含銅硝酸剝掛液再生處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于含銅硝酸剝掛液處理領域，具體涉及一種含銅硝酸剝掛液再生處理方 法。
【背景技術】
[0002] 印制板是基礎電子元件產品之一，已成為電子設備必不可少的電子元器件類 產品。隨著電子信息產業發展，印制電路產業也隨之不斷發展。中國大陸PCB(Printed Circuit Board，印制電路板）產量已位居世界第一，占到世界總產量26%。據2006年的統 計數據，中國大陸印制電路板總產值約有1〇〇〇億元。我國PCB產值從2003年到2006年四 年中的年增長率達到平均為26. 27%，今后幾年仍會有年均約15%的增長率發展。
[0003] 同時PCB工業和造紙工業、紡織工業、裝飾電鍍等一樣，既是用水大戶，又是污染 環境大戶。PCB產量的增加，既意味著用水量的增加，同時又意味著對環境污染量的增加。按 照環保法規要求，PCB工廠都應有三廢治理，但現在注重的是末端治理。由于一些工廠建設 時環保投入不足或后期運行不正常，未能做到達標排放，引起嚴重環境污染。電鍍工藝也是 PCB行業中重要的生產步驟，電鍍工藝隨著電鍍工藝流程的進行，作為鍍件支撐體的掛具也 被鍍上相應的各種金屬鍍層，由于掛件要反復使用，在鍍完一批鍍件進行下一批鍍件時必 須對掛具上的鍍層進行徹底退除，否則污染鍍液。掛具一般采用不銹鋼，而PCB鍍銅線采用 的退鍍液硝酸，產生的廢水被列為危險廢物屬于HW22類，其銅離子高，酸度大，嚴重影響環 境。
[0004] 目前的做法是末瑞治理，采取分散運輸，集中后采用酸堿中和，制取硫酸銅的工藝 處理，在運輸工程中存在著跑、冒、滴、漏等污染危險，其制取硫酸銅的工藝僅將銅元素回收 利用，而對硝酸等元素只采用中和處理后排放，既造成資源浪費，又產生嚴重的二次污染。 目前國家強調節能減排、循環經濟，走可持續發展的道路，環境保護己是每個中國人的責 任，如何使硝酸剝掛廢液消除在生產過程中，從源頭上徹底根治并使其資源化循環再生使 用，實現清潔生產、循環利用，成為科技人員的研發目標。

【發明內容】

[0005] 本發明實施例的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種含銅硝酸剝掛液再 生處理方法，可以實現含銅硝酸剝掛液的循環再生使用。
[0006] 為了實現上述發明目的，本發明實施例的技術方案如下：
[0007] -種含銅硝酸剝掛液再生處理方法，包括：將含銅硝酸剝掛液減壓蒸餾處理得到 蒸餾液和濃縮液；將硫酸加入到所述濃縮液中反應得到五水硫酸銅沉淀和硝酸溶液；將所 述蒸餾液和所述硝酸溶液混合得到再生液。
[0008] 上述實施例中的含銅硝酸剝掛液再生處理方法，既能將含銅硝酸剝掛液中的銅離 子沉降出來，又不會破壞其組分，微調其濃度后，即可返回生產線繼續使用，使掛具退鍍工 序成為無污染、廢液零排放的清潔生產工序。
【附圖說明】
[0009] 下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
[0010] 圖1為本發明實施例的含銅硝酸剝掛液再生處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0012] 如圖1所示，為本發明實施例的含銅硝酸剝掛液再生處理方法的流程圖。本發明 的含銅硝酸剝掛液再生處理方法的步驟如下：
[0013] 步驟S01 :將含銅硝酸剝掛液減壓蒸餾處理得到蒸餾液和濃縮液。
[0014] 減壓蒸餾前，收集足夠的含銅硝酸剝掛液以便整個工藝的循環進行。
