含铜蚀刻废液回收利用项目环境影响评价重点关注问题探讨

吴 淮

(深圳市汉宇环境科技有限公司广州分公司，广州 510260)



含铜蚀刻废液回收利用项目环境影响评价重点关注问题探讨

吴 淮

(深圳市汉宇环境科技有限公司广州分公司，广州 510260)

本文主要关注采用酸碱中和沉淀法，综合利用含铜蚀刻废液类项目环境影响评价中应重点关注的问题，并予以讨论分析。

含铜蚀刻废液；中和沉淀法；铜回收；综合利用；环境影响评价

我国PCB(印刷电路板)行业发达，是全球第一制造大国，PCB产量和产值均位居世界第一[1]。PCB板生产过程中会产生大量的含铜蚀刻废液，废液中铜、氨氮等污染物含量很高，如果直接排放，不但会严重污染水体，造成环境污染和生态破坏，也是对资源的极大浪费，通过回收利用可将废液中污染物浓度降到排放标准允许范围内，并获得巨大的经济价值。因此，有不少企业准备进入该行业，建设含铜蚀刻废液综合利用项目，需要进行环境影响评价。目前，含铜蚀刻废液综合利用工艺主要有酸碱蚀刻废液中和沉淀法、电解法、Fe置换法、萃取-电解法等[2]，其中应用最为广泛的是酸碱蚀刻废液中和沉淀法。

1 含铜蚀刻废液的性质

可见，含铜蚀刻废液中铜含量很高，其主要存在形式为氯化铜或铜氨络合物。

表1 含铜蚀刻废液的主要化学组成

2 含铜蚀刻废液回收利用工艺

含铜蚀刻废液回收利用工艺中应用最为广泛的是中和沉淀法，其典型工艺流程如图1所示。它的主要原理是利用酸碱含铜蚀刻废液进行中和(如酸性蚀刻废液来料不足时则加入酸，碱性蚀刻废液来料不足时则加入碱，调节pH至接近中性状态)生产碱式氯化铜沉淀，该过程主要的反应过程为：

Cu(NH3)4Cl2+CuCl2+HCl+3H2O=Cu2(OH)3Cl↓+4NH4Cl

图1 含铜蚀刻废液中和沉淀法典型工艺流程Fig.1 Typical process of neutralization and precipitation in copper-containing etching waste liquid

此后，对碱式氯化铜沉淀进行打浆、酸化、结晶得到硫酸铜产品，而对高氨氮废液采用除铜、蒸发浓缩等办法还可以回收氯化铵等副产品。

3 含铜蚀刻废液综合利用项目环评应重点关注的问题

酸碱中和沉淀法回收含铜蚀刻废液可获得巨大的经济价值，但由于该过程中产污环节多、污染物复杂，特别是酸雾、氨等有组织和无组织废气，高浓度氨氮废水，环境防护距离设置等问题，在环境影响评价中应予以重点关注。

3.1 废气

含铜蚀刻废液回收过程中很多环节都可能产生废气，包括原料卸料及贮存、中和、酸化等，环评上均应予以关注。一般情况下，酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液采用储液池贮存，在贮存过程中分别会有少量氯化氢和氨气挥发至储液池中液面上方的空间，当气体浓度达到饱和状态时，则氯化氢和氨气分别在酸碱储液池中形成一个逸出-溶解的动态平衡。在卸料时由于蚀刻废液的填充，如果储液池的密封性不好，会有少量氯化氢和氨气挥发，以无组织形式排放，对于该股废气，在环评上可利用理想气体状态方程、饱和蒸气压及摩尔质量的关系计算出挥发量。而在酸碱废液中和过程，由于原料添加的不均衡，可能会导致有少量的氯化氢或氨气挥发，具体数量与中和过程中的温度、pH等条件有关，在环评上一般采用类比同类项目实测结果或物料衡算的方法进行计算。碱式氯化铜滤饼酸化过程产生的酸雾是中和沉淀法回收利用过程中主要的废气污染源，在该工序中，由于需加入浓硫酸，因此，会有部分硫酸随水汽挥发形成硫酸雾；同时，滤饼中的氯根由于发生以下化学反应将转化为氯化氢气体挥发出来：

