印制线路板蚀刻废液资源化处理零排放技术

罗文浩

(广东省梅州市环境保护局 广州产业转移工业园环境保护办公室， 广东 梅州 514021)



印制线路板蚀刻废液资源化处理零排放技术

罗文浩

(广东省梅州市环境保护局 广州产业转移工业园环境保护办公室， 广东 梅州 514021)

指出了蚀刻废液资源化处理零排放技术的应用，在回收利用蚀刻废液、降低环境污染等方面取得了良好的效益。分析了该技术的工艺流程和优势，并对该项技术的经济环境可行性进行了探讨。

蚀刻废液；零排放；印制线路板

1　引言

蚀刻废液资源化处理零排放技术是由广州市南溪化工厂于2008年研发成功的，该技术采用沉淀-生石灰碱化-焙烧-重力分选的方法,利用固相法生成CuO,并通过固相物质的密度差异对CuCl2进行纯化，有效避免了传统固液沉淀分离需要大量清水漂洗的问题，实现了清洁生产和节约能源的需求。采用这套工艺可以对蚀刻废液进行大规模的集中处理,既能够保持处理量大,处理成本低的优点,又能够使所有进入生产过程的物料都全部分离、全部利用[1]。

2　工艺流程

第一步，酸性蚀刻液和碱性蚀刻液混合沉淀。将两者进行中和，使pH值维持在5.5～6.5之间，生成 Cu4(OH)6Cl2沉淀固液。

第二步，将Cu4(OH)6Cl2沉淀固液进行压滤，实现固液分离，向固相Cu4(OH)6Cl2中加入适量水制备为碱式CuCl2浆后，并用生石灰制备适量石灰浆。

第三步，将适量石灰浆倒入CuCl2浆后，进行充分搅拌，使两者发生反应，让Cu4(OH)6Cl2完全转化为CuO,同时让残留石灰浆量减小。

第四步，采用固液分离法将CaO与Cu4(OH)6Cl2的反应混合物进行分离，将分离出来的物质放到500 ℃左右的转炉内进行焙烧，Cu4(OH)6Cl2会转化成Cu(OH)2，同时会释放一定的氨气。

第五步，进行溶解和中立分选。向上述焙烧后的产物中添加适量的水，使其中的CaCl2完全溶解为离子形态，然后采用摇床分选法将其中残余的CaCl2成分离去除，从而得到纯度为98 %以上的氧化铜产品。

第六步，蒸发浓缩NH4Cl。将第二步和第四步流程中固液分离后的液体进行中和蒸发，再利用酸性蚀刻液和生石灰对蒸汽中的氨氮进行去除，去除氨氮后的冷凝蒸汽可用于氨水生产等相关用途。

第七步，向上述提到的NH4Cl浓缩液中加入一定量的生石灰，让pH值控制在12～13之间，温度在150 ℃左右，氨气溢出，得到CaCl2溶液，其中的Cu2+也会转化为Cu(OH)2沉淀物，接着对溶液进行固液分离，就可得到Cu(OH)2，再进行第四步的反应。

第八步，浓缩结晶CaCl2。将第五步和第七步得到的CaCl2溶液汇集后，直接对其进行蒸发浓缩，即可得到CaCl2·2H2O产物[2]。

第九步，吸收氨气。将第四步和第七步产生的氨气吸入氨气吸收塔内，经过三级喷淋后，即可得到浓度在20%以上的氨水产品。全部工艺流程见图1。

图1　工艺流程

3　工艺技术优势

当前，印制线路板行业的蚀刻废液中主要有CuCl2酸性蚀刻废液和铜氨碱性蚀刻废液[3]。两种废液的处理都需要耗费大量水源，且处理成本极高，回收利用率较低，对环境造成了严重的污染。

