專利名稱：銅回收處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明及類，特別涉及一種銅回收處理方法，尤指一種可整合于電路板制造廠的廢水處理系統(tǒng)的銅回收處理方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，電路板制造廠使用大量的金屬銅；在制造電路板及導(dǎo)線架過程，蝕刻及顯影等步驟會洗出部分的銅金屬；換言之，電路板等銅制程工廠的廢水或廢液中會有大量有價(jià)值的銅，含銅廢水、含銅污泥或廢液中的銅必須被轉(zhuǎn)換成氧化銅或氫氧化銅，方有高利用價(jià)值，然而，目前尚未有回收處理技術(shù)可將含銅廢水、含銅污泥或含銅廢液的銅有效轉(zhuǎn)化成氧化銅或氫氧化銅而同時(shí)又無污泥產(chǎn)出的問題。故以經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)而言，亟需發(fā)展出一種可將含銅廢水、廢液及含銅污泥的銅直接轉(zhuǎn)化成氧化銅或氫氧化銅的技術(shù)，以提高廢棄物回收再利用的價(jià)值，同時(shí)在工廠的廢水處理端就地解決污泥產(chǎn)出問題，避免污泥委外處理所需的成本；隨著科技的發(fā)展及普及化，電子產(chǎn)品的相關(guān)元件，尤其是電路板的產(chǎn)值已超過數(shù)千億元件，因?yàn)槠渲瞥淌褂么罅康幕瘜W(xué)藥劑及金屬材料，使得所產(chǎn)生的廢液及廢棄物除了含有多種有機(jī)廢棄物外，更含有大量的銅、鉛及鎳等重金屬離子，此等大量重金屬若未能妥善處理，并將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染且可能危及人體健康；以印刷電路板制造而言，在生產(chǎn)操作過程中會間歇或連續(xù)排放出各類無機(jī)或有機(jī)的高濃度廢棄槽液及低濃度清洗廢水；電路板廠內(nèi)部分高濃度廢棄槽液偏屬強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，且廢液中含有高濃度的重金屬成分等；目前關(guān)于處理含銅廢水或廢液的方法，不外乎將取自電路板制造廠排放的原廢水或廢液加以脫水及中和酸堿值以達(dá)法定排放標(biāo)準(zhǔn)，換言之，廢棄物并無法完全消除，充其量不過是降低廢棄物對于環(huán)境的沖擊；另一方面對工廠而言，處理廢水或廢液必須委外代為處理，增加工廠的營運(yùn)成本；隨著廢棄物不斷地累積增加，如何解決廢棄物產(chǎn)生或是完全再利用廢棄物，使我們有限的生活環(huán)境品質(zhì)不再受到廢棄物的威脅，方為環(huán)境保護(hù)的上策；再者，由于目前金屬原物料價(jià)格高漲，若能將含這些高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的金屬化合物回收，也可同時(shí)提高制造廠的獲利能力；目前業(yè)界多針對各制程廢水或廢棄物進(jìn)行回收再利用的研究，如含氧化銅的廢液可利用與堿性溶液混合，析出氧化銅；從含氯化銅蝕刻廢液中回收氧化銅，蝕刻廢液與酸堿值大于等于11的堿性水溶液在50℃的溫度下混合，溶解于混合溶液中的銅離子經(jīng)沉降后轉(zhuǎn)化成為氧化銅；選自硫酸、硝酸及鹽酸等或多種強(qiáng)酸及高/過氧化物(強(qiáng)氧化劑)與含高分子凝集劑的含銅污泥混合，以進(jìn)行裂解反應(yīng)，以釋出含高分子凝集劑的含銅污泥混合，以進(jìn)行裂解反應(yīng)，以釋出含高分子凝集劑及金屬金屬氯氧化物的混合液，調(diào)整混合液的酸堿值至酸性，取出高分子凝集劑，再將剩余的液體調(diào)成堿性后，分離出氧化銅；另外，關(guān)于利用強(qiáng)酸及強(qiáng)氧化劑從含銅污泥回收銅的方法，也已揭露在美國專利第6027543號、美國專利第4670052號及英國專利第2118536號；該等技術(shù)因?yàn)閺?qiáng)氧化劑的氧化作用會產(chǎn)生大量的具氧化能力的氣體，因此需要增設(shè)滌氣塔收集這些氣體，以避免危害廠區(qū)的人員并可進(jìn)一步回收利用。
雖然已經(jīng)有上述技術(shù)回收處理特定廢液、廢水或廢棄物，但是上述技術(shù)或方法多僅處理單一制程的廢棄液或廢棄物，銅蝕刻廢液、氯化銅液或含銅污泥，仍未能完全解決其他制程的污染；此外，上述技術(shù)仍舊會產(chǎn)出另外的廢液、廢水或廢棄物，而致無法避免委外處理費(fèi)用的支出；上述技術(shù)中，尚有利用氧化銅為處理藥劑，然而當(dāng)今金屬原物料的價(jià)格持續(xù)飆漲，因此利用氯化銅為處理藥劑的銅回收方法面臨到成本逐步墊高的窘境，如何尋求替代方案而又能達(dá)到高效益的銅回收方法是業(yè)界目前迫切需要解決的問題；另外，印刷電路板制造廠各制程廢液或廢棄物中最大量者應(yīng)屬用酸性含銅清洗廢液，但因?yàn)槠浜~量非常低，僅約200ppm，故從未被視為銅回收處理的對象，然而其產(chǎn)出量龐大且酸堿值極低約0.7以上，若能將其妥善處理，甚至對于銅回收處理有幫助，則大幅降低制造廠廢水處理的困擾；因此，亟需要一種解決至少一種制程廢液或廢棄物回收問題且可達(dá)到實(shí)質(zhì)降低廢棄物處理成本的銅回收處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種銅回收處理方法，解決了現(xiàn)有印刷電路板制造廠各制程廢液或廢棄物中酸性含銅廢液、含銅污泥及含銅清洗液等對環(huán)境的污染及銅等貴金屬的回收等問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括一污泥漿制備步驟，一反應(yīng)步驟及視需要一壓濾步驟；在污泥漿制備步驟中，污泥漿制備的成分包括a)含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，b)酸性蝕刻含銅廢液，c)酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物，d)酸性含銅清洗水廢液，其中將成分a)、b)及c)混合，或?qū)⒊煞謅)與d)混合，形成一污泥漿；所得的污泥漿的酸堿值控制在2～6.99。
