一種以酸性蝕刻廢液為原料制備醋酸銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種以酸性蝕刻廢液為原料制備高純度醋酸銅晶體的方法，屬于印制電路板廢物回收領(lǐng)域，包括以下步驟：取酸性蝕刻廢液加入到帶有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中，加熱至40~60℃，依次加入反應(yīng)活化劑、懸浮劑以及醋酸鉀，繼續(xù)加熱，將溫度升到90~95℃，升溫速率為2~5℃/h，保溫1~1.5h；至體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/4~1/8時關(guān)閉加熱器，水浴冷卻，得到粗制的醋酸銅；將得到的粗產(chǎn)品加入到結(jié)晶器中，加熱至60~80℃，升溫速率為4~5℃/h，保溫1~2h，保溫結(jié)束后自然冷卻結(jié)晶，降至室溫時陳化2~4h，減壓過濾分離，得到產(chǎn)品。本發(fā)明具有工藝簡單，銅的回收率高，可高達(dá)95%以上，產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)成本低以及清潔無污染等優(yōu)點。
【專利說明】一種以酸性蝕刻廢液為原料制備醋酸銅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及印制電路板廢物回收領(lǐng)域，具體來說涉及一種以酸性蝕刻廢液為原料 制備高純醋酸銅的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在制造高多層的電路板過程中，酸性蝕刻是一個必不可少的工序。所謂酸性蝕刻 就是按照工程設(shè)計利用具有酸性和氧化性的藥水將不需的單質(zhì)銅從電路板中蝕刻到藥水 中來，因此隨著生產(chǎn)不斷地進行，必定會產(chǎn)生大量的酸性蝕刻廢液。酸性蝕刻廢液的主要成 分是氯化銅、鹽酸、水，銅的質(zhì)量濃度可達(dá)120?150 g/L。目前對于堿性蝕刻液中銅的處理 大致可以分四大類方法： 第一種是用線路板蝕刻廢液的酸、堿兩種性質(zhì)的溶液混合在一起，通過用堿性溶液調(diào) 節(jié)pH=5. 5中和反應(yīng)生成氫氧化銅。
[0003] 第二中是用線路板蝕刻廢液中的一種酸性蝕刻廢液，經(jīng)過升溫濃縮冷卻結(jié)晶生成 二水氯化銅。
[0004] 第三種是用線路板蝕刻廢液中的一種酸性蝕刻廢液中加入氧化銅配制成氯化亞 銅。
[0005] 第四種是用線路板蝕刻廢液中的酸、堿性兩種廢液配制成pH=2左右，加入鐵置換 反應(yīng)得到銅粉，用銅粉作還原劑加入酸性線路板蝕刻廢液中，還原反應(yīng)得到氯化亞銅。
[0006] 第五種是利用焙燒法回收氧化銅法。將酸性蝕刻廢液經(jīng)過高壓從噴嘴噴出，以霧 滴狀態(tài)分散在550°C的焙燒爐中，分解成氧化銅。
[0007] 然而這些方法存在一些不足之處：第一種方法最簡單、最直接，但是氫氧化銅泥是 銅化合物的一種基材原料，經(jīng)濟價值低并且在中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的母液中含有氯化銨和 氯化鈉，回收處理還是產(chǎn)生二次污染。第二、三、四、五種方法只處理線路板蝕刻廢液中的酸 性或者堿性溶液，沒有完全達(dá)到處置的目的。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效 率高、產(chǎn)品附加值高的方法。
[0010] 一種以酸性蝕刻廢液為原料制備醋酸銅的方法，包括以下步驟： (1)取酸性蝕刻廢液加入到裝有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中；開啟攪拌裝置，加熱至 4(T60°C，調(diào)節(jié)攪拌速率為50(Γ1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入反應(yīng)活化劑和懸浮劑，活化劑的添加 量為酸性蝕刻廢液重量的0. 〇1~〇. 1%，懸浮劑添加量為酸性蝕刻廢液重量的0. 01、. 05% ; 繼續(xù)攪拌5~10min，加入占為酸性蝕刻廢液重量的廣20%的醋酸鉀，繼續(xù)加熱，將溫度升到 90~95°C，升溫速率為2~5°C /h，保溫廣2h，當(dāng)體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/Γ1/8時 停止加熱；水浴冷卻降溫至室溫，減壓過濾分離，水浴干燥產(chǎn)品，得到粗的醋酸銅產(chǎn)品。