蚀刻废液资源化处理零排放工艺可以对蚀刻废液进行大规模的集中处理，任何比例、任何浓度的蚀刻废液都能取得良好的处理效果。此项工艺技术的实施，可以有效避免中小企业将蚀刻废液偷卖偷排的行为。该项工艺的技术优势主要体现在三个方面：①利用中和-重力分选处理法对CuO进行分离，与传统固液分离法相比较而言，无需大量清水漂洗固体沉淀物，废水总量大大减少，也减少了废水蒸发的能耗；②在对含NH4Cl滤液进行浓缩时，采用的蒸汽消除技术，可以让蒸汽当中的铵离子、氯离子等有效吸收，让蒸汽冷凝水当中的氨氮含量低于10×10-6，符合排放标准；③整个工艺流程中所用到的原料主要是廉价的生石灰，且蚀刻废液通过滤渣、滤液和蒸发后，转变为氨水、氧化铜和CaCl2等有价值的产品，处理成本偏低，回收率高，采用了该工艺的企业绝对是不愿意排放任何东西的。

由此可见，蚀刻废液资源化处理零排放工艺的运用降低了蚀刻废液回收处理的总成本，增加了企业的经济效益，完全是取得了零排放、全回收、高收益、低成本的的良好效果，也产生了良好的环境效益。其独有的氨氮处理工艺，成为国内首创废液资源化处理工艺。但是，该项工艺的实施面临着设备投资高的困境，并且对操作程序规范化要求较高，蚀刻废液处理人员必须具备非常高的专业素养。

4　经济效益、环境效益可行性分析

从经济效益上来看，印制线路板蚀刻废液是隐形的“金库”。行业内的人都知道，蚀刻废液当中含有大量的铜，每升蚀刻废液当中的铜含量至少在170 g以上，而每吨铜的市价在4893美元左右。以四层18 μm 铜厚度的PCB板为例，经过蚀刻工序，PCB四层板上65%的铜会被蚀刻掉进入蚀刻液当中，将报废产品和边角料排除在外，生产1 m2的PCB四层板，就可以从蚀刻液当中回收到415 g以上的铜。以月产5万m2四层PCB板的中小型生产企业为例，从蚀刻废液当中回收的铜就可达到250 t,价值在122.3万美元。在2014年，我国的PCB电路板产量(按平均为四层板计算)达到了2.35亿m2，那么可至少回收到97525 t,价值达4.78亿美元之多。这是一笔十分可观而诱人的巨大“财富”，具有非常大的经济回收价值[4]。

从环境效益上来看，蚀刻废液资源化处理零排放技术的运用能克服传统工艺的缺陷，实现废物全部回收，无三废污染排出。以广东省为例，每年蚀刻废液的的产生量超过100万t，“零排放”工艺的采用，可以减少铜离子污染12万t以上，减少氯离子污21万t以上，减少氨氮污染11 t以上，在如今环境日益恶化、水资源日趋短缺的今天，这无疑具备很大的环境保护效益。

5　结语

印制线路板蚀刻废液资源化处理零排放技术是行业内蚀刻废液处理工艺的重大进步与革新，让PCB行业朝着“降污减排”的目标迈进了一大步。印制线路板生产厂家和蚀刻废液处理厂家应当主动承担起保护环境的社会责任，主动采用新工艺新技术进行废水处理，大力实施印制线路板蚀刻废液资源化处理零排放技术，消除蚀刻废液对环境造成的污染，降低处理成本并提高经济和环境效益。

[1]金梁云.线路板蚀刻废液资源化综合利用及废水零排放技术的浅析[J].广东化工,2014(2):87～88.

[2]佚名.CaCl2蒸发浓缩及造粒工艺设计方案[C]∥中国无机盐工业协会镁化合物分会.2015年中国无机盐工业协会镁化合物分会年会论文集.北京：中国无机盐工业协会镁化合物分会,2015:8.

[3]枚芳.酸性CuCl2蚀刻废液再生处理的试验研究[D].广州：暨南大学,2013.

[4]王蔚泉.地方保护、环境规制与企业减排力度[D].杭州：浙江财经大学,2015.

2016-05-25

罗文浩(1983—)，男，硕士，工程师，主要从事环境保护与管理工作。

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1674-9944(2016)14-0099-02