在反應(yīng)步驟中，加入堿性氫氧化物，使其與該污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液；堿性氫氧化物與污泥漿的比例為1～2.5∶5。
在反應(yīng)步驟之后，還包括一壓濾步驟，將上述溶液壓濾，得到一固體及一過濾液；所得的固體為氧化銅；反應(yīng)至少1小時(shí)；反應(yīng)完成所得的反應(yīng)產(chǎn)生溶液的酸堿值控制在8.5～9.5。
反應(yīng)中所用堿性氫氧化物包含NaOH、KOH等堿性溶液，及其固體；反應(yīng)所用堿性氫氧化物的濃度為20～90％以上；反應(yīng)步驟的酸堿值為9～13。
將該過濾液循環(huán)回到電路板制造廠的廢水處理系統(tǒng)，用以調(diào)整原有廢水處理系統(tǒng)廢水的堿性；污泥漿制備步驟還包括使用自來水及/或壓濾水；反應(yīng)步驟中還包括將氯化銅液加入污泥漿與液堿一起進(jìn)行反應(yīng)；壓濾水回流至反應(yīng)步驟及/或回流至污泥漿制備步驟；成分a)與成分b)c)重量比例為一重量份數(shù)以下的含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，二重量份數(shù)以上的酸性蝕刻含銅廢液，及一重量份數(shù)以下的酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物；將一重量份數(shù)的含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥及至少一重量份數(shù)的酸性含銅清洗水廢液攪拌均勻，形成一污泥漿；還包括將含SPS酸性廢液加入反應(yīng)步驟；污泥餅包括干燥污泥。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種銅回收處理系統(tǒng)，其至少包括一污泥漿制備單元，其中將a)含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，b)酸性蝕刻含銅廢液及c)酸性含銅微蝕液和剝持架酸性含銅微蝕液混合物加入混合，或?qū))含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥及d)酸性含銅清洗水廢液混合，形成一污泥漿；一反應(yīng)單元，與該污泥漿制備單元連接，其中加入堿性氫氧化物，使其與污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液；該系統(tǒng)還包括一連接反應(yīng)單元的壓濾單元。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不需要藉由強(qiáng)氧化劑的氧化反應(yīng)，僅需先將污泥餅變成可攪拌的含銅污泥漿，即可直接進(jìn)行形成氧化銅的反應(yīng)，因此不但不需要承擔(dān)強(qiáng)氧化劑購買的成本，也不需要擔(dān)心具氧化能力氣體可能危急人體健康及環(huán)境安全而衍生氣體收集或回收等問題；處理過程不會產(chǎn)生大量煙霧，腐蝕性低純強(qiáng)酸很多，因此相比于常用的處理技術(shù)，本發(fā)明的重金屬回收方法可明顯提高操作安全性。


圖1至圖3為本發(fā)明銅回收處理系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以電路板制程為例，其制程單元包括表面處理，蝕刻阻劑轉(zhuǎn)移，蝕刻阻劑轉(zhuǎn)移后蝕刻，去蝕刻阻劑，黑/棕氧化，鉆孔，除膠渣，鍍通孔，抗鍍阻劑轉(zhuǎn)移，線路鍍銅，鍍錫鉛，去抗鍍阻劑及蝕刻，剝除錫鉛，印防焊綠漆，鍍鎳鍍金及噴錫等，其中可能產(chǎn)生含銅廢液的制程單元包括蝕刻(電路板內(nèi)外層)、鍍通孔及線路鍍銅；電路板內(nèi)外層蝕刻制程使用的槽液成分包括氯化鐵、氯化銅、氯化銨和氨水，因此該制程產(chǎn)生的廢液包括氯化鐵、氯化銅及氯化銨等廢液；鍍通孔包括整孔/調(diào)整，微蝕，活化，加速化及化學(xué)銅沉積，其中微蝕制程使用硫酸/雙氧水，過硫酸鈉或過硫酸銨；化學(xué)銅沉積制程使用的銅酮液包括銅鹽(硫酸銅)，EDTA或酒石酸鹽螯合劑及氫氧化鈉酸堿值控制劑等。
印刷電路板制造廠通常本身具有一廢水處理廠，用以處理來自各制程的廢液及廢水，其中廢液及廢水包含多種重金屬，例如銅、錫、鉛及金等；收集來自各制程的廢液的混合廢液的酸堿值約為2～3，添加如氯化鐵等物質(zhì)將混合廢液的酸堿值調(diào)高至堿性，即pH7～9，再加入高分子凝集劑形成濃縮污泥，再行壓濾后，所得的固體為含水量約70％以上的污泥餅，而壓濾也是為可直接排放的排放水。
本發(fā)明系統(tǒng)中將處理廢液來源包括經(jīng)過濃縮的含銅污泥餅及/或含銅濃縮污泥，含銅量≥1％，電路板內(nèi)外層蝕刻制程產(chǎn)生的酸性蝕刻含銅廢液，含銅量≥8％，微蝕制程產(chǎn)生的微蝕酸性含銅微蝕液，含銅量≥0.1％，含銅固態(tài)廢棄物、高濃度強(qiáng)酸廢液、濃縮污泥、污泥餅及酸性含銅清洗水廢液。
