一种利用可再生能源回收金属铜的回收方法与流程

本技术涉及金属回收的，尤其是涉及一种利用可再生能源回收金属铜的回收方法。

背景技术：

1、随着电子产品越来越先进的大环境下，对电子产品起封装作用的电路板需求越来越大。在电路板生产过程中会大量使用酸性、碱性蚀刻液腐蚀生成各种规格的电路，腐蚀后的失效蚀刻液是含铜重金属废液，铜离子约为150g/l，甚至更高，属危险废物，国家鼓励资源化回收利用，以减少危废排放。

2、相关从蚀刻液中回收金属铜的方法有金属置换法、溶剂萃取电积法、电解回收法等。但金属置换法虽然具有原料易得，操作简单等优点，但也存在不足的地方，主要体现在金属粉用量大，成本高以及得到的铜产品只能是海绵铜，附加值不高；溶剂萃取电积法，对于大多数成分复杂的溶液一般选择萃取的方式将所要得到的金属离子通过萃取剂萃取得到。但是由于酸性蚀刻废液的酸度太高，游离酸浓度在150-250g/l，所以在萃取前要先用碱中和部分酸，然后在采用lix系列萃取剂萃取，然后再用稀酸反萃，电解时还需要碱性物质调整酸度，所以萃取电积法，消耗的试剂多，经济型差。

3、由于电解回收法得到的铜产品的纯度较高，使现有的企业更多的采用委外集中处理或企业内部采用电解回收法，但由于委外处理的企业以收铜为目的，容易造成环保次生污染，而工厂自行电解回收又会促使企能耗评定较高，因此使电解回收法得到了限制。

技术实现思路

1、为了降低电解回收金属铜对环境产生的污染，本技术提供一种利用可再生能源回收金属铜的回收方法。

2、第一方面，本技术提供一种利用可再生能源回收金属铜的回收方法，采用如下技术方案：

3、一种利用可再生能源回收金属铜的回收方法，所述回收方法基于电解槽进行，所述电解槽由阳极、阳极室、阴极、阴极室构成，其中，阳极室和阴极室之间通过阴极膜进行分割；所述阳极室流入阳极进料液、流出阳极出料液；所述阴极室流入阴极进料液、流出阴极出料液；所述回收方法如下：

4、蚀刻废液作为阳极进料液进入阳极室，阳极出料液再回流到阴极室作为阴极室进料液，阴极出料液作为蚀刻液原料进行回收利用；其中，电解回收金属铜的电能能耗由3-6倍于电解回收金属铜设备装机容量的光伏太阳能发电板及相应的储能电池组提供。

5、通过采用上述技术方案，大量的印刷电路板蚀刻废液需要通过电解法进行回收，也能够回收蚀刻废液中的大量金属，并且其电解液可以进行回收利用；为响应国家鼓励的资源化利用的号召，以减少危废排放，相关的回收利用主要采用委外集中处理或企业内部采用电解回收法，但由于委外处理的企业收铜为目的，容易造成环保次生污染，而工厂自行电解回收又会促使企能耗评定较高，本技术通过利用太阳能这种可再生的清洁能源，并且通过实际实验进行电能的储备量的探索，以使电解回收金属铜的过程稳定进行，通过利用太阳能既能回收铜又能降低企业能耗指标，还能减少碳排放，支持碳达峰、碳中和，是一种环保再生资源技术，对环境保护具有非常重要的意义；另外本技术通过设置阴极膜，可以使阳极室中的铜离子也能够通过阴极膜迁移到阴极室，从而使回收金属铜更加高效；并且本技术的电解液可以作为蚀刻液的原料进行回收，只需要按照生产技术的要求调配好其溶质及溶质的浓度即可，尤其是对铜离子的补充。

6、作为优选：所述阴极得到的铜出电解槽后放入75-85℃的水中进行清洗。

7、通过采用上述技术方案，通过在75-85℃的水清洗金属铜，可以使金属铜中的杂质快速溶解脱离，从而使金属铜的纯度大大提高，其金属铜的纯度可达到99.6％，达到高品质金属铜的标准。

8、作为优选：所述电解槽的电流控制在每平方米175-185a，电解槽电压控制在每平方1.8-2v。

9、通过采用上述技术方案，电解槽的电流密度和电压控制在此范围，可以使电解过程稳定进行，并且有利于铜的析出速度稳定，使得到的金属铜的质量较好，不易使金属铜的结构过于疏松。

