专利名称：电子智能标签化学蚀刻废液以废治废的处理和提取技术的制作方法
技术领域：
是对RFID和EAS电子智能标签生产过程中，铝箔天线化学蚀刻工艺产生 的废液，进行"以废治废"的处理，以及在处理过程中提取冶金和相应化工产 品的最新技术。
也是建立在"以废治废"的总体发明构思中，对电子智能标签生产过程中 产生的工艺废液进行科学地开发利用，在技术上相互关联的资源重复利用方面 的最前卫的科研成果。
背景技术：
在这项发明诞生之前，行业内对电子智能标签化学蚀刻工艺废液只能进行 简单的酸、碱中和后进行排放，造成了对自然环境的污染和资源的浪费。
本项发明是"以废治废"工程技术应用上的又一典范，是釆用铝加工行业 中电化学工艺产生的废渣一白泥，对电子智能标签生产中化学蚀刻工艺废液进 行"以废治废"综合处理和开发利用的最新技术。
发明内容
随着社会步入了信息时代，R F I D和E A S电子智能标签在产品防伪、 防盗、门票和证卡的应用和管理方面已经形成了潮流。随着在世界范围内对电 子智能标签应用数量上的剧增，生产这种产品的厂、线的建设和投产已如雨后 春笋般地喷涌而出。因此，生产过程中产排的废液与环境、资源交织后形成的 矛盾日益显露。
在"以废治废"的理念中研发出来的，利用铝行业电化学处理时产生的工
业废渣—白泥(主体成分是A1、 Si、 Ca、 Mg和絮凝剂组成的多种化合物之混成)， 对电子标签生产中化学蚀刻工艺产生的废液，进行科学治理和开发利用新技术。 这个新生事物在天时、地利和人和的和谐社会中呱呱的诞生了，已经长成为可 以回报社会的巾帼和须眉。
这项以废治废新技术分为"简明开发"技术和"精细开发"技术两大区 块。利用简明处理技术可以从化学蚀刻废液中提取氧化铜CuO，再把投入的废 渣白泥和溶液含有的氯化铝A1C13，转化成为具有相对高产值的氢氧化铝凝胶 Al(OH)3.nH20，最后从处理尾液中回收工业食盐氯化钠NaCl;采用精细开发技 术，仍以对铝工业废渣白泥的利用为契机，从化学蚀刻废液中提取金属铜Cu、 氧化亚铜Cu20、氧化铜CuO、六水氯化铝A1C13 6 H20、氢氧化铝凝胶 Al(OH)3.nH20和工艺尾液回收工业食盐氯化钠NaCl。
附图是"电子智能标签化学蚀刻废液以废治废的处理和提取技术"工艺流程图
1、 本项发明分为"简明开发利用"'和"精细开发利用"两大板块，在工艺内 容上后者包括前者。
2、 电解提铜和提取氧化亚铜在同一个工序内完成。倘若不需要提取氧化亚铜 时，因操作过程中须添加足够数量的双氧水，所以会增加工艺成本。
3、 废渣"白泥"在添加前必须先粉碎成0. 5 3rnrn的颗粒。
4、 因为氢氧化铝凝胶产品烘干温度应小于260°C 。
具体实施例方式
一、电子智能标签化学蚀刻废液"以废治废"简明处理技术 1、提取氧化铜CuO
①、利用废渣"白泥"复分解废液中的氯化铜CuCl3
将废液导入有加热和搅拌功能的耐酸反应釜中，过量的添加铝业电化学处