[0011] (2)將上述得到醋酸銅加入到裝有攪拌裝置和加熱裝置的反應(yīng)器中，加入占醋酸 銅重量的5(Γ100%的高純?nèi)ルx子水，開啟加熱裝置和攪拌裝置，加熱至6(T80°C，當(dāng)體系升 溫到預(yù)定的溫度時加入優(yōu)級純的醋酸銅作為晶種，升溫速率為4~5°C /h，調(diào)節(jié)攪拌速率為 50(Γ1000轉(zhuǎn)/分鐘，保溫l~2h，自然降溫冷卻結(jié)晶，降溫至室溫時再陳化2~4h，減壓過濾分 離，水浴干燥產(chǎn)品，最終得到高純度的醋酸銅晶體。
[0012] 其中：所述的活化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯山梨糖醇酐 單棕櫚酸酯中的一種。
[0013] 其中：所述的懸浮劑為聚乙二醇600、聚乙二醇10000或者聚乙烯比咯烷酮中的一 種。
[0014] 其中：反應(yīng)體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/4~1/8時關(guān)閉加熱器，其中優(yōu)選 溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/5~1/6時關(guān)閉加熱器 由上述的實施方案可知，本發(fā)明以酸性蝕刻廢液為銅資源原料制備醋酸銅晶體，將其 加熱，加入反應(yīng)活化劑和懸浮劑，在反應(yīng)活化劑推動了酸性蝕刻廢液中銅離子和醋酸根離 子進行反應(yīng)的同時，控制反應(yīng)溫度和攪拌速率，使得反應(yīng)更好的進行。達(dá)到反應(yīng)終點后，降 溫結(jié)晶，過濾得到粗制的醋酸銅晶體。通過對粗產(chǎn)品進行重結(jié)晶得到了高純度的醋酸銅產(chǎn) 品。通過反應(yīng)體系中的懸浮劑的膠懸作用避免了雜質(zhì)離子參與醋酸銅結(jié)晶的過程，有效提 高了醋酸銅晶體的品質(zhì)，同時在重結(jié)晶過程中，控制好結(jié)晶溫度的變化，從而更加有效地除 去了雜質(zhì)離子，進一步提高了醋酸銅的品質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法通過反應(yīng)活化劑、懸 浮劑和工藝條件的改變，提高了轉(zhuǎn)化率，同時也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，解決了廢物處理的問 題，達(dá)到了資源循環(huán)再利用的目的。本發(fā)明還具有工藝簡單、回收率高、產(chǎn)品純度高、生成成 本低、耗能小以及清潔無污染等優(yōu)點，因此，具有很高的推廣價值。

【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式， 不是對本發(fā)明的限定。
[0016] 實施例1 從東莞某印制電路板制造有限公司生產(chǎn)線上取l〇Kg酸性蝕刻廢液(銅的含量約 1.2Kg)加入到裝有攪拌裝置和加熱裝置的反應(yīng)器中；開啟攪拌裝置，加熱至60°C，調(diào)節(jié)攪 拌速率為1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入十二烷基硫酸鈉〇. OlKg，加入聚乙烯比咯烷酮0. 005Kg，繼續(xù) 攪拌lOmin，加入1. 5Kg醋酸鉀，繼續(xù)加熱，將溫度升到90°C，升溫速率為5°C /h，保溫2h， 至使反應(yīng)體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/8時關(guān)閉加熱器；用自來水冷卻反應(yīng)器使體 系中的溫度降至室溫，使之進行減壓過濾分離，將產(chǎn)品進行水浴烘干后得到3. 62Kg粗制的 醋酸銅。
