專利名稱：一種用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)危險(xiǎn)廢物的資源化綜合利用領(lǐng)域，涉及一種廢水處理工藝設(shè)備，具體地說，涉及一種從印刷電子線路板(以下簡(jiǎn)稱PCB)酸性蝕刻廢液中生產(chǎn)銅粉，然后再將剩余廢液制備成三氯化鐵凈水劑的工藝設(shè)備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
IT產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，但隨著IT產(chǎn)業(yè)的蓬勃崛起，造成了大量有毒有害的工業(yè)廢水，處理不當(dāng)極易威脅及危害周圍的生態(tài)環(huán)境，其中PCB酸性蝕刻廢液是具有很大回收利用價(jià)值的危險(xiǎn)廢棄物。PCB酸性蝕刻廢液主要包含銅鹽、游離酸和氧化劑等，這些組分作為資源具有很大的回收利用價(jià)值，作為污染物則屬于高濃度危險(xiǎn)廢物，需要高昂的處理費(fèi)用，且存在二次污染和安全隱患。我國(guó)是一個(gè)資源短缺、環(huán)境脆弱的人口大國(guó)，水資源及其污染形勢(shì)極為嚴(yán)峻，已沒有了發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化時(shí)的廉價(jià)資源和環(huán)境容量，經(jīng)不起傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式帶來的資源消耗和環(huán)境污染。通過工業(yè)化手段實(shí)現(xiàn)PCB蝕刻廢液的資源化利用，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)IT行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的大事。針對(duì)PCB酸性蝕刻廢液，目前國(guó)內(nèi)外一般采用中和沉淀、電解富集、溶劑萃取、還原分離等方法。
對(duì)PCB酸性蝕刻廢液分離回收銅，然后將剩余廢液制備水處理絮凝劑，該技術(shù)為一種很好的資源化回收技術(shù)。該技術(shù)不僅完全回收廢液中的銅，而且充分考慮剩余廢液中的強(qiáng)腐蝕性游離酸制備絮凝劑的有利條件，將剩余廢液完全用于制備水處理絮凝劑，實(shí)現(xiàn)PCB酸性腐蝕廢液“零”排放。對(duì)PCB酸性蝕刻廢液分離回收銅和制備水處理絮凝劑工藝的現(xiàn)有技術(shù)中，主要檢索了以下技術(shù)①阮復(fù)昌等人通過先以鐵為原料從PCB酸性蝕刻廢液中提取銅，然后再通過鐵鹽、亞鐵鹽或水調(diào)配鐵含量來制備改性聚鐵(一種PCB酸性蝕刻廢液提銅聯(lián)產(chǎn)改性聚鐵的方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00610122072. 9)。該技術(shù)雖是吸納了提銅和制備改性聚鐵，但實(shí)際生產(chǎn)中也面臨一些不足，如置換離子銅濃度較大的廢液，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間置換反應(yīng)后，廢液中仍殘留少部分離子銅(濃度為O. 5g/L)，同時(shí)伴有大量氫氣釋放所導(dǎo)致的安全隱患，因此需要采用新的提銅工藝。②Μ. T.古稀提出了從溶液或流體，特別是從制造印刷電路板所產(chǎn)生的含銅的用過的蝕刻液，去除銅的方法或裝置(從流體中回收和利用去除銅的方法和系統(tǒng)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0117945. 4)。該技術(shù)采用電解方法，通過銅離子滲透膜分開陽極和陰極來富集、提取電解銅，可以使回收銅的品質(zhì)得到提高。然而也面臨不足，如該方法中銅回收率主要依靠于銅離子通過滲透膜的性能，未能將廢液中的其它成分進(jìn)行資源化利用，一次性投資成本和運(yùn)行處理成本也較高等。因此，需要尋求新的電解提銅工藝和資源化回收剩余成分技術(shù)。③在水處理絮凝劑制備方面，先后查尋到湯鴻霄等人(高濃度穩(wěn)定性聚合氯化鐵的制備方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9102959. 3)，欒兆坤等人(鹽酸鋼鐵酸洗廢液制備聚合氯化鐵絮凝劑及其生產(chǎn)工藝，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?9102960. 7)，李明玉等人(用酸性廢液制備聚合氯化鐵的方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510101065. 6)和李威等人(采用硫鐵礦燒渣制備聚合氯化鐵的方法，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710057281. 