摘(zhai)要：實驗對(dui)堿(jian)性(xing)含銅蝕(shi)刻廢液(ye)(ye)膜電(dian)(dian)解工藝處理的可行性(xing)開(kai)展(zhan)相關研究,考察了槽電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)解時(shi)間和(he)陽(yang)(yang)極(ji)液(ye)(ye)pH值(zhi)(zhi)等因素(su)對(dui)膜電(dian)(dian)解電(dian)(dian)流效(xiao)率的影響,并確定(ding)了最佳(jia)工藝條(tiao)件:槽電(dian)(dian)壓(ya)3.10 V、電(dian)(dian)解時(shi)間2 h、陽(yang)(yang)極(ji)液(ye)(ye)初始pH值(zhi)(zhi)9.20。在上述最優(you)工藝條(tiao)件下,膜電(dian)(dian)解電(dian)(dian)流效(xiao)率達91.5%。實驗結果表明(ming),該工藝操作方便、簡單(dan)可行,是處理蝕(shi)刻廢液(ye)(ye)、回收(shou)銅的有效(xiao)方法,具有一(yi)定(ding)的應用價值(zhi)(zhi)。

印(yin)刷(shua)線(xian)路板（PCB），又被稱(cheng)為(wei)印(yin)制電路板。近(jin)幾(ji)年，我國PCB及相關產(chan)(chan)業發(fa)展迅速，其(qi)產(chan)(chan)值、產(chan)(chan)量(liang)分別占世界第二位和第一位，全國已(yi)有PCB企業3500多家。印(yin)刷(shua)線(xian)路板在制造過(guo)程中，當蝕(shi)刻液的(de)蝕(shi)刻能(neng)力減弱時必須及時更換。因此(ci)蝕(shi)刻過(guo)程會(hui)產(chan)(chan)生大(da)量(liang)的(de)含銅堿性蝕(shi)刻廢(fei)液，其(qi)中含有Cu、Cl-、NH3和NH4+等有用物質。研究表明，每噸廢(fei)蝕(shi)刻液中含Cl-在250kg、Cu120kg以上(shang)、NH3- NH4+80kg左(zuo)右及其(qi)他各種(zhong)有價離子，平均(jun)每生產(chan)(chan)1m2的(de)PCB板會(hui)產(chan)(chan)生2.5L左(zuo)右的(de)廢(fei)蝕(shi)刻液。

因此，如若處置不當，容易造成嚴重的資源浪費和環境污染。有研究表明，1L未經處理的堿性蝕刻廢液可以污染100t以上的水。
印制電路板蝕刻目前所采用的(de)蝕

液主要(yao)有(you)堿(jian)性氯化(hua)銅溶(rong)液和(he)酸(suan)性氯化(hua)銅溶(rong)液，其中酸(suan)性Cu Cl2蝕刻液的(de)蝕刻速率慢，反應(ying)溫度較(jiao)高(gao)；而堿(jian)性Cu Cl2蝕刻液則(ze)具有(you)蝕刻速率較(jiao)快且溶(rong)液穩定、安全性好等優點而成為蝕刻雙面板(ban)及多(duo)面板(ban)的(de)主流目前。

堿性含銅(tong)蝕(shi)刻(ke)廢液處(chu)理(li)的主要方法(fa)(fa)包括(kuo)：酸化法(fa)(fa)、堿化法(fa)(fa)和(he)萃(cui)取法(fa)(fa)。采(cai)(cai)用(yong)酸化法(fa)(fa)時直接加硫(liu)(liu)酸，制(zhi)得(de)膽礬后再(zai)應(ying)用(yong)電解法(fa)(fa)回收金屬(shu)銅(tong)；堿化法(fa)(fa)一(yi)般將NaOH溶(rong)液與廢液反(fan)應(ying)生成(cheng)CuO沉淀(dian)(dian)，隨(sui)后將CuO沉淀(dian)(dian)與稀硫(liu)(liu)酸反(fan)應(ying)制(zhi)備硫(liu)(liu)酸銅(tong)；萃(cui)取法(fa)(fa)采(cai)(cai)用(yong)強(qiang)鰲合劑萃(cui)取蝕(shi)刻(ke)廢液中的Cu2+，再(zai)經(jing)過(guo)反(fan)萃(cui)等工(gong)序回收銅(tong)同時再(zai)生蝕(shi)刻(ke)液。然而這些(xie)傳統工(gong)藝方法(fa)(fa)均存(cun)在諸如再(zai)生工(gong)藝流程較長(chang)、投入(ru)成(cheng)本較高、副產(chan)品質量較低(di)和(he)容易(yi)產(chan)生二次(ci)污染(ran)等缺(que)點，造成(cheng)實際應(ying)用(yong)的局(ju)限性。