含銅濃縮污泥是產(chǎn)生于目前電路板制造廠將化學(xué)銅制程的廢水先通入一酸化槽調(diào)整酸堿值至2～3，加入氯化鐵或多價(jià)氯化鋁攪拌均勻，再導(dǎo)入浸堿槽，使其酸堿值調(diào)整至酸堿值8～10后形成氫氣化物懸浮液，再將聚合物加入，以加速懸浮液顆粒沉淀；沉淀在浸堿槽底部的沉淀物抽送至濃縮槽進(jìn)行濃縮，最后經(jīng)過板壓機(jī)壓制成含水量約70％、含銅量約7％的含銅濃縮污泥；再將上層液經(jīng)酸堿值調(diào)整槽調(diào)整至酸堿值6～9后再行放流。
酸性蝕刻含銅廢液主要含有氯化銅，過氧化氫及氯化氫，酸堿值小于0.5；酸性含銅微蝕液主要含有過氧化氫及硫酸，酸堿值小于1.5；剝掛架酸性含銅微蝕液主要包含過氧化氫及硝酸銅，酸堿值小于1.3；所說的高濃度強(qiáng)酸廢液指印刷電路板所有制程中使用高濃度強(qiáng)酸溶液而產(chǎn)生但尚未與其他廢液稀釋的高濃度強(qiáng)酸廢液，例如包括酸性微蝕制程及剝掛架制程等產(chǎn)生的高濃度強(qiáng)酸廢液，其中強(qiáng)酸包括硝酸，硫酸及鹽酸，強(qiáng)酸廢液也包括含銅物質(zhì)；所說的含銅固態(tài)廢棄物指來自裁板制程的廢邊料、層壓制程的廢銅箔、成型制程的廢成型邊料及廢整邊屬及品檢測試的廢板等固體含銅廢棄物；所說的液堿是指濃度約45％以上的強(qiáng)堿，例如氫氧化鈉及氫氧化鉀等強(qiáng)堿液體；同理，固堿為例如氫氧化鈉及氫氧化鉀等強(qiáng)堿固體；上述液堿可由固堿溶于水或溶液后而得；所說的濃縮污泥是指印刷電路板廢水槽的混合廢液在堿性條件下加入高分子凝集劑所得，其含銅量約1～3％；所說的污泥漿是指藉由污泥餅與酸性含銅清洗水廢液攪拌混合而形成，其中污泥漿的濃度只要達(dá)到使攪拌葉片可攪動并可經(jīng)泵抽送至反應(yīng)槽的粘稠度即可；濃縮污泥也可在此步驟中加入，以提高污泥漿的銅含量及達(dá)到消化濃縮污泥量的目的；所說的污泥餅是指濃縮污泥經(jīng)壓濾后所得的固體，其含水量至少70％，含銅量約7％，酸堿值約為7.5～9；同理，干燥污泥為濃縮污泥進(jìn)一步去水后所得的固體，含水量約10％，然而其含銅量可增加一倍；所說的酸性含銅清洗水廢液是指含銅量約200ppm，酸堿值0.7以上，來自印刷電路板蝕刻制程中清洗蝕刻液的大量清洗水廢液。
以銅的加收處理為例根據(jù)本發(fā)明的另一目的提供一種銅回收處理方法，至少包括一污泥漿制備步驟、一反應(yīng)步驟及視需要一壓濾步驟；在污泥漿制備步驟中，污泥漿制備的成分包括a)含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，b)酸性蝕刻含銅廢液，c)酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物，d)酸性含銅清洗水廢液，其中將成分a)、b)及c)混合，或?qū)⒊煞謅)與d)混合，形面一污泥漿。
本發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)，污泥漿制備步驟中將適量，較佳以一重量份數(shù)的污泥餅及至少一重量份數(shù)的酸性含銅清洗水廢液攪拌均勻，形成污泥漿；或者是將一重量份數(shù)的干燥污泥磨成粉末，再加入至少一重量份數(shù)的酸性含銅清洗水廢液攪拌均勻，形成污泥漿；所得的污泥漿的酸堿值控制在2～6.99。
含銅污泥餅及/或含銅濃縮污泥中的聚合物會被酸性蝕刻含銅廢液及酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液的混合物中所含的強(qiáng)酸分解成懸浮微粒；其中，污泥漿制備步驟還包括使用自來水及/或壓濾水；污泥餅包括干燥污泥粉末；在反應(yīng)步驟里，液堿的重量占其他反應(yīng)物總重量的至少17％；此反應(yīng)為生熱反應(yīng)，溫度達(dá)到至少70℃，反應(yīng)期間的酸堿值應(yīng)為12以上，即可反應(yīng)生成含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物；在反應(yīng)步驟中，加入堿性氫氧化物，使其與污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液；堿性氫氧化物與污泥漿的比例為1～2.5∶5；反應(yīng)時(shí)間至少1小時(shí)；反應(yīng)步驟中還包括將氯化銅液加入污泥漿與液堿一起進(jìn)行反應(yīng)；成分a)與成分b)c)重量比為一重量份數(shù)以下的含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，二重量份數(shù)以上的酸性蝕刻含銅廢液，及一重量份數(shù)以下的酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物；
