)為0.5ppm，飲用水標(biāo)準(zhǔn)為0.03ppm，歐美的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)則更加嚴(yán)厲。由于印制電路板加工產(chǎn)生的廢銅蝕刻液中，銅含量為幾十至上百克/升，因此，國家環(huán)保部將印制電路板廢銅蝕刻液(廢蝕銅液)定位為危險(xiǎn)液體廢物，規(guī)定就地處理，禁止越境轉(zhuǎn)移。
[0005]酸性蝕刻廢液的回收銅有如下幾種方法:
1、置換法:此方法一般是用酸性蝕刻液與少量的堿性蝕刻液或氨水中和，使酸性蝕刻液中的酸度降低，然后在向其中投入工業(yè)鐵片，利用鐵的活性將銅置換出來，該法在生產(chǎn)反應(yīng)過程中會放熱并產(chǎn)生大量的水蒸氣、氯氣和氯化氫氣體，置換完成后須排放大量的廢水，其排放的廢水中含有大量的Cl一、氨氮和Fe3+，不但污染環(huán)境而且蝕刻液中有效組份無法再生利用。
[0006]2、簡單工藝膜電解法:此方法是采用具有耐活性Cl一的陽極對酸性蝕刻廢液進(jìn)行隔膜電解，但由于Cl 一較高，電解后產(chǎn)生的電解金屬銅為粉狀，電解是容易產(chǎn)生大量的氯氣和氫氣，危險(xiǎn)性極高，且陽極和離子膜消耗非?？欤瑥U液電解時(shí)無溫控系統(tǒng)、無廢液電解循環(huán)系統(tǒng)，氯氣處理系統(tǒng)很簡單，生產(chǎn)運(yùn)行成本極高。電耗也往往由于離子膜對銅離子迀移的阻力、電解液中某些金屬離子的累積存在等原因而高于標(biāo)準(zhǔn)電解銅的三倍以上，故其工業(yè)化應(yīng)用存在一定經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上的難度。
[0007]3、硫酸蒸餾電積法:此方法是在酸性蝕刻液中加入硫酸進(jìn)行減壓蒸餾，利用硫酸與鹽酸的沸點(diǎn)和揮發(fā)性不同蒸餾分離回收HCl并生產(chǎn)硫酸銅，該法需加入大量的硫酸將氯化銅置換成硫酸銅，而且氯化銅并不能完全被硫酸置換成硫酸銅，導(dǎo)致電解時(shí)產(chǎn)生氯氣，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，危險(xiǎn)性高。
[0008]4、直接蒸餾萃取法:此方法是首先利用減壓蒸餾，把酸性蝕刻液中的HCl分離出來，蒸餾余液用溶液萃取一電積的方法回收金屬銅。但是由于直接蒸餾分離HCl效果差，蒸餾余液酸濃度仍然很高，導(dǎo)致萃取效率低下，無實(shí)際推廣價(jià)值。
[0009]5、酸性體系萃取法:酸性蝕刻液用水和堿性物質(zhì)將PH值調(diào)整到1~3，在酸性體系下用適合酸性體系下萃取的萃取劑萃取銅一反萃，生產(chǎn)電解銅，酸性蝕刻液PH值調(diào)整到1~3時(shí)酸性體系下萃取能力低下，銅萃取一定量后，萃余液PH值下降萃取失效、需加大量自來水稀釋調(diào)整PH值到1~3反復(fù)進(jìn)行萃取，萃余液十倍增量含有大量稀鹽酸排放造成資源浪費(fèi)和新的環(huán)境污染，給企業(yè)增加了環(huán)保處理難度。
[0010]針對印制電路板加工過程中產(chǎn)生的大量高含銅酸性蝕刻廢液，常見的處理是采取簡單的中和沉淀方法回收硫酸銅等中間產(chǎn)品，此方法排放的廢水中含銅量高達(dá)數(shù)克/升，即使是一些較大型的處理廠，其外排水中銅濃度也常高于lppm，回收的硫酸銅因?yàn)楣に囂攸c(diǎn)造成純度不高，產(chǎn)品附加值不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法，不僅經(jīng)此處理后排放的廢水中銅含量可以達(dá)標(biāo)排放，更可產(chǎn)生高純度的電解銅板。
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法，所述方法包括以下步驟:
步驟a:將待處理的酸性蝕刻廢液加入離子膜電解槽中，所述離子膜電解槽兩側(cè)分別放置有與所述離子膜電解槽連通的密封集液槽，通過電泵將所述酸性蝕刻廢液在離子膜電解槽及密封集液槽之間循環(huán)流動(dòng)；
