CN110002490A - 以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为解决现有技术中以氧化铜为中间体生产硫酸铜的工艺复杂且产生废水量多的技术问题，提供了一种以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法，包括利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜，和以得到的碱式氯化铜生产硫酸铜这两个生产步骤；将酸性氯化铜蚀刻废液与碱性氯化铜蚀刻废液进行中和反应，得到碱式氯化铜晶体；以碱式氯化铜产品作为原料，加入NaOH溶液在碱转反应釜内进行碱转反应生成氧化铜，制得的氧化铜再在酸化反应釜内经硫酸酸化制得硫酸铜溶液，硫酸铜溶液经一些步骤处理后得到硫酸铜产品。由于氯化铜晶体呈颗粒状，含水量很低，不仅减少了中间体携带的含氨氮的水分量,而且可以节约了大量的打浆洗涤水。
Description
技术领域
本发明涉及含铜、锡线路板蚀刻废液的处置与利用技术领域，特别是涉及利用上述蚀刻废液生产硫酸铜的方法。
背景技术
原先利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液中和产生氢氧化铜中间体生产硫酸铜时，因氢氧化铜中间体含水量很高(约70％)，造成中间体携带大量的含氨氮水分和氯离子,进入到后续的硫酸铜结晶母液中。为了洗去母液中的氨氮和氯离子，需增加洗水量，从而导致生产过程中产生大量的废水，增加了企业的废水处理成本。而且，氢氧化铜呈浆状，含有较多的铅、铁、砷等杂质，影响了硫酸铜产品的质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单且废水量少的生产硫酸铜的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法，包括利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜，和以得到的碱式氯化铜生产硫酸铜这两个生产步骤；
在利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜这个生产步骤中，将酸性氯化铜蚀刻废液与碱性氯化铜蚀刻废液进行中和反应，得到碱式氯化铜晶体，中和反应的pH值控制在4.5～6.0之间，温度控制到65℃～75℃之间；得到的碱式氯化铜晶体经过抽滤、洗涤、离心步骤后得到碱式氯化铜产品；
在以碱式氯化铜生产硫酸铜这个生产步骤中，以前一步骤中得到的碱式氯化铜产品作为原料，加入NaOH溶液在碱转反应釜内进行碱转反应生成氧化铜，碱转反应釜内的pH值控制在8.0～13.0之间，制得的氧化铜再在酸化反应釜内经硫酸酸化制得硫酸铜溶液，酸化反应釜内pH值控制在0.1～0.5之间，硫酸铜溶液最后经冷却、结晶、洗涤、干燥步骤后五水硫酸铜产品。
本发明通过将酸性氯化铜蚀刻废液与碱性氯化铜蚀刻废液进行中和反应得到碱式氯化铜晶体，然后以氯化铜晶体为中间体生产硫酸铜产品，由于氯化铜晶体呈颗粒状，含水量很低(约5％)，不仅减少了中间体携带的含氨氮的水分量,而且可以节约了大量的打浆洗涤水，并使后续硫酸铜结晶母液中氨氮的含量低至2000mg/L左右。而且，氯化铜晶体呈颗粒状，经过抽滤、洗涤和离心步骤后，杂质与氯化铜晶体明显分离，提高了后续制得的硫酸铜产品的质量。
本发明提供一种优选地生产硫酸铜的方法，在进行硫酸酸化反应之前，将制得的氧化铜彻底放到打浆桶内搅拌半小时左右去除氯离子。
本发明提供一种优选地生产硫酸铜的方法，在中和反应之前，将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液在进行进行机械除杂；机械除杂是将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液分别压滤。
本发明提供一种优选地生产硫酸铜的方法，在机械除杂后、中和反应前分别对酸性蚀刻液和碱性蚀刻液进行除铅砷处理，具体工艺是，分别向酸性蚀刻液和碱性蚀刻液中加入氯化镁去除砷，加入硫酸钠和氯化钡去除铅；酸性蚀刻液在除铅砷处理后、中和反应前，加入碳酸钠或氢氧化钠溶液调节PH值在2.0～3.0之间，同时去除铁离子；在酸性蚀刻液去除铁后、中和反应前，对酸性蚀刻液进行除钙、镁工艺；在碱性蚀刻液除铅砷处理后、中和反应前，向碱性蚀刻液加入氟化钠去除钙、镁。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：
1.本发明通过在氯化铜中间体中加入NaOH溶液进行碱转反应，不仅降低了氯离子，减少了氢氧化铜中间体携带的含氨氮的水分量,而且可以节约了大量的打浆洗涤水；
2.本发明在酸化反应之前去除氧化铜内的氯离子，以降低了后续工艺中的氯离子；
3.本发明在中和反应之前对酸性蚀刻液采用机械除杂、除铅砷、调PH 除铁、除钙镁和过滤一系列步骤去除了酸性蚀刻液中大量的杂质，在中和反应之前对碱性蚀刻液采用机械除杂、除铅砷、除钙镁和过滤一系列步骤去除了碱性蚀刻液中大量的杂质，如此便去除了制得的硫酸铜产品中的杂质，提高了硫酸铜产品的质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法，包括利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜，和以得到的碱式氯化铜生产硫酸铜这两个主要的生产步骤。