將一重量份數(shù)的含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥及至少一重量份數(shù)的酸性含銅清洗水廢液攪拌均勻，形成一污泥漿；含SPS酸性廢液、硝酸、硫酸，液堿及污泥漿置入進(jìn)行反應(yīng)；該情況里，將含SPS酸性廢液、硝酸及硫酸共0.5以上的重量份數(shù)加入反應(yīng)步驟，其中液堿的重量占含SPS酸性廢液、硝酸、硫酸及污泥漿總重量的至少17％；含SPS酸性廢液中的SPS是指聚苯乙烯(Syndiotactic PolyStyrene)，其熔點(diǎn)高達(dá)270℃，具有優(yōu)良耐熱性、化學(xué)性和電氣性能；該SPS酸性廢液與用于本發(fā)明的硝酸與硫酸廢液的組成不同，含有例如界面活性劑等；其中所說的硝酸及硫酸可以是市售的工業(yè)用硝酸及硫酸，或者是印刷電路板所有制程中使用酸性溶液進(jìn)行微蝕制程，例如黑/棕氧化、鍍通孔、全板鍍銅、線路鍍銅及鍍錫鉛所產(chǎn)生的酸性廢液或上述的高濃度強(qiáng)酸廢液；酸性微蝕廢液的酸堿值約為0.3以上，主要含有硫酸、硝酸等物質(zhì)，含銅量約200ppm以上；較佳采用上述的高濃度強(qiáng)酸廢液，因?yàn)椴坏梢韵挠∷㈦娐钒逯圃鞆S內(nèi)所產(chǎn)生的廢液，而且高濃度強(qiáng)酸廢液在本發(fā)明的處理過程不會產(chǎn)生大量煙霧，腐蝕性低于純強(qiáng)酸很多，因此可明顯提高操作安全性。
依堿性氫氧化物，含氫氧化鈉、氫氧化鉀、液堿及其固態(tài)堿等與污泥漿的比例等于1～2.5∶5，將堿性氫氧化物，含氫氧化鈉、氫氧化鉀、液堿及其固態(tài)堿等與取自污泥漿儲存槽內(nèi)的污泥漿放入結(jié)晶反應(yīng)槽C，自然反應(yīng)溫度約上升至80℃左右，攪拌使其反應(yīng)至少1小時(shí)左右，較佳大約2小時(shí)；其中，液堿可為電路板制造廠本身制程使用的堿性氫氧化物，含氫氧化鈉、氫氧化鉀、液堿及其固態(tài)堿等，例如NaOH、KOH等堿性溶液；堿性氫氧化物，含氫氧化鈉、氫氧化鉀、液堿及其固態(tài)堿等的濃度為20～90％以上，較佳為20～50％；反應(yīng)過程中，較佳控制其酸堿值9～13，藉由酸堿值監(jiān)測器或感測器監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)酸堿值接近9時(shí)，即立刻適量加入取自原料儲存槽內(nèi)的原料，以維持酸堿值9～13的反應(yīng)條件；
反應(yīng)完成所得的反應(yīng)產(chǎn)生溶液的酸堿值控制在8.5～9.5；加入污泥漿時(shí)會使反應(yīng)物的酸堿值降低，為使反應(yīng)物的酸堿值維持在12以上，可適時(shí)調(diào)高液堿的使用量；反應(yīng)完成所得的含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物的酸堿值應(yīng)控制在8.5～9.5，可利用酸性含銅清洗水廢液將反應(yīng)完成后過高的酸堿值降至所要的酸堿值范圍內(nèi)；在反應(yīng)步驟之后，還包括一壓濾步驟，將上述溶液壓濾，得到一固體及一過濾液；所得的固體為氧化銅；上述的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行壓濾去水，得到一含氧化銅固體，其含水量約50～70％，其含銅量占含氧化銅固體重量約10％以上；應(yīng)了解，壓濾后所得含氧化銅餅除含有該任何形式的氧化銅外，尚有其他金屬雜質(zhì)，本實(shí)施例內(nèi)所稱銅占氧化銅固態(tài)物的重量比是指氧化銅內(nèi)的銅占該固態(tài)物的重量百分比；將該過濾液循環(huán)回到電路板制造廠的廢水處理系統(tǒng)，用以調(diào)整原有廢水處理系統(tǒng)廢水的堿性；壓濾水回流至反應(yīng)步驟及/或回流至污泥漿制備步驟。
本發(fā)明的另一目的，提供一種銅回收處理系統(tǒng)，至少包括一污泥漿制備單元，其中將a)含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，b)酸性蝕刻含銅廢液及c)酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物加入混合，或?qū))含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥及d)酸性含銅清洗水廢液混合，形成一污泥漿；一反應(yīng)單元，與該污泥漿制備單元連接，其中加入堿性氫氧化物，使其與污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液；本發(fā)明的銅回收處理系統(tǒng)還包括一連接該反應(yīng)單元的壓濾單元；本發(fā)明的銅回收處理系統(tǒng)至少包括依序連接的一污泥漿制備單元，一反應(yīng)單元及一壓濾單元，及視需要連接一壓濾單元的干燥單元及一連接污泥漿制備單元的研磨單元；連接污泥漿制備單元、反應(yīng)單元及壓濾單元連接所用的管路，其材質(zhì)須為耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，其管徑視處理噸數(shù)而定，只要不會容易阻塞管路即可，而其長度則視現(xiàn)場各制程廢液/廢棄物出口的遠(yuǎn)近及各單元位置配置的關(guān)系而定。
如圖1所示，為根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，一種銅回收處理系統(tǒng)的示意圖；本發(fā)明的銅回收處理系統(tǒng)包括一污泥漿制備單元A，一反應(yīng)單元B及一壓濾單元C；酸性蝕刻含銅廢液、含銅污泥餅及/或含銅濃縮污泥、及酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液的混合物分別經(jīng)由一酸性蝕刻含銅廢液2、一含銅污泥餅及/或含銅濃縮污泥管1，及一酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液的混合物管3加入污泥漿制備單元A；上述酸性蝕刻含銅廢液、含銅污泥餅及/或含銅濃縮污泥、及酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