利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法及其装置，该方法包括以下步骤：(1)在反应釜内加入一定量的水，加热至65?75℃，在搅拌条件下，同时加入将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液；(2)保持反应釜内的温度在45?55℃，搅拌均匀，对PH值进行检测、调节，使pH值保持在5～6之间，反应温度为48?51℃，反应2?3h；(3)待反应充分后，将反应混合液经压滤、干燥后，即得固体物质氧氯化铜。本发明实现了蚀刻废液有效成分的全部资源化利用，节约资源，保护环境；同时提高了铜的回收率氧氯化铜的纯度，具有良好的市场前景。
【专利说明】
利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法及装置
技术领域
[0001]本发明属于电子工业电镀废水处理技术领域，尤其涉及一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法及装置。
【背景技术】
[0002]电子工业上使用电镀的情况非常多，其中硫酸铜电镀在PCB电镀中占着极为重要的地位，所以在使用中会产生相当多的硫酸铜废液，废液如果直接排放会严重污染环境，而且浪费资源。
[0003]目前，有多种方式回收蚀刻废液中的铜，有代表性的技术包括:1.化学法。在废液中加入NaOH，与铜离子结合生成氢氧化铜沉淀，再制成CuO或CuS04结晶等，这种方法可以回收Cu，但消耗化学品较高，能耗大，而且产生难处理的废水，废水中Cu离子浓度超标，废液中的大量氨也难以降解，需要花大量的成本进行在处理;2.直接电解法。3.萃取后电解的铜。
[0004]此外，专利CN1903732A公开了一种用线路板蚀刻废液生产氧氯化铜的方法，其通过在酸性蚀刻液和碱性蚀刻液中分别加入凝聚还原剂，过滤分别得到两种蚀刻液的澄清液，然后将两种澄清液进行中和反应，反应温度为75-85°C，控制pH值为4.5-5.5，制得氧氯化铜晶体。但该方法在进行中和反应前需对蚀刻液进行凝聚澄清、去除杂质，对反应液要求高，且操作复杂，同时反应液中的氧氯化铜收率低，纯度也相对较低，需进行再次提纯，不能直接作为原料使用。
[0005]本发明针对现有技术的不足，提供一种从酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液中回收铜，生产氧氯化铜的方法，以实现蚀刻废液有效成分的全部资源化利用，节约资源，实现处置危险废物的资源化、无害化目标，保护环境。
【发明内容】
[0006]本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法及装置，本发明对现有技术进行优化创新，进一步提高了蚀刻废液的处理效率，实现处置危险废物的资源化、无害化目标；以及提高了氧氯化铜的回收率和纯度，不需进行再次提纯，可直接作为原料使用，从而降低蚀刻液的处理成本，提企业高经济效益。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]本发明的第一个方面是提供一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，包括以下步骤:
[0009](I)在反应釜内加入一定量的水，加热至65_75°C，在搅拌条件下，同时将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液加入反应釜内；
[0010](2)保持反应釜内的温度在45-55°C，搅拌均匀，不断控制酸性蚀刻液和碱性蚀刻液的加入量，对PH值进行检测、调节，使反应混合溶液的pH值持续保持在5?6之间，反应温度为48-51°C，反应2-3h，反应式为:
[0011]CuCl2+Cu(NH3)2Cl+3H20—CuCl2.3Cu(0H)2+3NH4C1 ；
[0012](3)待反应充分后，将反应混合液经压滤、干燥后，即得固体物质氧氯化铜。
[0013]进一步地，所述步骤(I)中水的用量与酸性蚀刻液的质量比为1:3-5。
[0014]进一步地，所述步骤(I)酸性蚀刻液中CuCl2的浓度范围为8-12%。
[0015]进一步地，所述步骤(I)碱性蚀刻液中Cu(NH3)2C1的浓度范围为8-12%。