[0017] 將上述得到醋酸銅加入到裝有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中，加入占大概500毫升 二次去離子水，同樣開啟加熱裝置和攪拌裝置，加熱至80°C，加入10g優(yōu)級純的醋酸銅晶 體，升溫速率為5°C /h，調(diào)節(jié)攪拌速率為1000轉(zhuǎn)/分鐘，保溫2h，關(guān)閉加熱器讓其自然冷卻 至室溫時再陳化4h，減壓過濾分離，水浴干燥產(chǎn)品，最終得到約3. 22Kg的醋酸銅晶體，銅的 回收率達(dá)95. 5%。
[0018] 實施例2 從東莞某印制電路板制造有限公司生產(chǎn)線上取lOKg酸性蝕刻廢液(銅的含量約 1.2Kg)加入到裝有攪拌裝置和加熱裝置的反應(yīng)器中；開啟攪拌裝置，加熱至60°C，調(diào)節(jié)攪 拌速率為1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入十二烷基硫酸鈉〇. OlKg，加入聚乙二醇10000 0. OlKg，繼續(xù)攪 拌lOmin，加入2Kg醋酸鉀，繼續(xù)加熱，將溫度升到95°C，升溫速率為5°C /h，保溫2h，至使 反應(yīng)體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/8時關(guān)閉加熱器；用自來水冷卻反應(yīng)器使體系中 的溫度降至室溫，使之進行減壓過濾分離，將產(chǎn)品進行水浴烘干后得到3. 65Kg粗制的醋酸 銅。
[0019] 將上述得到醋酸銅加入到裝有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中，加入占大概500毫升 二次去離子水，同樣開啟加熱裝置和攪拌裝置，加熱至80°C，加入10g優(yōu)級純的醋酸銅晶 體，升溫速率為5 °C /h，調(diào)節(jié)攪拌速率為800轉(zhuǎn)/分鐘，保溫1. 5h，關(guān)閉加熱器讓其自然冷卻 至室溫時再陳化4h，減壓過濾分離，水浴干燥產(chǎn)品，最終3. 28Kg的醋酸銅晶體，銅的回收率 達(dá) 96%。
[0020] 實施例3 (不添加活化劑，作對比實驗） 從東莞某印制電路板制造有限公司生產(chǎn)線上取l〇Kg酸性蝕刻廢液(銅的含量約 1.2Kg)加入到裝有攪拌裝置和加熱裝置的反應(yīng)器中；開啟攪拌裝置，加熱至60°C，調(diào)節(jié)攪 拌速率為1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入聚乙二醇10000 〇. 01Kg，繼續(xù)攪拌10min，加入2Kg醋酸鉀， 繼續(xù)加熱，將溫度升到95°C，升溫速率為5°C /h，保溫2h，至使反應(yīng)體系中溶液的體積變?yōu)?原來體積的1/8時關(guān)閉加熱器；用自來水冷卻反應(yīng)器使體系中的溫度降至室溫，使之進行 減壓過濾分離，將產(chǎn)品進行水浴烘干后得到3. 01Kg粗制的醋酸銅。
[0021] 將上述得到醋酸銅加入到裝有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中，加入占大概500毫升 二次去離子水，同樣開啟加熱裝置和攪拌裝置，加熱至80°C，加入10g優(yōu)級純的醋酸銅晶 體，升溫速率為5 °C /h，調(diào)節(jié)攪拌速率為800轉(zhuǎn)/分鐘，保溫1. 5h，關(guān)閉加熱器讓其自然冷卻 至室溫時再陳化4h，減壓過濾分離，水浴干燥產(chǎn)品，最終2. 73Kg的醋酸銅晶體，銅的回收率 為 80%。