理废渣一白泥，搅匀并且加热到80 卯r，再在恒温中适度搅动反应40 60min。 液相中的氯化铜Cu Cl2与白泥中占比为80 84%的氢氧化铝Al(OH)3发生复分解 反应，生成孔雀蓝色絮状的氢氧化铜CU2 (OH) 2。
3CuCl2+2Al(OH)3 = 3Cu(OH)2+2AlCl3 反应完成后的控制液相的pH《3，只有在这个前提下，反应生成的氢氧化 铜Cu (OH)2才能完全地溶解于液相之中。
② 、固液分离
把反应完成后的物料进行固液分离，剔除反应后剩余的白泥和其它未能反 应或不能溶于液相的固体残余物质。
③ 、暂提氢氧化铜Cu (0H)2和氢氧化铝Al (0H)3混成物
把经过了固液分离后得到的淋清液，于常温和适度地搅动中缓缓地加入预 配浓度为10 15。/。的氢氧化钠NaOH溶液至整体溶液的pH二5.5 6时止，溶液中 的氯化铝AlCl3立即复分解为氢氧化铝Al(OH)3白色絮状物。 A1C13+ 3 NaOH = Al(OH)3 |+ 3 NaCl
在pH二5.5 6的溶液中，原来己经溶解于液相中的氢氧化铜Cu(OH)2，也 以天蓝色的絮状物析出。
、转化氧化铜Cu0和氧化铝x-AI 203混合物
经固液分离提取氢氧化铝和氢氧化铜相混合的固相后，再于300 40(TC的温 度中煅烧45 60 min,氢氧化铜Cu(OH)2转化为氧化铜CuO;氢氧化铝Al(OH)3 也同时转化为克西晶型的氧化铝x-Al203。
Cu(OH)2= CuO+H20 2Al(OH)3=x-Al203+3 H20 、提取氧化铜CuO
把已经转化为氧化铜和氧化铝的混合物料，置入有加热功能的反应釜中， 再过量地加入预配浓度为22 26%的氢氧化钠溶液。在适度地搅动中将物料加热 到80 105。C后，再恒温反应45 60min，氧化铝x-Al203己经转化为铝酸钠 NaA102而进入液相中；氧化铜CuO仍以原来面目存在于混合物料中。
x-Al 2 O 3 +2NaOH= 2 NaA102+ H20
上面的反应完成后，再经固液分离出固相物氧化铜，将固相物经过2 3道 次水洗后，在200 30(TC的温度中烘干，得产品氧化铜CuO。 2 、提取氢氧化铝凝胶AI (OH) 3. nH20
将固液分离出的溶液在常温和搅动中，缓缓地加入浓度为8~15%的盐酸HCl， 至溶液pl^4.5 5时止。在这样的条件中，液相内的铝酸钠NaA102立即水解成 洁白的氢氧化铝凝胶Al(OH)3.nH20。
NaA102+HCl+(n+l)H20=Al(OH)3.nH20 ; +NaCl
水解反应完成后固液分离，并彻底地水洗分离后取得的固相物质。再于 100 20(TC温度中烘干固相物质表面吸附的水分后，终得氢氧化铝凝胶 Al(OH)3.nH2。。 3、回收氯化钠
将提取氧化铜和提取氢氧化铝凝胶后剩余溶液合并后，以加热或自然蒸发 方式浓縮至液内的溶质过饱和状态时，再冷凝提取氯化钠NaCl结晶体。 二、电子智能标签化学蚀刻废液"以废治废"精细开发技术 1.提取金属铜Cu I .预调蚀刻废液的电化学性能