4)提出的聚合氯化鐵制備方法。具體為湯鴻霄等人采用工業(yè)三氯化鐵、復(fù)合磷酸鹽穩(wěn)定劑和聚合堿化劑原料，欒兆坤等人采用鹽酸酸洗廢液、鐵屑、復(fù)合磷酸鹽穩(wěn)定劑和聚合堿化劑原料，李明玉等人采用含亞鐵離子鹽酸酸洗廢液、外加鹽酸、外加硝酸、復(fù)合磷酸鹽穩(wěn)定劑和聚合堿化劑原料制備，李威等人采用鹽酸、硫鐵礦燒渣、氫氧化鈉、復(fù)合磷酸鹽穩(wěn)定劑和聚合堿化劑原料制備。以上方法所制備的聚合氯化鐵絮凝劑，在應(yīng)用中雖取得了好的效果，但生產(chǎn)過程中所需原料品種多，生產(chǎn)過程復(fù)雜，另外由于PCB酸性蝕刻廢液成分的差異，以上方法并不能適用于將傳統(tǒng)方法提銅或電解后的酸性蝕刻廢液用于聚合氯化鐵制備。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的旨在提供一種流程短、成本低、操作簡(jiǎn)便、高效環(huán)保的酸性銅蝕刻液回收銅的工藝設(shè)備系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時(shí)可對(duì)提銅后的酸液進(jìn)行回收和再利用。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含廢液儲(chǔ)存裝置，與廢液儲(chǔ)存裝置通過管道連通的反應(yīng)釜；分別與廢液儲(chǔ)存裝置、反應(yīng)釜連接的第一耐腐蝕泵，通過該第一耐腐蝕泵將待處理酸性銅蝕刻廢液從廢液儲(chǔ)存裝置泵入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)處理；與所述反應(yīng)釜連接的過濾設(shè)備，經(jīng)在反應(yīng)釜中反應(yīng)完畢的溶液轉(zhuǎn)入到過濾設(shè)備進(jìn)行過濾處理；
與過濾設(shè)備通過管道連通的通氯塔；分別與過濾設(shè)備、通氯塔連接的第二耐腐蝕泵，通過第二耐腐蝕泵將該過濾設(shè)備中的液體泵入到通氯塔中；及設(shè)置在通氯塔底部的三氯化鐵溶液接收裝置；其中，所述的通氯塔頂部連接尾氣處理系統(tǒng)，該通氯塔上部設(shè)置有第一入口，該通氯塔下部設(shè)置有第二入口，該第一入口與過濾設(shè)備連通，該第二入口連接氯氣管道。上述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包含干燥設(shè)備，用于干燥經(jīng)過濾設(shè)備處理后的固體物質(zhì)。上述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其中，所述的干燥設(shè)備為真空干燥機(jī)。上述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其中，所述的反應(yīng)釜中還設(shè)置有攪拌裝置。上述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其中，所述的過濾設(shè)備為板框式壓濾機(jī)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有生產(chǎn)流程短、工藝簡(jiǎn)單、能耗低、適應(yīng)性廣的優(yōu)勢(shì)，提供了一種有效提取蝕刻廢液中的銅粉和同時(shí)將提銅后的廢液剩余有效成本全部資源化，還可以實(shí)現(xiàn)印刷電路板酸性蝕刻廢液的“零”排放、有效保護(hù)環(huán)境的將印刷電路板酸性蝕刻廢液提供和制備水處理劑三氯化鐵的工藝設(shè)備系統(tǒng)。

圖1為本實(shí)用新型的一種用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
從酸性蝕刻廢液中回收銅和制備三氯化鐵，主要由以下步驟實(shí)現(xiàn)，具體為①銅的置換提取工藝酸性蝕刻廢液采用金屬鐵置換銅發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)式為Cu2++Fe — Cu+Fe2+在銅離子濃度極低時(shí)，也會(huì)發(fā)生以下副反應(yīng) Fe+2H+— Fe2++2H2 個(gè)判斷還原鐵置換殘余的離子銅是否完全置換，可以直接根據(jù)連續(xù)監(jiān)測(cè)PCB酸性蝕刻廢液的銅離子濃度變化，或間接觀察反應(yīng)廢液是否產(chǎn)生氣泡來進(jìn)行判定。因溶液中含有游離酸，在反應(yīng)中應(yīng)使鐵的投加量過量，以防止置換出的銅再次被游離酸溶解。經(jīng)板框壓濾機(jī)分離出的海綿銅中水分含量高，經(jīng)真空干燥脫水后，可制得銅含量95%的銅粉。②含鐵液制備三氯化鐵工藝根據(jù)水處理三氯化鐵溶液濃度的要求，采用加入含鐵物質(zhì)，調(diào)整溶液中含鐵量，以制備出不同濃度的三氯化鐵溶液。