專利名稱：一種溶解金屬的溶液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溶解金屬(銅、鎳、鋅、錫、鉛及其合金，以及金)溶液的配制方法， 它可應用在PCB (印刷電路板)行業(yè)的銅蝕刻制程、電鍍行業(yè)的退鍍工序和其它表面處理行 業(yè)的相關過程中，以及金、有色金屬的提取過程中。
背景技術：
在印刷線路板行業(yè)的有關制程中，以及金屬清洗、標牌制作等行業(yè)中的有關加工 過程中，廣泛使用一種溶解金屬(銅、鎳、鋅、錫、鉛及其合金，以及金)的溶液，常稱為清洗 液、爛板液、腐蝕液、蝕刻劑和蝕刻液等，如印刷線路板(簡稱PCB，下同)行業(yè)蝕刻工序使用 的蝕刻液，后者慣稱為銅蝕刻液或蝕銅液。在電鍍行業(yè)和PCB行業(yè)的加工過程中，常有不合 格鍍層出現(xiàn)，為使該鍍層下面的基材再利用，須將這樣的不合格鍍層(銅、鎳、鋅、錫、鉛及 其合金，以及金)溶解掉，然后重新鍍上有關金屬或合金，它們常稱為退鍍劑如退鎳劑、退 錫劑、退鎳粉、退金粉、退銅液等。在有色金屬的提取領域如含有色金屬或貴金屬物料(如 氧化銅礦、金礦)的金屬浸提領域，經常使用氨系提取劑或氰化物浸出劑，俗稱浸出劑、浸 提劑、浸取劑等。按以上所介紹的這些蝕刻液、退鍍劑和金屬浸提劑，目前存在著如下安全 隱患及環(huán)境污染問題如PCB行業(yè)在蝕刻工序使用的酸性銅蝕刻液有大量鹽酸酸霧和氯氣 產生，PCB行業(yè)使用的堿性銅蝕刻液在該液的配制和使用時有大量氨逸出，有色金屬氧化礦 (氧化銅礦、氧化鎳礦等)的氨浸取過程也如此；而退鎳劑及黃金選冶流程中用的提取劑含 有氰化鈉或乙二胺或氨，前者劇毒，后者使用時則有有毒有異味的氣體逸出；這些溶液使用 至報廢時產出的廢物的達標處理更不容易。開發(fā)沒有安全隱患、在其配制和使用過程中對 環(huán)境的負面影響小、有利于其循環(huán)再生和多次使用的新的金屬溶解液是當代的要求，也是 本發(fā)明的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明是對溶解金屬(銅、鎳、鋅、錫、鉛及其合金，以及金)的溶液的配方進行更 新，使其在配制、使用過程和使用后的處置時對環(huán)境的負面影響小，尤其有利于其循環(huán)和再 生使用。 本發(fā)明的一個目的是，提供一種全新的溶解金屬的溶液配方，所說的金屬指銅、 鎳、鋅、錫、鉛，以及這五種金屬中的一種或多種形成的合金；另外還包括為金.
本發(fā)明的另一個目的是，提供這種新的溶解金屬的溶液的使用方法。
按本發(fā)明的第一個方面，這種新的溶解金屬的溶液的功能是使被溶解金屬通過形 成絡合物而穩(wěn)定在溶液中。它可應用在印刷線路板行業(yè)的蝕刻等制程中，也可應用在金屬 清洗、標牌制作的有關加工過程中和電鍍時不合格鍍層的退鍍，還可應用于金礦、有色金屬 礦的金屬提取。相關的應用領域包括(PCB)印刷線路板行業(yè)、電鍍、標牌制作、金屬清洗及 其它表面處理行業(yè)，以及黃金和有色金屬的生產領域。 按本發(fā)明的第二個方面，上述新的溶解金屬的溶液在其配方和組成上具有如下特
3征 (1)上述溶解金屬的溶液使用氨基酸作為核心組份，被溶解的金屬是通過與氨基 酸形成水溶性絡合物而穩(wěn)定在溶液中. (2)上述溶解金屬的溶液除含有氨基酸外，還含有以及與之匹配的pH調節(jié)劑和和 氧化還原電位調節(jié)劑。
(3)上述溶解金屬的溶液中，氨基酸的使用濃度范圍為10克/升至300克/升。
氨基酸是一類有機物，它在分子結構上以既含有氨基(_NH2)又含有羧酸基(_C02H)為特征。
實際使用時可用一種氨基酸，也可用由兩種或兩種以上的氨基酸組成的混合物。 (4)上述溶解金屬的溶液中，與之匹配的pH調節(jié)劑的使用濃度范圍為25克/升
至250克/升。pH調節(jié)劑可以是酸，也可以是堿，還可以是酸和堿混合后的混合物如特定pH