电子智能标签化学蚀刻工艺中，产排的废液的电导和分散能力均不如专门湿法冶金提铜的电解液那样优秀。所以在电解提铜前，必须向废液中添加2 3%的 工业硫酸H2S04，以改善待处理废液的电化学性能。
n.从废液中电解提铜cu a.工艺参数
阳极材料石墨
阴极材料0.15 0.2mm厚的紫铜板 对偶电极距离80 100mm
电源设备半波整流脉动直流电源(设备的功率按负荷大小决定) 槽电压4 6V
阳极电流密度3 6A/dm2 槽液工艺温度《50°C B.操作方法
把待处理的化学蚀刻废液注入电解池内至80%的池容量后，放入阴极和阳 极，接通电解电源并立即调整工艺电流符合参数要求。随着工艺历时的叠加， 在电流的热效应中电解池内液温渐渐升高，溶液的电导会随液温的升高而增 大，所以在同等槽电压中，工艺电流随着液温的增高而增高。操作人员应该根 据电解池内溶液温度升高而导致工艺电流增高的状态。及时调整槽电压，使阴 极电流密度控制在工艺参数要求的范围内。
当电解提取金属铜的工艺进展到一定程度时，随着电解池溶液中的二价铜 离子012+因不断地在阴极界面上还原成金属铜，而减少到一定程度时，溶液也 从开始处理时的深绿或墨绿色变为浅绿色，这时可以终断电解提铜的操作，取 出阴极并及时洗涤和烘干后，再经过》110(TC的熔化铸锭工艺，得到产品电解 铜锭。
2. 回收氧化亚铜Gu20
电解提铜的过程中，己经在阴极还原生成的金属铜，又被紧邻阴极界面的 水分子在阴极电场力撕离解体的电极界面的反应中(水分子电极界面电离理 论)，而生成的氢离子H"作用下氧化而成一价铜离子Cu+
2Cu+ 2H+ = 2 Cu ++H2个
一价铜离子Cu +又立即与水分子被阴极界面电场力电离时同时生成的氢氧
根离子结合，生成了氧化亚铜Cll20沉附于阴极表面，形成了树枝状的类似铜粉
颜色的氧化亚铜Cu20。
2 Cu ++20H- = Cu20+H20
当阴极界面上的氧化亚铜生成并积攒到一定数量时，这些铜粉颜色的物质 从阴极界面脱落后沉入电解池底，可由设置在池底的耐酸化纤丝网接取，得产 品氧化亚铜Cu20。
在废液电解处理过程中，如果不想回收氧化亚铜时，只要在电解过程中适 时地添加足量的双氧水于池液中，已经生成的氧化亚铜在有足量盐酸存在的溶 液中重新又被完全氧化，成为氯化铜Cu Cl2溶入池液中又成为新生的电解提铜 的原料物质。
Cu20+ H20 2+4HCl= 2 C u Cl2+ 3H20
3. 回收六水氯化铝AICl3'6 H20
经过了电解提取工艺处理后的剩余溶液中，含有大量的氯化铝，将这些剩 液澄清过滤后，导入浓缩池进行加热或自然蒸发的浓縮至过饱和状态时，析出 六水氯化铝结晶A1C13 6 H20。
4. 提取氧化铜GuO
A.利用废渣"白泥"复分解剩液中的氯化铜Cu Cl2
把工艺3后剩余溶液置入有加温功能的反应釜中，再过量地加入铝业电化
学处理工艺后产排的废渣一白泥，搅匀并且加热到80 90C后，再在这个温度中 恒温反应40 60 min，液相中的氯化铝A1C13与白泥中的氢氧化铝Al(OH)3发生 复分解反应，生成颜色为孔雀蓝絮状的物质氢氧化铜Cu(OH)2
