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1、第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集化学沉淀一置换法处理印刷电路板蚀刻液试验研究王书文李英华邹轶( 沈阳环境丁程重点实验室沈阳大学，沈阳11 0 0 4 4 )在印制电路板加工过程中，常采用酸性氯化铜或碱性铜氨蚀刻液，蚀刻后废液中存在大量的铜离子，当蚀刻液中铜离子达到一定浓度后就作为废液排放1 ，不仅造成了资源浪费，而且增加后续污水处理的成本及难度。本研究对印刷电路板中含铜和C O D 浓度较高的酸性蚀刻废液 的处理和资源回收进行多种方法的对比研究，确定出处理的最佳工艺，处理后的废液达到了国家排放标准。l 实验方法废酸性蚀刻液主要含有氯化铜、氯化亚铜、双氧水和盐酸，是一种蓝绿色的强酸性液体
2、。研究蚀刻废液来自深圳某印刷电路板企业，其水质指标：p H ：1 0 8 ；C O D ：2 7 4 8 2 m g L ：C u “：1 6 0 m g L 。2 结果与讨论2 1 置换法在废蚀刻液中分别加入过量的F e 和A l ，将其加热至6 0 口，反应2 5 r a i n后，测定清液的C O D 和C u 2 + 含量。用F e 和A l 作为置换金属，置换结果中C O D去除率无较大差异，C O D 去除率均为3 7 4 ，A I 比F e 的C u 2 + 去除率略高均超过9 9 。由于A l 的活性大于F e ，反应剧烈，且伴随大量气体产生，实际操作中不易掌握。而且，F e
3、屑比A l 屑的来源广泛，价格更低，所以采用铁置换铜。2 2 混合一置换法在电路板的加工过程中，会产生包括蚀刻液和沉铜液等废液。由于废酸性蚀刻液溶液显强酸性，而沉铜废液溶液显强碱性( p H = 1 2 2 ) ， 故可先采用两者混合的方法，一方面可以降低溶液的电极电位，有利于后续工艺，还可以使p H 升高，减少后处理的负荷。混合后再用F e置换C u 。实验中将蚀刻废液和沉铜废液等体积混合，混合后的p H 值 为3 2 5 。再加入适量的F e 粒，加热至6 0 ，反应2 5 m in 。结果如下：C u 2 + 去除率达9 9 5 3 ，然而对C O D 的去除率并没有改善。2 3 化学沉
4、淀法向酸性蚀刻液中投加碱液，随着p H 值的升高，铜则会以氢氧化铜的形式沉淀下来。但随着p H 值的进一步升高，溶液中的O H 。也随之增加，此时溶液中的氢氧化铜又将重新溶解，因此，控制酸碱蚀刻液混合时的4 l第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集p H 值，是该工艺运行控制中的首要关键因素。反应产生的沉淀物，经过分离后，加入浓硫酸，可制成硫酸铜，用石灰乳调节蚀刻液的p H 值，考察不同条件p H 值对C O D 。，和C u 2 + 去除率的影响。结果表明：当p H 值 为6 O 7 5 时，C O D 去除率为8 4 ，C u 2 + 的去除率为9 8 。2 4 化学沉淀一置换法1 )
5、置换金属牺牲量的影响 经过中和沉淀的蚀刻液上清液被分离出来，加入铁粒，进行F e C u置换反应。根据溶液中化学平衡理论，可粗略推算：F e 粒的用量最低为O 1g L 。为了保证试验充分性，又不影响回收金属的品质，试验中F e粒的用量为O 2 9 L 。 2 ) 置换温度的影响在经过化学沉淀的蚀刻液上清液中，一次性投加F e 粒0 2 9 L ，调 节不同的温度以考察置换温度对C u 金属回收率的影响，结果如表1 所示。 表1置换温度对C u 回收率的影响结果表明：温度越高，越有利于置换反应的进行。考虑到能耗以及操作因素，建议置换反应的操作温度为4 0 。 3 结论( 1 ) 经过对比置换法
6、、混合一置换法以及化学沉淀一置换法，可知，化学沉淀一置换法处理废蚀刻液的效果最佳。其最佳实验条件为：化学沉淀p H ：6 0 7 5 ：置换金属为F e ，一次性投加，投加量2 9 L ；置换反应温度为4 0 。( 2 ) 经过该法处理后，废蚀刻液中的C u 含量为0 9l m g L ，达到了国家污水综合排放标准( G B 8 9 7 8 - 1 9 9 6 ) 二级水平；C O D 为3 5 0 m g L ，达到了国家污水综合排放标准( G B 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 三级水平。( 1 ) 该法处理废蚀刻液具有反应速率快，运行成本低，效率高的特点，反应过程中不会产生有毒有害副产物，污染小，具有很高的经济效益及环境效益。且中和沉淀过程产生的沉淀物，经过处理，还可生产硫酸铜产品，是变废为宝的良方，有很高的推广价值。参考文献：l蒋绍旺利用印制板酸性蚀刻废液生产硫酸铜航天工艺。l9 9 5 1 ：2l 2 2 2何书，高立轩从废蚀刻液中回收铜。广西化工，1 9 9 9 2 8 ( 2 ) ：5 6 5 8 4 2