步驟b:當(dāng)所述酸性蝕刻廢液中的銅濃度低于12克/升時(shí)，對所述酸性蝕刻廢液以2000A的電流量持續(xù)電解，通過連接于所述離子膜電解槽的水循環(huán)溫控系統(tǒng)將所述酸性蝕刻廢液溫度控制在40°C ~45°C，生成高純度電解銅板；
步驟c:當(dāng)所述酸性蝕刻廢液中的銅濃度低于12克/升時(shí)，以1000A的電流量持續(xù)電解，并通過水循環(huán)溫控系統(tǒng)將所述酸性蝕刻廢液溫度控制在40°C ~45°C，生成高純度電解銅板；
步驟d:將電解后的酸性蝕刻廢液通過中空膜進(jìn)行過濾掉殘余的銅，再將濾液放置于在密封儲存池中；
步驟e:將步驟a及步驟b中電解產(chǎn)生的氯氣通過抽風(fēng)機(jī)抽取至所述密封儲存池中，當(dāng)所述密封儲存池中氯氣含量達(dá)到設(shè)定濃度后，將所述濾液進(jìn)行污水處理廠進(jìn)行處理。
[0013]進(jìn)一步，在上述印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法中，所述水循環(huán)溫控系統(tǒng)包括連通于所述離子膜電解槽的溫控池及設(shè)于所述溫控池中的散熱管，通過散熱管及溫控池將所述酸性蝕刻廢液溫度控制在40°C ~45°C。
[0014]進(jìn)一步，在上述印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法中，所述中空膜為納米中空膜。
[0015]進(jìn)一步，在上述印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法中，所述步驟e還包括:通過水封沖洗設(shè)備對密封儲存池進(jìn)行高壓水洗，使得所述密封儲存池中的氯氣完全溶于濾液中。
[0016]本發(fā)明印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法不僅處理后廢水中銅含量可以達(dá)標(biāo)排放，更有產(chǎn)生的純度高達(dá)99.95%以上的電解銅板為產(chǎn)品，價(jià)值遠(yuǎn)高于普通中和沉淀法產(chǎn)生的粗硫酸銅，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合具體實(shí)施例說明本發(fā)明的印刷電路板酸性蝕刻廢液處理方法。
[0018]實(shí)施例1:
將待處理的酸性蝕刻廢液加入離子膜電解槽中，所述離子膜電解槽兩側(cè)分別放置有與所述離子膜電解槽連通的密封集液槽，通過電泵將所述酸性蝕刻廢液在離子膜電解槽及密封集液槽之間循環(huán)流動(dòng)；這樣讓兩集液槽與離子膜電解槽用管道相互連通，用電泵將酸性蝕刻廢液循環(huán)起來進(jìn)行電解，這樣可以銅離子更活躍，在相同的電流下，便于酸性蝕刻廢液高速電解。
[0019]將酸性蝕刻廢液放入離子膜電解密封槽后，根據(jù)酸性蝕刻廢液中含銅量多少，進(jìn)行調(diào)配電流量大小進(jìn)行電解，當(dāng)檢測到所述酸性蝕刻廢液中的銅濃度低于12克/升時(shí)，對所述酸性蝕刻廢液以2000A的電流量持續(xù)電解，通過連接于所述離子膜電解槽的水循環(huán)溫控系統(tǒng)將所述酸性蝕刻廢液溫度控制在40°C，生成高純度電解銅板。
[0020]而隨著廢液中含銅量的降低，電流量也隨之調(diào)至低電流進(jìn)行持續(xù)電解。當(dāng)檢測到所述酸性蝕刻廢液中的銅濃度低于12克/升時(shí)，以1000A的電流量持續(xù)電解，并通過水循環(huán)溫控系統(tǒng)將所述酸性蝕刻廢液溫度控制在40°C，生成高純度電解銅板。所述酸性蝕刻廢液在持續(xù)電解時(shí)其溫度會升高，會影響酸性蝕刻廢液電解速度，所以將酸性蝕刻廢液通過水循環(huán)溫控系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)電解，有利于提高廢液的電解速度與電解銅的質(zhì)