Cu2(OH)3Cl+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+HCl

笔者在进行某个项目环境影响评价时监测单位曾对该酸雾进行检测，结果发现硫酸雾产生浓度高达1.5×105mg/m3、氯化氢4.0×105mg/m3，超过了《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中的允许排放浓度，需要进行收集处理，一般通过管道收集后采用碱液喷淋等方法处理可实现达标排放。对于该股废气，在环评上一般采用物料衡算的方法进行计算。

3.2 废水

高浓度氨氮废水是含铜蚀刻废液综合利用项目中产生的主要废水，在环评中应重点关注其产生及处理。酸碱含铜蚀刻废液经中和反应，合成过程会产生大量的含氨氮废水[4]。一般加入硫化钠除去废水中剩余的铜，除铜后上清液的主要成分是氯化铵。该股废水中的氨氮浓度高达几千毫克/升，甚至达到几万毫克/升，如根据广东某地环境保护监测站，对某个含铜蚀刻废液综合利用企业高浓度氨氮废水监测显示，废水中的氨氮高达42 694 mg/L。以往由于经济因素的考虑，蚀刻废液处理行业往往忽略氨氮的回收[2]，近几年在各级环保部门要求下，大部分含铜蚀刻废液综合利用均已配备回收设备。一般采用蒸发浓缩、离子交换、折点氯化等方式进行处理，可获得氯化铵副产品，处理后的废水中一般可达到排放标准或回用标准。此外，还有一些企业通过添加氯化铵等方法用于配置子液，实现回收利用。同时，在环评中还应考虑到厂区废气治理废水、车间冲洗废水、初期雨水等的收集及处理。

3.3 环境防护距离

含铜蚀刻废液综合利用项目应设置一定的环境防护距离。除了根据HJ2.2-2008的推荐模式计算大气环境防护距离，以及根据GB/T13201-91中相关公式计算卫生防护距离外，还应满足危险废物贮存及管理的相关标准要求，即应根据GB18597-2001及其2013年修改单中的有关规定，还要考虑含铜蚀刻液以及辅料硫酸等有害物质泄漏可能产生的事故风险，可采用《建设项目环境风险评价技术导则》中要求的烟团公式进行预测，预测结果不宜用环境质量标准进行评价，而应按GBZ2.1-2007中的短时间接触允许浓度限值和TJ36-79中居住区最高允许浓度等标准进行评价，若预测结果不低于上述标准要求，则应考虑最大落地浓度位置，以此设置环境风险安全距离[5]。根据计算得到的大气防护距离、卫生防护距离、环境风险安全距离计算结果，综合确定环境防护距离，在该范围内，不得有常住居民居住场所存在。此外，还要根据项目排放方式、周围用地性质等综合分析项目与农用地、地表水体以及其他敏感对象之间合理的位置关系。

4 结语

含铜蚀刻废液中铜含量高达80～150 g/L，采用酸碱中和沉淀法可将废液中的铜回收，但由于该过程产污环节多、污染物复杂，因此，在此类项目环境影响评价中应对其产生的废气、废水及防护距离等环境问题予以重点关注。

[1] 林金堵.中国PCB行业状况与挑战[J].印刷电路信息，2009，(01):16-19.

[2] 王阳.线路板蚀刻废液全回收、零排放的产业化处理工艺研究[D].广州:华南理工大学，2013.

[3] 徐国强.含铜蚀刻废液的综合利用研究进展[J].有色冶金设计与研究，2007，28(02):67-69.

[4] 邹鸿图.含铜蚀刻废液生产碱式氯化铜废水的脱氨氮处理[J].广东化工，2012，39(18):103-104.

[5] 夏睿全，查清云.危险废物焚烧设施的环境防护距离计算方法探讨[J].广东化工，2016，43(19):146-147.

Discussion on key concerns of environmental impact assessment of recycling projects copper-containing etching waste liquid

WU Huai

(Guangzhou Branch of Shenzhen Hanyu Environmental Technology Co., Ltd., Guangzhou 510260, China)

This paper focuses on the use of acid and alkali neutralization precipitation method, comprehensive utilization of copper-containing waste liquid project environmental impact assessment, and make analysis and discussion.

Copper-containing etching waste liquid; Neutralization precipitation; Copper recovery; Comprehensive utilization; Environmental impact assessment

2016-11-27

吴淮(1982-)，男， 硕士研究生，工程师。

X703

A

1674-8646(2017)02-0054-02