含銅硝酸剝掛液再生處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于含銅硝酸剝掛液處理領(lǐng)域，具體涉及一種含銅硝酸剝掛液再生處理方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 印制板是基礎(chǔ)電子元件產(chǎn)品之一，已成為電子設(shè)備必不可少的電子元器件類 產(chǎn)品。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，印制電路產(chǎn)業(yè)也隨之不斷發(fā)展。中國(guó)大陸PCB(Printed Circuit Board，印制電路板）產(chǎn)量已位居世界第一，占到世界總產(chǎn)量26%。據(jù)2006年的統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)大陸印制電路板總產(chǎn)值約有1〇〇〇億元。我國(guó)PCB產(chǎn)值從2003年到2006年四 年中的年增長(zhǎng)率達(dá)到平均為26. 27%，今后幾年仍會(huì)有年均約15%的增長(zhǎng)率發(fā)展。
[0003] 同時(shí)PCB工業(yè)和造紙工業(yè)、紡織工業(yè)、裝飾電鍍等一樣，既是用水大戶，又是污染 環(huán)境大戶。PCB產(chǎn)量的增加，既意味著用水量的增加，同時(shí)又意味著對(duì)環(huán)境污染量的增加。按 照環(huán)保法規(guī)要求，PCB工廠都應(yīng)有三廢治理，但現(xiàn)在注重的是末端治理。由于一些工廠建設(shè) 時(shí)環(huán)保投入不足或后期運(yùn)行不正常，未能做到達(dá)標(biāo)排放，引起嚴(yán)重環(huán)境污染。電鍍工藝也是 PCB行業(yè)中重要的生產(chǎn)步驟，電鍍工藝隨著電鍍工藝流程的進(jìn)行，作為鍍件支撐體的掛具也 被鍍上相應(yīng)的各種金屬鍍層，由于掛件要反復(fù)使用，在鍍完一批鍍件進(jìn)行下一批鍍件時(shí)必 須對(duì)掛具上的鍍層進(jìn)行徹底退除，否則污染鍍液。掛具一般采用不銹鋼，而PCB鍍銅線采用 的退鍍液硝酸，產(chǎn)生的廢水被列為危險(xiǎn)廢物屬于HW22類，其銅離子高，酸度大，嚴(yán)重影響環(huán) 境。
[0004] 目前的做法是末瑞治理，采取分散運(yùn)輸，集中后采用酸堿中和，制取硫酸銅的工藝 處理，在運(yùn)輸工程中存在著跑、冒、滴、漏等污染危險(xiǎn)，其制取硫酸銅的工藝僅將銅元素回收 利用，而對(duì)硝酸等元素只采用中和處理后排放，既造成資源浪費(fèi)，又產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染。 目前國(guó)家強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展的道路，環(huán)境保護(hù)己是每個(gè)中國(guó)人的責(zé) 任，如何使硝酸剝掛廢液消除在生產(chǎn)過(guò)程中，從源頭上徹底根治并使其資源化循環(huán)再生使 用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、循環(huán)利用，成為科技人員的研發(fā)目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種含銅硝酸剝掛液再 生處理方法，可以實(shí)現(xiàn)含銅硝酸剝掛液的循環(huán)再生使用。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下：
[0007] -種含銅硝酸剝掛液再生處理方法，包括：將含銅硝酸剝掛液減壓蒸餾處理得到 蒸餾液和濃縮液；將硫酸加入到所述濃縮液中反應(yīng)得到五水硫酸銅沉淀和硝酸溶液；將所 述蒸餾液和所述硝酸溶液混合得到再生液。
[0008] 上述實(shí)施例中的含銅硝酸剝掛液再生處理方法，既能將含銅硝酸剝掛液中的銅離 子沉降出來(lái)，又不會(huì)破壞其組分，微調(diào)其濃度后，即可返回生產(chǎn)線繼續(xù)使用，使掛具退鍍工 序成為無(wú)污染、廢液零排放的清潔生產(chǎn)工序。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的含銅硝酸剝掛液再生處理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0012] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的含銅硝酸剝掛液再生處理方法的流程圖。本發(fā)明 的含銅硝酸剝掛液再生處理方法的步驟如下：
[0013] 步驟S01 :將含銅硝酸剝掛液減壓蒸餾處理得到蒸餾液和濃縮液。
[0014] 減壓蒸餾前，收集足夠的含銅硝酸剝掛液以便整個(gè)工藝的循環(huán)進(jìn)行。