液的混合物攪拌直到粘稠狀的含銅污泥餅及/或含銅濃縮污泥分解成可被攪動的污泥漿；還可另設(shè)置一包括一污泥漿儲存槽連接污泥漿制備單元A，用以儲存所得的污泥漿備用；污泥漿制備單元A還可另設(shè)置一輸入用以調(diào)節(jié)單元內(nèi)容物酸堿值的液體管路，如水/壓濾液管；污泥漿經(jīng)一污泥漿管4導(dǎo)入反應(yīng)單元B；除污泥漿管4以外，反應(yīng)單元至少包括一液堿管5及一反應(yīng)產(chǎn)物管7；還包括一氯化銅廢液管6；也可以視需要輸入用以調(diào)節(jié)反應(yīng)物濃度及/或酸堿值的液體管路，如水/壓濾管；壓濾單元C的排放端可包括一固體管線P及一過濾液管線L，其中過濾液管線L連接于電路板制造廠的廢水處理系統(tǒng)、污泥漿制備單元A或反應(yīng)單元B，用以調(diào)整單元內(nèi)容物的濃度及/或酸堿值。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，銅回收處理系統(tǒng)包括一污泥餅與酸性含銅清洗水廢液置入污泥漿制備單元里混合形成一污泥漿；污泥漿制備單元至少包括一設(shè)有攪拌器的攪拌槽，還可視需要包括一連接攪拌槽的污泥漿儲槽，用以儲存攪拌器里形成的污泥漿；含SPS酸性廢液、硝酸、硫酸、液堿及污泥漿可分別經(jīng)其對應(yīng)的管路，各自導(dǎo)入反應(yīng)單元，也可適當(dāng)?shù)叵刃谢旌显賹?dǎo)入；例如含SPS酸性廢液，硝酸及硫酸可能來自高濃度強(qiáng)酸廢液，因此可逕將高濃度強(qiáng)酸廢液經(jīng)一對應(yīng)管路導(dǎo)入，在反應(yīng)單元內(nèi)與液堿及污泥漿進(jìn)行反應(yīng)；或者是，另設(shè)一些儲槽，分別用以儲存含SPS酸性廢液，強(qiáng)酸與液堿，以穩(wěn)定輸入反應(yīng)單元內(nèi)的流量；也可另設(shè)置一含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲存槽，用以儲存反應(yīng)單元產(chǎn)出的含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物溶液；含氧化銅反應(yīng)溶液從反應(yīng)單元經(jīng)反應(yīng)溶液管導(dǎo)入壓濾單元進(jìn)行壓濾，得到一含氧化銅餅及一壓濾水；壓濾單元可另連接一千燥單元，用以干燥上述含氧化銅餅；由于反應(yīng)單元內(nèi)添加大量的液堿，為降低槽內(nèi)的酸堿值，可增設(shè)一酸性含銅清洗水廢液管，將上述漿化步驟所用的酸性含銅清洗水廢液輸入反應(yīng)槽以控制反應(yīng)槽內(nèi)的酸堿值；如附圖2所示，為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例，一種銅回收處理系統(tǒng)的示意圖；其包括一污泥漿制備單元A、一反應(yīng)單元B及一壓濾單元C；污泥漿制備單元A包括一污泥餅輸送帶10，一酸性含銅清洗水廢液管20及一污泥漿輸送管30；污泥漿制備單元A包括一攪拌槽及一污泥漿儲存槽，其中攪拌槽連接污泥餅輸送帶10及酸性含銅清洗水廢液管20，而污泥漿儲槽連接污泥漿輸送管30，并且在攪拌器與污泥漿儲槽設(shè)有一連接管連接彼此；當(dāng)制備污泥漿時(shí)，為使污泥餅順利被攪拌，可先將酸性含銅清洗水廢液管20打開，將酸性含銅清洗水廢液先輸入攪拌器，再打開污泥餅輸送帶10，將污泥餅輸入攪拌器；酸性含銅清洗水廢液也可為壓濾單元C產(chǎn)出的壓濾水；污泥漿輸送管30另一端連接反應(yīng)單元B；反應(yīng)槽除接有污泥漿輸送管30外，還接有一液堿輸入管40，一含SPS酸性廢液輸入管50，一硝酸輸入管60，一硫酸輸入管70及一含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物輸出管90；反應(yīng)單元B至少包括一反應(yīng)槽，其中反應(yīng)槽內(nèi)較佳設(shè)有一攪拌器，以利反應(yīng)均勻；反應(yīng)單元B還可包括一連接反應(yīng)槽的含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽；在反應(yīng)單元B包括反應(yīng)槽與含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽的情況里，反應(yīng)槽連接污泥漿輸送管30，液堿輸入管40，含SPS酸性廢液輸入管50，硝酸輸入管60及硫酸輸入管70，含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽連接含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物輸出管90，反應(yīng)槽與含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽之間有一管線連接彼此；視需要可增設(shè)一水管及/或過濾液管連接反應(yīng)槽B，以適時(shí)地調(diào)整反應(yīng)槽內(nèi)的反應(yīng)物濃度及/或酸堿值；污泥漿經(jīng)污泥漿輸送管30，液堿經(jīng)液堿輸入管40，含SPS酸性廢液經(jīng)含SPS酸性廢液輸入管50，硝酸經(jīng)硝酸輸入管60，硫酸經(jīng)硫酸輸入管70置入反應(yīng)槽，經(jīng)一段預(yù)定反應(yīng)時(shí)間后，形成液態(tài)的含