范圍的緩沖液。使用的酸可以是無機酸，如鹽酸、氫溴酸、硫酸、磷酸、氯磺酸等；也可以是有
機羧酸，如醋酸、甲基磺酸、苯甲酸、苯磺酸、有機膦酸等；還可以是無機酸和有機酸的混合
物。使用的堿可以是無機堿，如氫氧化鈉、氨水等；也可以是有機堿，如吡啶、苯胺等；還可
以是無機堿和有機堿的混合物。 (5)上述溶解金屬的溶液中，與之匹配的氧化還原電位調節(jié)劑的使用濃度范圍為 20克/升至300克/升。氧化還原電位調節(jié)劑可以是具有可變價態(tài)的過渡金屬化合物如銅 鹽、錳鹽、鐵鹽、鈷鹽等，也可以是具有可變價態(tài)的有機物如硝基化合物、亞硝基化合物等， 氧化還原電位調節(jié)劑還可以是氧化劑或還原劑，如氧氣或溶解在溶液中的氧、亞硫酸氫鈉 等。實際使用時可用一種氧化還原電位調節(jié)劑，也可用由兩種或兩種以上的氧化還原電位 調節(jié)劑的混合物。 (6)上述金屬溶解液中，除氨基酸、與之匹配的pH調節(jié)劑和氧化還原電位調節(jié)劑 外，其它為水。實際使用時，氨基酸、pH調節(jié)劑、氧化還原電位調節(jié)劑和水的加料順序可任 意選擇，以溶解完全為準。 按本發(fā)明的第三個方面，上述新的溶解金屬的溶液的使用方法具有如下特征
該金屬溶解液的工作pH范圍、工作溫度范圍和工作壓力范圍均具有很大的靈活 性，可視不同的應用領域和待溶解金屬的類型或其共存物的類型而靈活選擇。例如用 于PCB行業(yè)蝕刻的酸性制程可選pH = 2-3但不局限于pH = 2-3，而PCB蝕刻的堿性制程 可選pH二 7-8但不局限于pH二 7-8，相應的工作溫度范圍可選25t: -55t:但不局限于 25°C-55°C ，與現(xiàn)有PCB強酸性或強堿性條件下的蝕刻工藝比，這種溫和的pH操作條件和溫 度范圍可減輕蝕刻液對PCB基材如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂的攻擊，也可減輕蝕刻液對PCB線路 抗蝕層的攻擊。對于不合格鍍層的退鍍如退鎳、退金、退銅和退銀等，以及金屬提取，該金屬 溶解液靈活的工作pH、工作溫度和工作壓力范圍也為控制金屬溶解速度(如快速溶解)、提
高金屬的提取率提供了可能。
實施例1 : 調制由150克氨基乙酸、60克氫氧化鈉、50毫升吡啶、100克鄰苯二胺、50克間硝 基苯磺酸鈉、125克氯化銅和若干克去離子水組成的混合物900毫升，用鹽酸或35%氫氧化 鈉溶液將其PH調節(jié)為7. 8-8. 2，最后用去離子水充至1升得PCB堿性蝕刻液；將該液置于 50± rC水浴中，通過一噴射裝置將該液對著銅箔厚為18 ii m的30平方厘米的PCB覆銅板 進行噴淋，5分鐘后發(fā)現(xiàn)被噴淋部位的銅全部被蝕刻掉，說明由本法組配的堿性銅蝕刻液可有效溶解PCB覆銅板上的銅。
實施例2: 調制由150克氨基乙酸、15克三硝基苯酚、200克氯化銅、50克硝酸銨、80毫升氯 磺酸和若干克去離子水組成的混合物1升，得PCB酸性蝕刻液；該液置于60士2t:的水浴 中，將銅厚為18ym的15平方厘米覆銅板放入該液中，通過一充氧裝置向其中導入空氣或 純氧氣，浸泡8分鐘后發(fā)現(xiàn)浸沒在溶液中的部分的銅全部被溶掉，說明由本法組配的酸性
銅蝕刻液可有效溶解銅。
實施例3 : 調制由120克氨基乙酸、100克間硝基苯磺酸鈉、20克氨基乙酸銅、50克硝酸銨、60 克氫氧化鈉、10克磷酸和若干克去離子水組成的的混合物900毫升，用硫酸或35%氫氧化 鈉溶液將其PH調節(jié)為9. 5-10. 5，最后用去離子水充至1升得到用于溶鎳的退鎳劑；該液置 于90±2°C的水浴中，將基材為鐵而鍍鎳層厚度為2 i！ m的10平方厘米已鍍鎳工件放入該液 中，通過一充氣裝置對該液進行空氣攪拌，浸泡60分鐘后發(fā)現(xiàn)鎳全部被溶解掉，說明由本 法組配的退鎳劑可有效地退掉鎳。