經(jīng)置換回收銅后的蝕刻液中含有大量的亞鐵離子，亞鐵離子在通氯塔內(nèi)被氯氣氧化，生成三價(jià)鐵離子，制備出三氯化鐵水處理劑。在通氯塔內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)式如下2FeCl2+Cl2 — 2FeCl3制備出的溶液中含三氯化鐵量為38-40%，是一種高效的水處理絮凝劑。含未反應(yīng)完氯氣的尾氣，經(jīng)尾氣系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后外排。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步地說明。如圖1所示，為本實(shí)用新型的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)的示意圖。該工藝設(shè)備系統(tǒng)包含廢液儲(chǔ)存裝置1，第一耐腐蝕泵10，反應(yīng)釜20，過濾設(shè)備40，干燥設(shè)備50，第二耐腐蝕泵60，通氯塔70，尾氣處理系統(tǒng)2，及，三氯化鐵溶液接收裝置3。所述的反應(yīng)釜20與廢液儲(chǔ)存裝置I通過管道連通；第一耐腐蝕泵10分別與廢液儲(chǔ)存裝置I及反應(yīng)釜20連接，通過該第一耐腐蝕泵10將待處理酸性銅蝕刻廢液從廢液儲(chǔ)存裝置I泵入到反應(yīng)釜20中，與反應(yīng)釜20中加入的還原鐵進(jìn)行反應(yīng)，優(yōu)選地，該反應(yīng)釜20中還設(shè)置有攪拌裝置30 ;所述的過濾設(shè)備40與反應(yīng)釜20連通，在反應(yīng)釜20中反應(yīng)完畢的溶液轉(zhuǎn)入到過濾設(shè)備40中進(jìn)行過濾處理，該過濾設(shè)備40優(yōu)選為板框式壓濾機(jī)；過濾得到的固體，轉(zhuǎn)入到干燥設(shè)備50中進(jìn)行干燥處理，優(yōu)選的，該干燥設(shè)備50為真空干燥箱；過濾得到的液體通過第二耐腐蝕泵60泵入到通氯塔70中。所述的通氯塔70頂部連接尾氣處理系統(tǒng)2，該通氯塔70上部設(shè)置有第一入口 71， 該通氯塔70下部設(shè)置有第二入口 72，該第一入口 71與過濾設(shè)備40連通，過濾設(shè)備40中的液體通過第二耐腐蝕泵60經(jīng)第一入口 71泵入到通氯塔70中，該第二入口 72連接氯氣管道，氯氣通過該第二入口 72進(jìn)入到通氯塔70，與第一入口中下流的含亞鐵離子的液體進(jìn)行逆流接觸，從而充分發(fā)生氧化反應(yīng)。所述的三氯化鐵溶液接收裝置3設(shè)置在通氯塔底部，通氯塔中反應(yīng)完全的三氯化鐵液體采用三氯化鐵溶液接收裝置3接收，作為一種高效的水處理絮凝劑。實(shí)施例本實(shí)用新型的工藝設(shè)備系統(tǒng)是針對(duì)PCB酸性蝕刻廢液的回收處理，所述的PCB酸性蝕刻廢液為氧化性含銅混合液，主要離子成分為Cu2+、Cu+、CuCln2_n(n為自然數(shù))、H+、C1_、C10_、C103_、H2O2，其中離子銅(Cu2+、Cu+或銅絡(luò)合離子)的質(zhì)量濃度為8-10%，溶液H+濃度為O.01—10. Omol/Lo首先用第一耐腐蝕泵10將10_20m3PCB酸性蝕刻廢液泵入反應(yīng)釜20內(nèi)，常溫，在攪拌器30攪拌條件下，向反應(yīng)釜20內(nèi)投加還原鐵，還原鐵的投加量為理論需要量的110%，鐵置換反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)，在反應(yīng)過程中控制溶液pH值< 2，防止pH值升高導(dǎo)致銅置換率降低，反應(yīng)結(jié)束(采用一種銅離子快速檢測(cè)試紙，當(dāng)檢測(cè)到銅離子<10_5mol/L (O. 64mg/L)時(shí)，即可認(rèn)為溶液中銅離子已置換完全，反應(yīng)結(jié)束)后，控制溶液PH值不超過2。經(jīng)置換反應(yīng)后的蝕刻液用過濾設(shè)備40 (本實(shí)施例選用板框式壓濾機(jī))進(jìn)行固液分離，分離出固體海綿銅和含鐵溶液。海綿銅中水分量>50%，經(jīng)脫水、并經(jīng)干燥設(shè)備50 (本實(shí)施例選用真空干燥機(jī))真空干燥處理，制得含銅量95%的銅粉。提銅后的含鐵溶液，經(jīng)第二耐腐蝕泵60泵入通氯塔70 ;在通氯塔70中亞鐵離子和氯氣反應(yīng)，亞鐵離子被氧化為三價(jià)鐵。在反應(yīng)前，首先根據(jù)溶液中鐵離子含量，用鐵刨花、鐵粉或鐵鹽調(diào)整溶液中鐵含量(目的是使最終三氯化鐵溶液中，三氯化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在38-40%之間)，并用鹽酸調(diào)整溶液酸度(pH < 2)。