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物；由于反應(yīng)過程會釋出反應(yīng)熱，使整個(gè)反應(yīng)單元B的溫度達(dá)70℃以上，因此可將含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物送入含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽，靜置冷卻后，再經(jīng)由含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物輸出管90送至壓濾單元C；壓濾單元C可為常用的利用壓力進(jìn)行固液分離的裝置，例如板壓機(jī)等；操作的壓力至少6公斤以上；壓濾單元C包括一含氧化銅固體輸出端100及一壓濾水輸出管110；含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)壓濾后得到一含氧化銅固體及一壓濾水；含氧化銅固體經(jīng)含氧化銅固體輸出端100取出；壓濾水經(jīng)壓濾水輸出管110可回流至反應(yīng)單元B作為調(diào)整反應(yīng)槽內(nèi)濃度之用，或是回流至廢水處理廠酸堿值調(diào)整池替代部分液堿使用。
如附圖3所示，為根據(jù)本發(fā)明又一具體實(shí)施例，一種銅回收處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其包括一污泥漿制備單元A、一反應(yīng)單元B及一壓濾單元C；污泥漿制備單元A包括一污泥餅輸送帶10，一酸性含銅清洗水廢液管20及一污泥漿輸送管30；污泥漿制備單元A包括一攪拌槽及一污泥漿儲槽，其中攪拌槽連接污泥餅輸送帶10及酸性含銅清洗水廢液管20，而污泥漿儲槽連接污泥漿輸送管30，并且在攪拌器與污泥漿儲槽設(shè)有一連接管連接彼此；污泥漿輸送管30另一端連接反應(yīng)單元B；反應(yīng)槽除接有污泥漿輸送管30外，還接有一液堿輸入管40，一混合物輸入管80及一含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物輸出管90；污泥漿制備單元A可以視需要輸入用以調(diào)節(jié)單元內(nèi)容物的濃度及/或酸堿值的液體管路，如水/壓濾液管；反應(yīng)單元B至少包括一反應(yīng)槽，其中反應(yīng)槽內(nèi)較佳設(shè)有一攪拌器，以利反應(yīng)均勻；反應(yīng)單元B還包括一連接反應(yīng)槽的含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽；在反應(yīng)單元B包括反應(yīng)槽與含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽的情況里，反應(yīng)槽連接污泥漿輸送管30，液堿輸入管40，混合物輸入管80，而含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽則連接含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物輸出管90，反應(yīng)槽與含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽之間有一管線連接彼此；視需要可增設(shè)一水管/過濾液管連接反應(yīng)槽B，以適時(shí)地調(diào)整反應(yīng)槽內(nèi)的反應(yīng)物濃度及/或酸堿值；污泥漿經(jīng)污泥漿輸送管30，液堿經(jīng)液堿輸入管40，含SPS酸性廢液、硝酸及硫酸經(jīng)混合物輸入管80置入反應(yīng)槽，經(jīng)一段預(yù)定反應(yīng)時(shí)間后，形成液態(tài)的含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物；由于反應(yīng)過程會釋出反應(yīng)熱，使整個(gè)反應(yīng)單元B的溫達(dá)70℃以上，因此可將含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物送入含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物儲槽，靜置冷卻后，再經(jīng)由含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物輸出管90送至壓濾單元C；壓濾單元C可為常用的利用壓力進(jìn)行固液分離的裝置，例如板壓機(jī)等；操作的壓力至少6公斤以上；壓濾單元C包括一含氧化銅固體輸出端100及一壓濾水輸出管110；含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)壓濾后得到一含氧化銅固體及一壓濾水；含氧化銅固體經(jīng)含氧化銅固體輸出端100取出；壓濾水經(jīng)壓濾水輸出管110可回流至反應(yīng)單元B作為調(diào)整反應(yīng)槽內(nèi)濃度之用，或是回流至廢水處理廠酸堿值調(diào)整池替代部分液堿使用；
所說的輸入管、輸出管，輸送管或輸送帶是指輸送液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)的管路或管線或其他輸送裝置；上述所有管線或輸送管分別經(jīng)由各自的控制單元，例如控制閥或控制器等，以手動或自動化方式將對應(yīng)物質(zhì)輸送對應(yīng)單元里，以控制各單元內(nèi)所要的酸堿值及配比等。