[0016]进一步地，所述步骤(2)中PH值调节方法为:首先检测反应混合溶液的pH值，当测得的PH值小于5时，向所述反应混合溶液中加入碱性蚀刻液直至所述反应混合溶液的pH值为5?6;当测得的pH值大于6时，向所述反应混合溶液中加入酸性蚀刻液直至所述反应混合溶液的PH值为5?6，不需要额外的酸碱调节剂。
[0017]进一步地，所述步骤(2)中反应温度500C，反应2.5h。
[0018]进一步地，所述步骤(3)中压滤为采用板框压滤机进行压滤。
[0019]进一步地，将步骤(3)中经压滤后的滤液进行蒸馏浓缩，体积浓缩比为1:0.5-0.7，冷却结晶后，得氯化铵晶体。
[0020]进一步地，所述步骤(3)中干燥采用空压机进行干燥，干燥温度为65_70°C。
[0021 ]本发明的第二个方面是提供一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的装置，包括酸性蚀刻液储存装置、碱性蚀刻液储存装置和反应釜，所述反应釜由蒸气室进行加热，所述反应釜底部出口与板框压滤机连接，所述板框压滤机与用于干燥固体物质的真空干燥机连接。
[0022]进一步地，所述反应釜上设置有用于实时检测反应温度和pH的温度传感器和pH值传感器。
[0023]本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0024]本发明提供一种从酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液中回收铜，生产氧氯化铜的方法，实现了蚀刻废液有效成分的全部资源化利用，节约资源，实现处置危险废物的资源化、无害化目标，保护环境;铜的回收率可以达到99 %以上，氧氯化铜的含量可以达到99.5 %以上，不需进行再次提纯，可直接作为原料使用；降低蚀刻液的处理成本，提企业高经济效益，具有良好的市场前景。
【附图说明】
[0025]图1为本发明利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的装置的结构示意图；
[0026]其中，1-酸性蚀刻液储存装置，2-碱性蚀刻液储存装置，3-反应釜，4-蒸气室，5-板框压滤机，6-真空干燥机，7-pH值传感器，8-温度传感器。
【具体实施方式】
[0027]下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
[0028]如图1所示，采用本发明的制备装置，通过在反应釜3内加入一定量的水，通过蒸气室4将水加热至65_75°C，在搅拌条件下，同时分别将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液从酸性蚀刻液储存装置1、碱性蚀刻液储存装置2加入反应釜3内；保持反应釜3内的温度在45-55 V，搅拌均匀，不断控制酸性蚀刻液和碱性蚀刻液的加入量，通过pH值传感器7和温度传感器8对PH值进行实时检测、调节，使反应混合溶液的pH值持续保持在5?6之间，反应温度为48-51°C，反应2-3h，反应式为:
[0029]CuCl2+Cu(NH3)2Cl+3H20—CuCl2.3Cu(0H)2+3NH4C1 ；
[0030]待反应充分后，将反应混合液依次经板框压滤机5压滤、真空干燥机6干燥后，即得固体物质氧氯化铜。
[0031]优选地，所述步骤(I)中水的用量与酸性蚀刻液的质量比为1:3-5;所述步骤(I)酸性蚀刻液中CuCl2的浓度范围为8-12 % ;所述步骤(I)碱性蚀刻液中Cu (NH3) 2C1的浓度范围为8-12% ο
[0032]所述步骤⑵中PH值调节方法为:首先检测反应混合溶液的pH值，当测得的pH值小于5时，向所述反应混合溶液中加入碱性蚀刻液直至所述反应混合溶液的pH值为5?6;当测得的PH值大于6时，向所述反应混合溶液中加入酸性蚀刻液直至所述反应混合溶液的pH值为5?6，不需要额外的酸碱调节剂;所述步骤(2)中反应温度50°C，反应2.5h。
[0033]优选地，所述步骤(3)中压滤为采用板框压滤机进行压滤。将步骤(3)中经压滤后的滤液进行蒸馏浓缩，体积浓缩比为1:0.5-0.7，冷却结晶后，得氯化铵晶体。所述步骤(3)中干燥采用空压机进行干燥，干燥温度为65-70 V。
[0034]实施例1
[0035]在反应釜内加入1000L的水，加热至70°C，在搅拌条件下，同时将3300L的酸性蚀刻液和3500L的碱性蚀刻液加入反应釜内；保持反应釜内的温度在500C，搅拌均匀，继续滴加酸性蚀刻液，对PH值进行检测、调节，使反应混合溶液的pH值持续保持在5?6之间，反应温度为50 V，反应2h;待反应充分后，将反应混合液经压滤、干燥后，制得固体物质氧氯化铜，含量为99.2%。