用第二耐腐蝕泵60將含氯化亞鐵溶液從通氯塔70頂部的第一入口 71噴入,氯氣從通氯塔70的底部的第二入口 72進(jìn)入向上流動(dòng)，亞鐵離子和氯氣逆流接觸充分反應(yīng)，生成的三氯化鐵從通氯塔 70底部流出進(jìn)入三氯化鐵溶液接收裝置3接收，多余未反應(yīng)的氯氣從通氯塔70頂部進(jìn) 入尾氣處理系統(tǒng)2用堿液洗滌去除后，尾氣達(dá)標(biāo)外排。反應(yīng)在常溫條件下進(jìn)行，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)溫度有所升高。制備的水處理劑中三氯化鐵含量為38-40%,溶液pH控制在< 2，防止三價(jià)鐵離子過早水解。本實(shí)用新型提供了一種用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，能從PCB酸性蝕刻廢液中回收銅，并同時(shí)生產(chǎn)水處理劑三氯化鐵溶液，以實(shí)現(xiàn)酸性蝕刻廢液有效成分的全部資源化利用，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)處置危險(xiǎn)廢物的資源化、無害化目標(biāo)，保護(hù)環(huán)境。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含 廢液儲(chǔ)存裝置(I )， 與廢液儲(chǔ)存裝置(I)通過管道連通的反應(yīng)釜(20)； 分別與廢液儲(chǔ)存裝置(I)、反應(yīng)釜(20)連接的第一耐腐蝕泵(10)，通過該第一耐腐蝕泵(10 )將待處理酸性銅蝕刻廢液從廢液儲(chǔ)存裝置(I)泵入到反應(yīng)釜(20 )中進(jìn)行反應(yīng)處理； 與所述反應(yīng)釜(20 )連接的過濾設(shè)備(40 )，經(jīng)在反應(yīng)釜(20 )中反應(yīng)完畢的溶液轉(zhuǎn)入到過濾設(shè)備(40)進(jìn)行過濾處理； 與過濾設(shè)備(40)通過管道連通的通氯塔(70)； 分別與過濾設(shè)備(40)、通氯塔(70)連接的第二耐腐蝕泵(60)，通過第二耐腐蝕泵(60)將該過濾設(shè)備(40)中的液體泵入到通氯塔(70)中；及 設(shè)置在通氯塔(70)底部的三氯化鐵溶液接收裝置(3)； 其中，所述的通氯塔(70)頂部連接尾氣處理系統(tǒng)(2)，該通氯塔(70)上部設(shè)置有第一入口(71)，該通氯塔(70)下部設(shè)置有第二入口(72)，該第一入口(71)與過濾設(shè)備(40)連通，該第二入口(72)連接氯氣管道。
2.如權(quán)利要求1所述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包含干燥設(shè)備(50 )，用于干燥經(jīng)過濾設(shè)備(40 )處理后的固體物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述的干燥設(shè)備(50)為真空干燥機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述的反應(yīng)釜(20)中還設(shè)置有攪拌裝置(30)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于，所述的過濾設(shè)備(40)為板框式壓濾機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于酸性銅蝕刻廢液回收再利用工藝設(shè)備系統(tǒng)，其包含廢液儲(chǔ)存裝置，與其通過管道連通的反應(yīng)釜；分別與廢液儲(chǔ)存裝置、反應(yīng)釜連接的第一耐腐蝕泵；與該反應(yīng)釜連接的過濾設(shè)備；與過濾設(shè)備通過管道連通的通氯塔；分別與過濾設(shè)備、通氯塔連接的第二耐腐蝕泵；及，設(shè)置在通氯塔底部的三氯化鐵溶液接收裝置；所述的通氯塔頂部連接尾氣處理系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的工藝設(shè)備系統(tǒng)，能從PCB酸性蝕刻廢液中回收銅，并同時(shí)生產(chǎn)三氯化鐵溶液，以實(shí)現(xiàn)酸性蝕刻廢液有效成分的全部資源化利用，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)處置危險(xiǎn)廢物的資源化、無害化目標(biāo)，保護(hù)環(huán)境，而且，使用該系統(tǒng)，生產(chǎn)流程短、工藝簡(jiǎn)單、能耗低、適應(yīng)性廣。
文檔編號(hào)C22B15/00GK202898145SQ201220587010
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者徐全林, 尤政輝, 徐補(bǔ)林 申請(qǐng)人:上海綠澄環(huán)?？萍加邢薰?br>