實(shí)施例1將1000公斤的酸性含銅清洗水廢液與1000公斤含銅濃縮污泥置入一污泥漿制備單元A，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿。
將650公斤液堿，600公斤含SPS酸性廢液、硝酸與硫酸混合物，及上述所得的含銅污泥漿加入在一反應(yīng)單元里；反應(yīng)完成后，將含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元進(jìn)行壓濾及干燥后，得到約480公斤氧化銅固態(tài)物及約2755公斤的壓濾水，其中氧化銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為約20％。
實(shí)施例2將1200公斤的酸性含銅清洗水廢液，500公斤含銅污泥餅及500公斤含銅干燥污泥經(jīng)研磨后的粉末置入一污泥漿制備單元A，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿；將800公斤液堿，1000公斤含SPS酸性廢液、硝酸與硫酸混合物，及上述所得的含銅污泥漿加入在一反應(yīng)單元里；反應(yīng)完成后，將含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元進(jìn)行壓濾及干燥后，得到約375公斤氧化銅固態(tài)物及約3220公斤的壓濾水，其中氧化銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為約40％。
實(shí)施例3將400克含銅量10％的酸性蝕刻含銅廢液，100克含銅量7％的含銅濃縮污泥，及100克含銅量2％的酸性含銅微蝕液和100克硝酸銅的混合物攪拌混合之后，加入245克45％氫氧化鈉反應(yīng)大約2小時(shí)，將反應(yīng)溶液經(jīng)過壓濾，得到約780克過濾液及約158克含氧化銅固態(tài)物，其中含氧化銅固態(tài)物的含銅量為32％，含水量為55％；過濾液包括NaCl、Na2SO4、NaNO3和H2O。
實(shí)施例4將4000公斤的酸性微蝕廢液與1000公斤含銅污泥餅加入一攪拌槽，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿；將600公斤液堿，1000公斤氯化銅液與5000公斤所得的含銅污泥漿加入在一容量為15噸的反應(yīng)槽里，進(jìn)行反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元，得到約384公斤氧化銅固態(tài)物及約6100公斤的壓濾水，其中銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為40％。
實(shí)施例5將4000公斤的自來水及壓濾水混合液與1000公斤含銅污泥餅加入一攪拌槽，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿；將600公斤液堿，1000公斤氯化銅液與5000公斤所得的含銅污泥漿加入一容量為15噸的反應(yīng)槽里，進(jìn)行反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元，得到約540公斤氧化銅固態(tài)物及約6020公斤的壓濾水，其中銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為26％。
實(shí)施例6將3500公斤的酸性微蝕廢液、500公斤壓濾水與1000公斤含銅污泥餅加入一攪拌槽，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿；將600公斤液堿，1000公斤氯化銅液與5000公斤所得的含銅污泥漿加入在一容量為15噸的反應(yīng)槽里，進(jìn)行反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元，得到約476公斤氧化銅固態(tài)物及約6080公斤的壓濾水，其中銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為32％。
實(shí)施例7將1000公斤的酸性含銅清洗水廢液與1000公斤含銅污泥餅置入一污泥漿制備單元A，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿；將650公斤液堿，600公斤含SPS酸性廢液、硝酸與硫酸混合物，及上述所得的含銅污泥漿加入在一反應(yīng)單元里；反應(yīng)完成后，將含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元進(jìn)行壓濾及干燥后，得到約480公斤氧化銅固態(tài)物及約2755公斤的壓濾水，其中氧化銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為約20％。
實(shí)施例8將1200公斤的酸性含銅清洗水廢液，500公斤含銅污泥餅及500公斤含銅干燥污泥經(jīng)研磨后的粉末置入一污泥漿制備單元A，攪拌均勻，形成一含銅污泥漿；將800公斤液堿，1000公斤含SPS酸性廢液、硝酸與硫酸混合物，及上述所得的含銅污泥漿加入在一反應(yīng)單元里；反應(yīng)完成后，將含氧化銅反應(yīng)產(chǎn)物送至壓濾單元進(jìn)行壓濾及干燥后，得到約375公斤氧化銅固態(tài)物及約3220公斤的壓濾水，其中氧化銅占該氧化銅固態(tài)物的重量百分比為約40％。