[0036]实施例2
[0037]在反应釜内加入1500L的水，加热至75°C，在搅拌条件下，同时将5000L的酸性蚀刻液和4800L碱性蚀刻液加入反应釜内；保持反应釜内的温度在50 0C，搅拌均匀，不继续滴加碱性蚀刻液，对PH值进行检测、调节，使反应混合溶液的pH值持续保持在5?6之间，反应温度为50°C，反应2.5h;待反应充分后，将反应混合液经压滤、干燥后，即得固体物质氧氯化铜，含量为99.5%。
[0038]实施例3
[0039]在反应釜内加入2000L的水，加热至70°C，在搅拌条件下，同时将8200L的酸性蚀刻液和8200L碱性蚀刻液加入反应釜内；保持反应釜内的温度在510C，搅拌均匀，不断控制酸性蚀刻液和碱性蚀刻液的加入量，对PH值进行检测、调节，使反应混合溶液的pH值持续保持在5?6之间，反应温度为48°C，反应2h;待反应充分后，将反应混合液经压滤、干燥后，即得固体物质氧氯化铜99.7%。
[0040]本发明的关键技术是在反应釜内的反应温度的控制和PH值得控制，最后生产出来的氧氯化铜含量可以达到98%以上，价格每吨在30000元以上，可以实现可观的经济效益；铜的回收率可以达到99%以上，实现了蚀刻废液有效成分的全部资源化利用，节约资源，实现处置危险废物的资源化、无害化目标，保护环境。
[0041]以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在反应釜内加入一定量的水，加热至65-75°C，在搅拌条件下，同时将酸性蚀刻液和碱性蚀刻液加入反应釜内； (2)保持反应釜内的温度在45-55°C，搅拌均匀，不断控制酸性蚀刻液和碱性蚀刻液的加入量，对PH值进行检测、调节，使反应混合溶液的pH值持续保持在5?6之间，反应温度为48-51°C，反应 2-3h; (3)待反应充分后，将反应混合液经压滤、干燥后，即得固体物质氧氯化铜。2.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤(I)中水的用量与酸性蚀刻液的质量比为I: 3-5ο3.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤(I)酸性蚀刻液中CuCl2的浓度范围为8-12 % ;碱性蚀刻液中Cu (NH3) 2C1的浓度范围为8-12%。4.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤⑵中PH值调节方法为:首先检测反应混合溶液的pH值，当测得的pH值小于5时，向所述反应混合溶液中加入碱性蚀刻液直至所述反应混合溶液的PH值为5?6;当测得的PH值大于6时，向所述反应混合溶液中加入酸性蚀刻液直至所述反应混合溶液的pH值为5?6ο5.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应温度50 0C，反应2.5h。6.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤(3)中压滤采用板框压滤机进行压滤。7.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤(3)中还包括将经压滤后的滤液进行蒸馏浓缩，体积浓缩比为1:0.5-0.7，冷却结晶后，得氯化铵晶体。8.根据权利要求1所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的方法，其特征在于，所述步骤(3)中干燥采用空压机进行干燥，干燥温度为65-70 °C。9.一种利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的装置，其特征在于，包括酸性蚀刻液储存装置、碱性蚀刻液储存装置和反应釜，所述反应釜由蒸气室进行加热，所述反应釜底部出口与板框压滤机连接，所述板框压滤机与用于干燥固体物质的真空干燥机连接。10.根据权利要求9所述的利用酸性蚀刻液和碱性蚀刻液制备氧氯化铜的装置，其特征在于，所述反应釜上设置有用于实时检测反应温度和PH的温度传感器和pH值传感器。
【文档编号】C01G3/06GK105836788SQ201610364240
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】徐全林, 柏晓雪, 周伯明, 吴伟军
【申请人】上海绿澄环保科技有限公司