10、作为优选：所述电解槽的温度控制在50℃以下。

11、通过采用上述技术方案，电解槽的温度较高，有利于离子的迁移，使回收铜的效率较高，但过高的温度不利于电解过程的稳定。

12、作为优选：所述阳极为碳板阳极，所述阴极为金属板或碳板阴极。

13、通过采用上述技术方案，碳材料和金属材料的导电性较好，使用其作为电极材料，可以保证阳极和阴极的电流效率，以免造成电能的较大损失。

14、作为优选：将所述阴极出料液分均分为两股，将其中一股与蚀刻废液按体积进行1:1混合后作为阳极进料液进入阳极室，然后将阳极出料液均分为两股，其中一股作为蚀刻回收液；阴极出料液剩下的一股与阳极出料液剩下的一股按体积进行1:1混合后作为阴极进料液。

15、通过采用上述技术方案，通过将阴极出料液进行分股，然后与蚀刻废液进行混合，可以将蚀刻废液进行稀释，然后再蚀刻废液进行阳极反应后，阳极进料液中的一价铜被氧化为二价铜，然后阳极出料液分为两股，一股作为回收的蚀刻液，可以直接应用于蚀刻印刷电路板；另一股与阴极出料液的分股混合作为阴极进料液，进行金属铜的回收。通过此设置，可以在回收金属铜的同时，也能够进行回收蚀刻液，可以避免蚀刻液回收后，再进行铜离子的补充；并且从阳极出料液中回收蚀刻液，可以使蚀刻液中的二价铜离子的比例较多，更便于进行对印刷电路板的蚀刻。

16、作为优选：所述蚀刻废液来源于蚀刻液槽或蚀刻印刷电路板后的蚀刻废液。

17、通过采用上述技术方案，本技术对此蚀刻废液均适用。

18、作为优选：所述利用光伏太阳能回收金属铜的回收方法可应用于酸性蚀刻废液或碱性蚀刻废液、微蚀废液回收铜，也可应用于电解生产铜。

19、通过采用上述技术方案，利用光伏太阳能作为能耗的回收方法，对酸性蚀刻废液或碱性蚀刻废液、微蚀废液回收铜和电解生产铜等均可适用，只需按其生产技术调节参数即可。

20、作为优选：所述蚀刻废液的原料为酸性蚀刻液时，所述阳极产生的氯气通过生铁架空水洗得到氯化铁。

21、通过采用上述技术方案，产生的氯气通过生铁架空水洗，得到的氯化铁可作为污水处理的原料，不会造成产物的二次污染。

22、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

23、1、大量的印刷电路板蚀刻废液需要通过电解法进行回收，也能够回收蚀刻废液中的大量金属，并且其电解液可以进行回收利用；为响应国家鼓励的资源化利用的号召，以减少危废排放，相关的回收利用主要采用委外集中处理或企业内部采用电解回收法，但由于委外处理的企业收铜为目的，容易造成环保次生污染，而工厂自行电解回收又会促使企能耗评定较高，本技术通过利用太阳能这种可再生的清洁能源，并且通过实际实验进行电能的储备量的探索，以使电解回收金属铜的过程稳定进行，通过利用太阳能既能回收铜又能降低企业能耗指标，还能减少碳排放，支持碳达峰、碳中和，是一种环保再生资源技术，对环境保护具有非常重要的意义。

24、2、通过将阴极出料液进行分股，然后与蚀刻废液进行混合，可以将蚀刻废液进行稀释，然后再蚀刻废液进行阳极反应后，阳极进料液中的一价铜被氧化为二价铜，然后阳极出料液分为两股，一股作为回收的蚀刻液，可以直接应用于蚀刻印刷电路板；另一股与阴极出料液的分股混合作为阴极进料液，进行金属铜的回收。通过此设置，可以在回收金属铜的同时，也能够进行回收蚀刻液，可以避免蚀刻液回收后，再进行铜离子的补充。

25、3、本技术利用可再生能源回收金属铜的回收方法均能够较高效的回收金属铜，并且其金属铜纯度可以达到99.96％的纯度，为高品质金属铜，其电解液总铜浓度均在0.11mol/l以下；当将阴极出料液进行分股，对蚀刻废液进行稀释时，其回收铜的效率降低，其电解液总铜浓度达到0.28mol/l，可以作为蚀刻液直接应用到印刷电路板的蚀刻。