一种以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统的制作方法

本实用新型涉及制备氧化铜的系统，特别涉及以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，属于金属氧化物制备领域。

背景技术：

氧化铜是金属铜的氧化物，广泛应用在催化、电子、陶瓷、玻璃等领域。在生产印刷电路板的过程中，需要将光印后的覆铜板表面多余的铜蚀刻，这个过程会产生大量的含铜蚀刻废液，废液含铜量高，如果处理不当会对环境造成极大的影响，同时浪费资源。目前有采用铁置换生产海绵铜或者采用沉淀剂回收氧化铜。然而现有工艺回收的产品都是间歇法回收，处理量较小，流程复杂，工业上设备投资和操作成本均较高，连续法生产具有设备体积小，生产量大，人工成本小的特点。

此外，现有技术还公开了以下技术方案：

中国专利申请cn104058445a公开了一种高纯电镀级氧化铜的制备方法，所制备的氧化铜纯度达到99.0wt％以上，该法得到的氧化铜经过溶解后再次沉淀，流程较长，原料和能耗都很大，经济效益较低。

中国专利申请cn105565361a公开了一种利用酸性蚀刻废液制备活性氧化铜粉的方法，制备的活性氧化铜粉具有较高的纯度和较低的杂质含量，该法流程较复杂，难以实现连续化，同时存在能耗高的问题。

中国专利申请cn107416887a公开了一种氧化铜的制备方法，具有制备工艺简单、环保的特点，制得的氧化铜的氯含量低，该法采用间歇操作，所需洗涤操作耗时长，操作成本高。

技术实现要素：

针对上述方法中存在的流程较长，能耗大等问题，本实用新型提出了一种以含铜蚀刻废液为原料，流程简单，能耗低且能连续生产氧化铜的系统。

本实用新型所采用的技术方案：

一种以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，包括废液储蓄池和氧化剂储蓄罐，所述的废液储蓄池、氧化剂储蓄罐分别通过管道与第一管式反应器连通，所述的第一管式反应器还通过管道与第一强碱储蓄罐连通，所述的第一管式反应器通过管道与第一离心机连通，所述第一离心机的第一固体出料口通过管道与第一固体收集罐连通，所述第一离心机的第一液体出料口与第二强碱储蓄罐通过管道连通，所述的第一固体收集罐还与第一强碱储蓄罐通过管道连通，第二强碱储蓄罐与第二管式反应器通过管道连通，所述第二管式反应器与第二离心机通过管道相通，第二离心机的第二固体出料口与第二固体收集罐连通，离心机的第二液体出料口与第一强碱储蓄罐和第二强碱储蓄罐分别通过管路连通。

进一步的，上述的以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，所述的第二固体收集罐设有进水口和排液口。

进一步的，上述的以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，所述第一离心机为第一连续卸料转筒式离心机，第二连离心机为第二连续卸料转筒式离心机。

进一步的，上述的以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，所述废液储蓄池出口设有第一滤网。

进一步的，上述的以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，所述氧化剂储蓄罐出口设有第二滤网。

进一步的，上述的以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，所述第一管式反应器、第二管式反应器的反应管长度均为5m-10m，其反应管直径均为6～25mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用管式反应器和连续卸料转筒式离心机，重复利用生成过程中产生的母液，实现了生产过程的连续化，提高了生产效率，节约操作成本；

(2)本实用新型提供的系统实现内部物料循环利用，产生的废水为接近中性的含盐溶液，经简单处理即可直接排放，为绿色环保的工艺；

(3)本实用新型的工艺流程简单，易于实现工业化生产。

附图说明

图1是本实用新型提供的提供的系统结构图。

图2是本实用新型提供的系统制得的氧化铜典型xrd图。

图3是本实用新型提供的系统制得的氧化铜典型粒径分布图。

图4是本实用新型提供的系统制得的氧化铜xps图。

图中符号代表元件及其类似元件：

废液储蓄池1，第一滤网11，第一强碱储蓄罐2，第二滤网21，第一管式反应器3，第一离心机4，第一固体出料口41，第一液体出料口42，第一固体收集罐5，第二强碱储蓄罐6，第二管式反应器7，第二离心机8，第二液体出料口82，第二固体出料口81，第二固体收集罐9，进水口91，排液口92，氧化剂储蓄罐10。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用于来限制本实用新型的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员熟悉的常规方法，所用原料均为市售商品。

本实用新型提供的一种以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统，参阅图1，包括废液储蓄池1和氧化剂储蓄罐10，为了防止废液和氧化剂中的固体进入第一管式反应器3。