實施例4 : 調制由75克氨基乙酸、20克萘磺酸鈉、10克色氨酸、40克氫氧化鈉、50克鄰苯二 胺、50克磷酸二氫鈉和若干克去離子水組成的的混合物900毫升，用硫酸或35%氫氧化鈉 溶液將其PH調節(jié)為8. 5-9，最后用去離子水充至1升得到用于提取銅的浸出劑；該浸出劑 液體與湖南七寶山某礦區(qū)的含銅品位為5%的氧化銅礦500克混合，然后置于65士2t:的水 浴中，通過一機械攪拌裝置對該混合物進行攪拌，300分鐘后停，經固液分離、兩次洗滌后對 所得含銅液進行銅含量分析，發(fā)現(xiàn)其銅濃度達20. 3克/升，尾礦的銅品位降至0. 4%，即銅 的提取率達90%以上，說明由本法組配的銅浸出劑可有效地從氧化銅礦中提取銅。
實施例5 : 調制由30克氨基乙酸、30克半胱氨酸、10克萘磺酸、50克三硝基苯酚、25克氫氧 化鈉、5克鄰苯二胺、10克磷酸氫二銨和若干克去離子水組成的的混合物900毫升，用硫酸 或35 %氫氧化鈉溶液將其pH調節(jié)為9. 5-10，再加入10克高錳酸鉀，最后用去離子水充至 1升得到用于浸取金的浸出劑；該浸出劑液體與山東某礦區(qū)的含金品位為9. 5克/噸的氧 化礦1500克混合，然后將其置于一個3升容積的帶機械攪拌裝置的高壓反應釜中，升溫至 125± 1 °C，對該混合物進行攪拌浸出360分鐘后停，冷卻減壓后打開反應釜，物料經固液分 離和一次洗滌，所得的液體經金含量檢測發(fā)現(xiàn)其金濃度達11. 3毫克/升，尾礦的金品位降 至0.3克/噸，即金的提取率達95%以上，說明由本法組配的黃金浸出劑可有效地從金礦中 提取金。 實施例6 : 調制由100克氨基乙酸、10克三硝基苯酚、50克氯化銅、20克硝酸銨、50克氫氧 化鈉、10克羥基乙叉二膦酸(HEDP)和若干克去離子水組成的的混合物900毫升，用硝酸或 30%氫氧化鈉溶液將其pH調節(jié)為9. 1-9. 5，最后用去離子水充至1升得到用于溶解銅鋅合 金的退鍍劑；該液置于85士rC的水浴中，將基材為鐵、鍍銅鋅合金厚度為2ii m的10平方 厘米工件放入該液中，通過一噴射裝置將該液對工件進行噴淋，6分鐘后發(fā)現(xiàn)銅鋅合金全部 被溶解掉，說明由本法組配的銅鋅合金退鍍劑可有效地退掉銅鋅合金層。
權利要求
本發(fā)明涉及一種溶解金屬的溶液的配制方法，其特征在于該溶液以含氨基酸作為其核心成份，另含與之匹配的pH調節(jié)劑、氧化還原電位調節(jié)劑和水。
2. 按照權利要求1的方法，其特征在于所說的金屬包括銅、鎳、鋅、錫、鉛及其合金，以 及金。該發(fā)明可應用在PCB(印刷電路板)行業(yè)的銅蝕刻制程、電鍍行業(yè)的退鍍工序和其它 表面處理行業(yè)的相關過程中，以及金、有色金屬的提取過程中。
3. 按照權利要求l的方法，其特征在于所說的氨基酸是這樣一類有機化合物，其分子 結構上以既含有氨基(-NH》，又含有羧酸基(_C02H)為特點。氨基酸的使用濃度范圍為10 克/升至300克/升。
4. 按照權利要求1的方法，其特征在于所說的溶解金屬的溶液中，除含有氨基酸外，還含有與之匹配的pH調節(jié)劑，pH調節(jié)劑的使用濃度范圍為25克/升至250克/升。
5. 按照權利要求1的方法，其特征在于所說的溶解金屬的溶液中，除含有氨基酸外， 還含有與之匹配的氧化還原電位調節(jié)劑，氧化還原電位調節(jié)劑的使用濃度范圍為20克/升至300克/升。
全文摘要
一種溶解金屬的溶液的配制方法，該溶液以含氨基酸作為其核心成份，另含與之配用的pH調節(jié)劑、氧化還原電位調節(jié)劑和水。該溶液可溶解的金屬包括銅、鎳、鋅、錫、鉛及其合金，以及金。本發(fā)明可應用在印刷電路板行業(yè)的銅蝕刻制程、電鍍行業(yè)的退鍍工序和其它表面處理行業(yè)的相關過程中，以及金和有色金屬的提取領域。
文檔編號C23F1/32GK101748410SQ20081014390
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權日2008年12月11日
發(fā)明者張云亮, 張建國, 李德良 申請人:長沙鉑鯊環(huán)保設備有限公司