3 C u Cl2+2 Al(OH)3 = 3 Cu(OH)2+2 A1C13 反应完成后，控制液相pH《3，只有在这个前提下，反应生成物Cu(OH)2 才能完全地溶解于溶液中。
B. 暂提氢氧化铜Cu(OH)2和氢氧化铝Al (OH)3混合物.
将经过了上面陈述的化学反应后再实施固液分离得到的淋清液，于常温和 适度地搅动中缓慢地加入预配浓度为10 15。/。的氢氧化钠NaOH溶液至混匀后溶 液的pH=5.5~6时止，溶液的氯化铝AlCl3立即复分解为氢氧化铝Al(OH)3白色 絮状物。
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3 |+3NaCl 在pl^5.5 6的溶液中，原来已经溶解于液相中的氢氧化铜Cu(OH)2也以天 蓝色的絮状物状态析出。
C. 转化氧化铜CuO和氧化铝x-Ah03混合物
经过固液分离出絮状的氢氧化铝Al(OH)3和氢氧化铜Cu(OH)2后，再将上述 两种絮状物质组成的混合物于300-400°C的温度中，煅烧45 60 min，氢氧化铜 Cu(OH)2转化为氧化铜CuO;氢氧化铝Al(OH)3也同时转化为克西晶型的氧化铝 x-Al203
Cu(OH)2= CuO+ H20 2Al(OH)3 = x-Al203+3 H20
D. 提取氧化铜CuO
把已经转化为氧化铜和氧化铝的混合物料，再置入有加热功能的反应釜中，
并且过量地加入预配浓度为22~26%的氢氧化钠溶液，在适度地搅动中将物料加 热到85~105°C，再恒温反应45~60 min。在这样的反应条件中氧化铝x-Al2Os 因为已经转化为铝酸钠NaA102而进入了液相中；氧化铜CuO仍以原来面目存 在于混合物料之中。
x-Al 2 O 3 +2 NaOH= 2 NaA102+ H20 上面的化学反应完成后，固液分离出固相物质黑色的氧化铜CuO，再将分 出的氧化铜水洗2 3道次后，在200 30(TC的温度中烘干后成产品氧化铜CuO。
5. 提取氢氧化铝凝胶Al (0H)3. nH20.
将上面固液分离后得到的液相，在常温和搅动中缓缓地加入浓度为8~15% 盐酸HC1至溶液的pH=5.5~6时止。在这样的反应条件中液相内的铝酸钠NaA102 立即水解并且析出洁白的氢氧化铝凝胶Al(OH)3.nH20。
NaA102+HCl+(n+l)H20=Al(OH)3.nH2c4 + NaCl
水解反应完成后固液分离出固相物，再经过彻底地洗涤，于100 20(TC的温 度中烘干固相物质表面吸附的水分后，终得产品氢氧化铝凝胶Al(OH)3.nH20。
6. 回收氯化钠NaCI
把提取氧化铜和提取氢氧化铝凝胶后剩余的溶液合并后，以加热或自然蒸 发形式浓縮至液内的溶质过饱和时，再冷凝提取结晶氯化钠NaCl。
权利要求
1.一种用铝在电化学处时产排的工业废渣-白泥，对电子智能标签生产中排放的化学蚀刻废液，进行处理和提取的技术。其特征在于这项以废治废的处理和提取技术，采用白泥复分解化学蚀刻废液中的氯化铜，并且分为“简明开发”和“精细开发”两大技术区块。利用简明开发技术，能从化学蚀刻废液中提取氧化铜、氢氧化铝凝胶和回收氯化钠；采用精细开发技术，能从化学蚀刻废液中提取金属铜、氧化亚铜、氧化铜、六水氯化铝、氢氧化铝凝胶和从工艺尾液中回收氯化钠。
2. 用电解的方法，从化学蚀刻废液中提取金属铜。
3. 用电解的方法，从化学蚀刻废液中提取氧化亚铜。
4. 用废渣白泥复分解化学蚀刻废液中的氯化铜，从化学蚀刻废液中提取氧化铜。
5. 用浓縮的方法，从电解提取工艺后的剩余溶液中回收六水氯化铝。
6. 用水解的方法，从已经析出了氢氧化铜后的剩余溶液中提取氢氧化铝凝胶。
7. 用浓縮的方法，从己经提取了氧化铜和氢氧化铝凝胶后的剩余溶液中回收氯化钠。
全文摘要
本发明电子智能标签化学蚀刻废液以废治废的处理和提取技术，利用铝电化学工艺过程中产生的工业废渣“白泥”作为处理电子智能标签化学蚀刻废液的主题投料。通过发明人设计的工艺流程，使废液得到彻底地处理，并在废液处理过程中生产湿法冶金产品和相应化工产品的最新技术。本发明包含“简明处理”和“精细开发”两大技术板块。通过简明处理技术可以从电子智能标签化学蚀刻废液中提取氧化铜、氢氧化铝凝胶和回收氯化钠；采用精细开发技术能从电子智能标签化学蚀刻废液中提取电解铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铝凝胶和从工艺尾液中回收氯化钠。
文档编号C01G3/04GK101205079SQ20071015197
公开日2008年6月25日 申请日期2007年9月25日 优先权日2007年9月25日
发明者李文志 申请人:李文志;才秀英