所述废液储蓄池1出口设有第一滤网11，所述氧化剂储蓄罐10出口设有第二滤网21。所述的废液储蓄池1、氧化剂储蓄罐10分别通过管道与第一管式反应器3连通，所述的第一管式反应器3还通过管道与第一强碱储蓄罐2连通，所述的第一管式反应器3通过管道与第一连续卸料转筒式离心转筒式离心机机4连通，所述第一连续卸料转筒式离心机4的第一固体出料口41通过管道与第一固体收集罐5连通，所述第一连续卸料转筒式离心机4的第一液体出料口42与第一强碱储蓄罐2通过管道连通，所述的第一固体收集罐5还与第二管式反应器7通过管道连通，第二强碱储蓄罐6与第二管式反应器7通过管道连通，所述第二管式反应器7与第二连续卸料转筒式离心机8通过管道相通，第二连续卸料转筒式离心机8的固体出料口81与第二固体收集罐8连通，第二连续卸料转筒式离心机8的液体出料口82与第一强碱储蓄罐2和第二强碱储蓄罐6分别通过管路连通。

并且，在上述的各个连接管道上均设有阀门，便于物料开启和关闭。

为了便于清洗氧化铜的清洗，在所述的第二固体收集罐9设有进水口91和排液口92。

为了提高反应效率，所述第一管式反应器3、第二管式反应器7的反应管长度均为5m-10m，其反应管直径均为6～25mm。

采用上述以电路板蚀刻废液为原料连续生产电镀级氧化铜的系统生存氧化铜的方法，依次包括下述步骤：

(1)预处理

将废液储蓄池1来自电路板行业蚀刻铜板得到的含盐酸、氯化铜、氯化亚铜的废液，经第一滤网11过滤的蚀刻废液和氧化剂储蓄罐10内的质量浓度5％的过氧化氢溶液按照体积比10：1通入5米长，管径10mm的第一管式反应器3，反应60min，将亚铜离子氧化成铜离子；

(2)沉淀

将第一强碱储蓄罐2配置好的质量浓度4％的强碱溶液1通入步骤(1)中第一管式反应器内3常温反应60min，控制反应后的悬浊液ph在7～13之间；

所述的第一强碱储蓄罐2强碱溶液1与步骤(1)中处理过后的蚀刻废液的体积比1:6；

所述的强碱溶液1首次使用采用质量比1：24的氢氧化钠与纯水配置。

(3)连续化分离

将步骤(2)中得到的悬浊液通入第一连续卸料转筒式离心机4，分离固液两相，收集固体粗氧化铜至第一固体收集罐5，液体进入第一强碱储蓄罐6；

(4)水热

将步骤(3)第一固体收集罐5收集的固体粗氧化铜与浓度16％强碱溶液2混合通入管径10mm，管长20米的第二管式反应器7中，在100℃反应2min，得到含产物氧化铜的悬浊液；

所述的第二强碱储蓄罐的强碱溶液2首次使用，采用质量比1：5.25的氢氧化钠与纯水配置。

(5)离心洗涤

将步骤(4)中的悬浊液通过第二连续卸料转筒式离心机8离心，并用水洗涤3次，洗涤时间为30min，洗涤液固比3：1，固相经干燥得到电镀级氧化铜；

(6)循环过程

将步骤(5)得到分离母液用以及水洗母液与碱溶液或/和水配置碱液1或/和碱液2，将步骤(5)配置好的碱液1或/和碱液2直接通入至步骤(2)所对应的过程中，并且同时给步骤(2)中通入步骤(1)预处理后的产物，重复步骤(3)、(4)和(5)。

所述的碱液1主要采用步骤5)中所述的离心母液配置，根据检测离心母液浓度加入计算量的洗涤水母液、所述的碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或者水，采用质量比1：2的离心母液与洗涤水母液配置。

所述的碱液2主要由洗涤水母液配置，根据检测离心母液浓度加入计算量的固体碱、所述的碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或者水，采用质量比1：5.25的氢氧化钠与洗涤水母液配置。

产品溶解时间为24s，纯度≥99.0％，氯含量为9.66ppm。

从以上实施例结果可得出结论：采用本实用新型所述的工艺制备得到的氧化铜纯度在99.0％以上，平均粒度在0.1～0.5μm之间，且氯含量较低。

并且进一步通过图1xrd图，图2粒径分布图，图3sem图，图4xps图进行佐证证明本申请提供的氧化铜的成分、粒径以等，从而证明本申请提供的技术方案的可靠性。

以上详细描述了本实用新型的优选实施工艺条件与方法，但是本实用新型并不限于上述实施工艺条件与方法中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术工艺条件进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

此外，本实用新型的各种不同的实施方法之间也可以进行任意的组合，只要不违背本实用新型的思想，同样应当视为本实用新型公开的内容，并予以保护。