[0015] 減壓蒸餾又稱真空蒸發，是為達到濃縮藥物或除去揮發性溶媒的目的，在蒸發器 內形成一定的真空度，將溶液的沸點降低，在低于大氣壓力下進行蒸發操作的沸騰蒸發處 理方法。將二次蒸汽經過冷凝器后排出，這時蒸發器內的二次蒸汽即可形成負壓。操作時 設備密閉，生產效率高，操作條件好。
[0016] 減壓蒸餾過程中，由于溶液沸點降低，能防止或減少熱敏物質的分解，也可增大傳 熱溫度差，強化蒸發操作，同時，對加熱熱源的要求也降低了。目前減壓蒸餾在藥劑生產中 應用廣泛，本技術方案將減壓蒸餾應用于含銅硝酸剝掛液的處理。減壓蒸餾的設備為常規 單效或多效減壓真空設備，例如減壓蒸餾器，其材質主體與溶液接觸的材料可以為鈦，其他 與蒸餾液接觸的可以為316L不銹鋼或鈦。應當理解的是，本申請并不以此為限，也可以采 用其他材質的蒸餾設備。
[0017] 減壓蒸餾的加熱方式為熱力油、電、蒸汽等，其可以通過導熱管接觸使熱源對被加 熱溶液傳熱。應當理解的是，本申請并不以此為限，也可以采用其他加熱方式。
[0018] 減壓蒸餾的原理是根據不同真空度下液體沸騰的溫度不同來實現液體的分離。例 如，硝酸銅在30°C的條件下的溶解度為每100g水中溶解156g硝酸銅，換算成銅離子含量 可以達到408g/L。由于減壓蒸餾的目的在于將含銅硝酸剝掛液（硝酸-硝酸銅溶液）中 的水分蒸發出去，為使硝酸盡量少地被蒸出，將減壓蒸餾的工藝參數控制為：減壓蒸餾的溫 度為55~65°C，減壓蒸餾的壓力為-0. 09~0. 07MPa。減壓蒸餾過程中要控制真空度，即 減壓蒸餾的壓力，減壓蒸餾的壓力不同，減壓蒸餾的溫度會發生變化。如減壓蒸餾的壓力不 在-0. 09~0. 07MPa范圍內，蒸出來的溶液中硝酸濃度較高，如果進行后續的工序還需要降 低硝酸的濃度；此外，減壓蒸餾壓力升高，減壓蒸餾的溫度也會升高，使能耗升高，浪費能源 且不環保。
[0019] 蒸餾后分別將蒸出液和濃縮液收集，蒸餾液中硝酸濃度（ΗΝ03的物質的量與溶液 的體積比）為1. 5mol/L以下，濃縮液中銅離子的濃度為100g/L以上，濃縮液中硝酸濃度 (ΗΝ03的物質的量與溶液的體積比）為6~8mol/L。如果蒸餾液中硝酸濃度低，可以濃縮 的更多些，但具體情況要根據溶液中銅離子和硝酸濃度來確定。
[0020] 步驟S02 :將硫酸加入到濃縮液中反應得到五水硫酸銅沉淀和硝酸溶液。
[0021] 為了減少放熱，導致硝酸分解產生N0,使用H2S04質量分數為80~98wt. %的硫酸 加入濃縮液中，必要時需要冷卻硫酸和濃縮液的混合溶液，例如可以用冷卻管冷卻。混合均 勻后，將混合溶液靜置，硫酸與銅離子充分反應，得到五水硫酸銅。如果將反應后的混合溶 液冷卻，隨溫度降低，五水硫酸銅的溶解度降低，得到的五水硫酸銅沉淀會更多。然后分離 過濾，得到五水硫酸銅備用。硫酸銅在30°C的條件下的溶解度為每100g水中溶解25g硫酸 銅，換算成銅離子含量可以達到61g/L。由于溫度和溶液成分的原因，五水硫酸銅在濃縮液 和濃硫酸反應后的溶液中的溶解度比在水中的溶解度低，硫酸銅在的兩種體系中的溶解度 相差大，因而可以結晶出來。大量的銅離子從該溶液中沉淀出來，因此留在硝酸溶液中殘留 的銅離子會降低。
[0022] 生成硫酸銅的反應原理為：Cu (N03) 2+H2S04 = CuS04+2HN03，硫酸銅結晶為五水硫酸 銅。該反應可以在常溫下進行。
[0023] 步驟S03 :將蒸餾液和硝酸溶液混合得到再生液。
[0024] 由于減壓蒸餾并加入硫酸后得到的硝酸溶液的硝酸濃度都會上升，通常硝酸濃度 (ΗΝ0 3的物質的量與溶液的體積比）會達到14mol/L以上。如該硝酸溶液要回到電鍍生產 線使用，需調整硝酸濃度為6~10