膜(mo)(mo)電解工藝中(zhong)(zhong)利用的離(li)子(zi)(zi)交換(huan)膜(mo)(mo)又稱為離(li)子(zi)(zi)選擇性(xing)透(tou)(tou)過膜(mo)(mo)，該膜(mo)(mo)上含有離(li)子(zi)(zi)基團因而在(zai)電場的作用下可以讓溶(rong)液中(zhong)(zhong)的離(li)子(zi)(zi)選擇性(xing)透(tou)(tou)過，即陽離(li)子(zi)(zi)交換(huan)膜(mo)(mo)只(zhi)允許(xu)(xu)溶(rong)液中(zhong)(zhong)的陽離(li)子(zi)(zi)選擇性(xing)透(tou)(tou)過，陰離(li)子(zi)(zi)交換(huan)膜(mo)(mo)只(zhi)允許(xu)(xu)溶(rong)液中(zhong)(zhong)的陰離(li)子(zi)(zi)透(tou)(tou)過。具體(ti)參(can)見更多相關技術文檔(dang)。

因此利用離(li)子交換膜的(de)(de)(de)選擇透過性同(tong)時結合電(dian)極表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)氧化還(huan)原(yuan)反(fan)應可以很好地將(jiang)含銅堿性蝕(shi)刻(ke)廢液(ye)中不(bu)同(tong)價(jia)態的(de)(de)(de)銅離(li)子進行(xing)有效分(fen)離(li)。經膜電(dian)解后陽極蝕(shi)刻(ke)液(ye)根據蝕(shi)刻(ke)工藝(yi)要求(qiu)，通過必(bi)要的(de)(de)(de)組分(fen)調整，可再次返回蝕(shi)刻(ke)工序從而做(zuo)到蝕(shi)刻(ke)液(ye)的(de)(de)(de)循(xun)環使用；另一方(fang)面(mian)，膜電(dian)解后含二價(jia)銅離(li)子的(de)(de)(de)陰極液(ye)可通過添加(jia)亞硫(liu)酸鈉(na)的(de)(de)(de)方(fang)式進行(xing)還(huan)原(yuan)處理，還(huan)原(yuan)處理后的(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)可參(can)考文獻中的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)用于制備氯化亞銅產(chan)品。這對于環境(jing)保護(hu)、資源(yuan)循(xun)環利用和蝕(shi)刻(ke)企業生產(chan)成本的(de)(de)(de)降(jiang)低都具有重要意義。

本實驗(yan)采用(yong)自制膜電(dian)解分(fen)離(li)(li)設備(bei)，對(dui)膜電(dian)解工(gong)藝處(chu)理堿(jian)性含銅(tong)蝕刻廢液的可(ke)行性開展了(le)相關的研究(jiu)工(gong)作。實驗(yan)過程(cheng)中對(dui)影響不同價態銅(tong)離(li)(li)子分(fen)離(li)(li)的工(gong)藝條件（如槽電(dian)壓、電(dian)解時間、陽極液初始PH值等(deng)）進(jin)行了(le)探究(jiu)。研究(jiu)結果將為蝕刻液的循環(huan)利用(yong)及制備(bei)氯化亞銅(tong)工(gong)藝的產(chan)業化實施提(ti)供(gong)必要(yao)的技術指導。

1材料與方法

1.1實驗原理

本(ben)研究(jiu)是在直流電(dian)場的(de)作用下，在陽離(li)子(zi)膜(mo)電(dian)解(jie)槽中電(dian)解(jie)再生堿性蝕刻液(ye)(ye)，堿性蝕刻液(ye)(ye)中包含氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)銨、氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)亞銅(tong)(tong)和氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)銅(tong)(tong)，電(dian)解(jie)裝置如圖1所示。電(dian)解(jie)槽用陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)將(jiang)陽極(ji)室和陰(yin)極(ji)室隔開；將(jiang)陰(yin)極(ji)液(ye)(ye)貯液(ye)(ye)槽借(jie)助水(shui)泵(beng)(beng))和陰(yin)極(ji)室連通；將(jiang)陽極(ji)液(ye)(ye)貯液(ye)(ye)槽借(jie)助水(shui)泵(beng)(beng)、和陽極(ji)室連通；進行(xing)電(dian)解(jie)反應時，陽極(ji)室蝕刻液(ye)(ye)中的(de)氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)亞銅(tong)(tong)在陽極(ji)表面氧化(hua)生成氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)銅(tong)(tong)，同時其中的(de)銨離(li)子(zi)穿越陽離(li)子(zi)交換(huan)膜(mo)進入陰(yin)極(ji)室；陰(yin)極(ji)室蝕刻液(ye)(ye)中的(de)二(er)價(jia)銅(tong)(tong)離(li)子(zi)優先在陰(yin)極(ji)表面還原成一(yi)價(jia)銅(tong)(tong)，同時一(yi)價(jia)銅(tong)(tong)離(li)子(zi)返回至陰(yin)極(ji)液(ye)(ye)貯液(ye)(ye)槽中。

詳情(qing)請點擊下載附件：堿性含(han)銅(tong)蝕刻廢液如何處(chu)理

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章