在生产碱式氯化铜之前，对酸性蚀刻液和碱性蚀刻液分别处理，以去除杂质。
酸性蚀刻液的具体处理步骤如下：
1.将酸性蚀刻液进行机械除杂，如：压滤；
2.在酸性蚀刻液中加入氯化镁去除砷，加入硫酸钠和氯化钡去除铅；
3.在酸性蚀刻液中加入碳酸钠或氢氧化钠溶液调节PH值至2.0～3.0，直接生成氢氧化铁沉淀，从而去除铁离子；
4.在酸性蚀刻液加入氟化钠去除钙、镁；
5.将酸性蚀刻液进行沉降，然后过滤掉固体杂质。
碱性蚀刻液的具体处理步骤如下：
1.将碱性蚀刻液进行机械除杂，如：压滤；
2.在碱性蚀刻液中加入氯化镁去除砷，加入硫酸钠和氯化钡去除铅；
3.在碱性蚀刻液加入氟化钠去除钙、镁；
4.将碱性蚀刻液进行沉降，然后过滤掉杂质。
碱性、酸性蚀刻液处理之后进行利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜这一生产步骤。
将酸性氯化铜蚀刻废液与碱性氯化铜蚀刻废液进行中和反应，得到碱式氯化铜晶体，中和反应的pH值控制在4.5～6.0之间，温度控制到65℃～ 75℃之间。得到的碱式氯化铜晶体经过抽滤、洗涤、离心步骤后得到碱式氯化铜产品。
其中，抽滤是将碱式氯化铜晶体与废液进行固液分离；洗涤是在氯化铜晶体内加入自来水或者纯水后，以70-100r/min的低速搅拌半个小时左右，洗去碱式氯化铜晶体中的氨氮；离心是将洗涤好的的氯化铜晶体和废液放入吊带离心机中进行固液分离，得到碱式氯化铜这个中间体。
接下来进行的是以碱式氯化铜生产硫酸铜这个生产步骤。
以碱式氯化铜产品作为原料，加入NaOH溶液在碱转反应釜内进行碱转反应生成氧化铜，碱转反应釜内的pH值控制在8.0～13.0之间，制得的氧化铜再在酸化反应釜内经硫酸酸化制得硫酸铜溶液，酸化反应釜内pH值控制在0.1～0.5之间。经碱转反应制得的氧化铜中会含有氯离子，所以要在酸化反应之前去除掉氧化铜中的氯离子，具体方法是：将氧化铜放到打浆桶内搅拌半小时左右。由于酸化反应是放热反应，溶液温度会升至70℃以上，同时，硫酸铜的溶解度也很大，所以需要对硫酸铜溶液进行冷却。
硫酸铜溶液最后经冷却、结晶、洗涤、干燥步骤后五水硫酸铜产品。结晶是将硫酸铜溶液打到结晶罐中，通过管束冷却，得到硫酸铜结晶；洗涤是在硫酸铜结晶中加入自来水或者纯水后，以70-100r/min的低速搅拌 30s左右，主要洗去硫酸铜结晶中的杂质，如：氯离子。干燥是将硫酸铜结晶放入烘干设备中烘干得到五水硫酸铜产品。
对这些实施例的多种修该对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法，其特征在于，包括利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜，和以得到的碱式氯化铜生产硫酸铜这两个生产步骤；
在利用酸性、碱性蚀刻液生产碱式氯化铜这个生产步骤中，将酸性氯化铜蚀刻废液与碱性氯化铜蚀刻废液进行中和反应，得到碱式氯化铜晶体，中和反应的pH值控制在4.5～6.0之间，温度控制到65℃～75℃之间；得到的碱式氯化铜晶体经过抽滤、洗涤、离心步骤后得到碱式氯化铜产品；
在以碱式氯化铜生产硫酸铜这个生产步骤中，以前一步骤中得到的碱式氯化铜产品作为原料，加入NaOH溶液在碱转反应釜内进行碱转反应生成氧化铜，碱转反应釜内的pH值控制在8.0～13.0之间，制得的氧化铜再在酸化反应釜内经硫酸酸化制得硫酸铜溶液，酸化反应釜内pH值控制在0.1～0.5之间，硫酸铜溶液最后经冷却、结晶、洗涤、干燥步骤后五水硫酸铜产品。
2.根据权利要求1所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，制得的氧化铜彻底去除氯离子后再进行硫酸酸化反应。
3.根据权利要求2所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，去除氯离子的方法为：将氧化铜放到打浆桶内搅拌半小时左右。
4.根据权利要求1或3所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，酸性蚀刻液和碱性蚀刻液在进行中和反应之前进行机械除杂。
5.根据权利要求4所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，所述机械除杂是将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液分别压滤。
6.根据权利要求5所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，在机械除杂后、中和反应前分别对酸性蚀刻液和碱性蚀刻液进行除铅砷处理。
7.根据权利要求6所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，向酸性蚀刻液和碱性蚀刻液中加入氯化镁去除砷，加入硫酸钠和碳酸钡去除铅。
8.根据权利要求7所述的以酸性、碱性蚀刻液为原料生产硫酸铜的方法，其特征在于，酸性蚀刻液在除铅砷处理后、中和反应前，加入碳酸钠或氢氧化钠溶液调节PH值在2.0～3.0之间，同时去除铁离子。
9.根据权利要求8所述的生产硫酸铜的方法，其特征在于，在酸性蚀刻液去除铁后、中和反应前，向酸性蚀刻液中加入氟化钠去除钙、镁；在碱性蚀刻液除铅砷处理后、中和反应前，向碱性蚀刻液中加入氟化钠去除钙、镁。
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