[0015] 減壓蒸餾又稱真空蒸發(fā)，是為達(dá)到濃縮藥物或除去揮發(fā)性溶媒的目的，在蒸發(fā)器 內(nèi)形成一定的真空度，將溶液的沸點(diǎn)降低，在低于大氣壓力下進(jìn)行蒸發(fā)操作的沸騰蒸發(fā)處 理方法。將二次蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝器后排出，這時(shí)蒸發(fā)器內(nèi)的二次蒸汽即可形成負(fù)壓。操作時(shí) 設(shè)備密閉，生產(chǎn)效率高，操作條件好。
[0016] 減壓蒸餾過(guò)程中，由于溶液沸點(diǎn)降低，能防止或減少熱敏物質(zhì)的分解，也可增大傳 熱溫度差，強(qiáng)化蒸發(fā)操作，同時(shí)，對(duì)加熱熱源的要求也降低了。目前減壓蒸餾在藥劑生產(chǎn)中 應(yīng)用廣泛，本技術(shù)方案將減壓蒸餾應(yīng)用于含銅硝酸剝掛液的處理。減壓蒸餾的設(shè)備為常規(guī) 單效或多效減壓真空設(shè)備，例如減壓蒸餾器，其材質(zhì)主體與溶液接觸的材料可以為鈦，其他 與蒸餾液接觸的可以為316L不銹鋼或鈦。應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)并不以此為限，也可以采 用其他材質(zhì)的蒸餾設(shè)備。
[0017] 減壓蒸餾的加熱方式為熱力油、電、蒸汽等，其可以通過(guò)導(dǎo)熱管接觸使熱源對(duì)被加 熱溶液傳熱。應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)并不以此為限，也可以采用其他加熱方式。
[0018] 減壓蒸餾的原理是根據(jù)不同真空度下液體沸騰的溫度不同來(lái)實(shí)現(xiàn)液體的分離。例 如，硝酸銅在30°C的條件下的溶解度為每100g水中溶解156g硝酸銅，換算成銅離子含量 可以達(dá)到408g/L。由于減壓蒸餾的目的在于將含銅硝酸剝掛液（硝酸-硝酸銅溶液）中 的水分蒸發(fā)出去，為使硝酸盡量少地被蒸出，將減壓蒸餾的工藝參數(shù)控制為：減壓蒸餾的溫 度為55~65°C，減壓蒸餾的壓力為-0. 09~0. 07MPa。減壓蒸餾過(guò)程中要控制真空度，即 減壓蒸餾的壓力，減壓蒸餾的壓力不同，減壓蒸餾的溫度會(huì)發(fā)生變化。如減壓蒸餾的壓力不 在-0. 09~0. 07MPa范圍內(nèi)，蒸出來(lái)的溶液中硝酸濃度較高，如果進(jìn)行后續(xù)的工序還需要降 低硝酸的濃度；此外，減壓蒸餾壓力升高，減壓蒸餾的溫度也會(huì)升高，使能耗升高，浪費(fèi)能源 且不環(huán)保。
[0019] 蒸餾后分別將蒸出液和濃縮液收集，蒸餾液中硝酸濃度（ΗΝ03的物質(zhì)的量與溶液 的體積比）為1. 5mol/L以下，濃縮液中銅離子的濃度為100g/L以上，濃縮液中硝酸濃度 (ΗΝ03的物質(zhì)的量與溶液的體積比）為6~8mol/L。如果蒸餾液中硝酸濃度低，可以濃縮 的更多些，但具體情況要根據(jù)溶液中銅離子和硝酸濃度來(lái)確定。
[0020] 步驟S02 :將硫酸加入到濃縮液中反應(yīng)得到五水硫酸銅沉淀和硝酸溶液。
[0021] 為了減少放熱，導(dǎo)致硝酸分解產(chǎn)生N0,使用H2S04質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80~98wt. %的硫酸 加入濃縮液中，必要時(shí)需要冷卻硫酸和濃縮液的混合溶液，例如可以用冷卻管冷卻?；旌暇?勻后，將混合溶液靜置，硫酸與銅離子充分反應(yīng)，得到五水硫酸銅。如果將反應(yīng)后的混合溶 液冷卻，隨溫度降低，五水硫酸銅的溶解度降低，得到的五水硫酸銅沉淀會(huì)更多。然后分離 過(guò)濾，得到五水硫酸銅備用。硫酸銅在30°C的條件下的溶解度為每100g水中溶解25g硫酸 銅，換算成銅離子含量可以達(dá)到61g/L。由于溫度和溶液成分的原因，五水硫酸銅在濃縮液 和濃硫酸反應(yīng)后的溶液中的溶解度比在水中的溶解度低，硫酸銅在的兩種體系中的溶解度 相差大，因而可以結(jié)晶出來(lái)。大量的銅離子從該溶液中沉淀出來(lái)，因此留在硝酸溶液中殘留 的銅離子會(huì)降低。
[0022] 生成硫酸銅的反應(yīng)原理為：Cu (N03) 2+H2S04 = CuS04+2HN03，硫酸銅結(jié)晶為五水硫酸 銅。該反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行。
[0023] 步驟S03 :將蒸餾液和硝酸溶液混合得到再生液。
[0024] 由于減壓蒸餾并加入硫酸后得到的硝酸溶液的硝酸濃度都會(huì)上升，通常硝酸濃度 (ΗΝ0 3的物質(zhì)的量與溶液的體積比）會(huì)達(dá)到14mol/L以上。如該硝酸溶液要回到電鍍生產(chǎn) 線使用，需調(diào)整硝酸濃度為6~10