[0022] 實施例4 從東莞某印制電路板制造有限公司生產(chǎn)線上取l〇Kg酸性蝕刻廢液(銅的含量約 1.2Kg)加入到裝有攪拌裝置和加熱裝置的反應(yīng)器中；開啟攪拌裝置，加熱至60°C，調(diào)節(jié)攪 拌速率為1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入十二烷基硫酸鈉〇.〇2Kg，加入聚乙二醇10000、聚乙二醇 600各0. 002Kg，繼續(xù)攪拌8min，加入2Kg醋酸鉀，繼續(xù)加熱，將溫度升到95°C，升溫速率為 5°C /h，保溫2h，至使反應(yīng)體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/6時關(guān)閉加熱器；用自來水 冷卻反應(yīng)器使體系中的溫度降至室溫，使之進行減壓過濾分離，將產(chǎn)品進行水浴烘干后得 到3. 57Kg粗制的醋酸銅。。
[0023] 將上述得到醋酸銅加入到裝有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中，加入占大概500毫升 二次去離子水，同樣開啟加熱裝置和攪拌裝置，加熱至75°C，加入10g優(yōu)級純的醋酸銅晶 體，升溫速率為5 °C /h，調(diào)節(jié)攪拌速率為800轉(zhuǎn)/分鐘，保溫1. 5h，關(guān)閉加熱器讓其自然冷卻 至室溫時再陳化2h，減壓過濾分離，水浴干燥產(chǎn)品，最終得到3. 31Kg的醋酸銅晶體，銅的回 收率高達(dá)97%。
[0024] 實施例5 (不添懸浮劑，作對比實驗） 從東莞某印制電路板制造有限公司生產(chǎn)線上取l〇Kg酸性蝕刻廢液(銅的含量約
【權(quán)利要求】
1. 一種以酸性蝕刻廢液為原料制備醋酸銅的方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 取酸性蝕刻廢液加入到裝有攪拌和加熱裝置的反應(yīng)器中；開啟攪拌裝置，加熱至 4(T60°C，調(diào)節(jié)攪拌速率為50(Γ1000轉(zhuǎn)/分鐘，加入反應(yīng)活化劑和懸浮劑，活化劑的添加 量為酸性蝕刻廢液重量的0. 〇1~〇. 1%，懸浮劑添加量為酸性蝕刻廢液重量的0. 01、. 05% ; 持續(xù)攪拌5~10min，加入占為酸性蝕刻廢液重量的廣20%的醋酸鉀，繼續(xù)加熱，將溫度升到 90~95°C，升溫速率為2~5°C /h，保溫廣2h，至體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/Γ1/8時 停止加熱器；水浴冷卻至室溫，減壓過濾分離，水浴干燥產(chǎn)品，得到粗的醋酸銅產(chǎn)品； (2) 將上述得到粗產(chǎn)品加到裝有攪拌和加熱裝置的結(jié)晶器中，加入占醋酸銅重量的 50-100%的高純?nèi)ルx子水，開啟加熱裝置和攪拌裝置，加熱至60-80°C當(dāng)體系升溫到預(yù)定的 溫度時加入優(yōu)級純的醋酸銅作為晶種，升溫速率為4-5°C /h，調(diào)節(jié)攪拌速率為500-1000轉(zhuǎn) /分鐘，保溫l_2h，保溫結(jié)束后自然冷卻結(jié)晶，降至室溫時再陳化2-4h，隨后進行減壓過濾， 水浴干燥產(chǎn)品，最終得到高純度的醋酸銅晶體。
2. 權(quán)利要求1所述的一種以酸性蝕刻廢液為原料制備高純度醋酸銅的方法，其特征在 于：所述的活化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯山梨糖醇酐單棕櫚酸酯 中的一種。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種以酸性蝕刻廢液為原料制備高純度醋酸銅的方法，其特征 在于：所述的懸浮劑為聚乙二醇600、聚乙二醇10000或者聚乙烯比咯烷酮中的一種。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種以酸性蝕刻廢液為原料制備高純度醋酸銅的方法，其特征 在于：反應(yīng)體系中溶液的體積變?yōu)樵瓉眢w積的1/4~1/8時停止加熱，其中優(yōu)選溶液的體積 變?yōu)樵瓉眢w積的1/5~1/6時停止加熱。
【文檔編號】C07C51/43GK104058950SQ201410296746
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】羅小虎, 鄒洪濤, 柏任流, 文志剛, 周靜, 甄德帥 申請人:黔南民族師范學(xué)院