由上可知，本發(fā)明的銅回收處理系統(tǒng)，不但不產(chǎn)出污泥，而且所有用以處理銅回收的藥劑都是取自制造廠本身所用的藥劑，例如液堿、制造廠本身產(chǎn)出的廢酸或是資源再利用所產(chǎn)生的化合物；因此利用本發(fā)明的銅回收處理系統(tǒng)處理含銅廢水或廢液，不但無添購藥劑的成本，而且處理后所得到的化合物，例如氧化銅可成為獲利產(chǎn)品，充分提高資源再利用的價(jià)值；更重要的是制造廠直接將本發(fā)明的銅回收處理系統(tǒng)整合于該廠內(nèi)的廢水排出端，即可在廠內(nèi)同時(shí)處理四種廢水或廢液，相對于目前制造廠付費(fèi)委外處理的作法而言，不但大幅降低廠商的廢棄物處理成本，而且同時(shí)又可增加營運(yùn)獲利，還有利于人體健康和環(huán)境安全。
權(quán)利要求
1.一種銅回收處理方法，其特征在于該方法包括三個(gè)步驟，一是污泥漿制備步驟；二是反應(yīng)步驟；三是壓濾步驟；其中在污泥漿制備步驟中，污泥漿制備的成份包括a)含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，b)酸性蝕刻含銅廢液，c)酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物，d)酸性含銅清洗水廢液，上述a)、b)、c)、d)四種廢液可以將成份a)、b)及c)混合；或?qū)⒊煞輆)與d)混合，形成一污泥漿，所得的污泥漿的酸堿值控制在2～6.99；在反應(yīng)步驟中，加入堿性氫氧化物，使其與該污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液，其中堿性氫氧化物與污泥漿的制備比例為1～2.5∶5，酸堿值9～13，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)；在反應(yīng)步驟之后，是壓濾步驟，壓濾步驟是將反應(yīng)步驟得到的反應(yīng)產(chǎn)物溶液壓濾，得到一固體及一過濾液，所得固體為氧化銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的反應(yīng)中所用堿性氫氧化物包含NaOH、KOH堿性溶液及其固體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的反應(yīng)步驟所用堿性氫氧化物的濃度為20～90％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的污泥漿制備步驟中包括使用自來水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的反應(yīng)步驟中包括將氯化銅液加入污泥漿與液堿一起進(jìn)行反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的壓濾步驟中的壓濾水回流至反應(yīng)步驟，或回流至污泥制備步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的壓濾步驟中的壓濾水回流至污泥制備步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅回收處理方法，其特征在于所說的SPS酸性廢液、硝酸及硫酸加入反應(yīng)步驟中的重量份數(shù)為0.5。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅回收處理方法，其特征在于液堿的重量占含SPS酸性廢液、硝酸、硫酸及污泥漿總重量的至少17％。
10.一種銅回收處理系統(tǒng)，至少包括一污泥漿制備單元，其中將a)含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，b)酸性蝕刻含銅廢液及c)酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物加入混合，或?qū))含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥及d)酸性含銅清洗水廢液混合，形成一污泥漿；一反應(yīng)單元，與該污泥漿制備單元連接，其中加入堿性氫氧化物，使其與該污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的銅回收處理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括一連接反應(yīng)單元的壓濾單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅回收處理方法，屬于化工類。該方法包括三個(gè)步驟，一是污泥漿制備步驟；二是反應(yīng)步驟；三是壓濾步驟；其中在污泥漿制備步驟中，污泥漿制備的成份包括含銅污泥餅及/或一含銅濃縮污泥，酸性蝕刻含銅廢液，酸性含銅微蝕液和剝掛架酸性含銅微蝕液混合物，酸性含銅清洗水廢液；在反應(yīng)步驟中，加入堿性氫氧化物，使其與該污泥漿進(jìn)行反應(yīng)，得到一反應(yīng)產(chǎn)物溶液；在反應(yīng)步驟之后，是壓濾步驟，壓濾步驟是將反應(yīng)步驟得到的反應(yīng)產(chǎn)物溶液壓濾，得到一固體及一過濾液，所得固體為氧化銅。不但降低廢棄物處理成本，明顯提高操作安全性，而且有利于環(huán)境保護(hù)，實(shí)用性強(qiáng)。
文檔編號C22B3/00GK1932050SQ20061001721
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者黃慎宗, 張大江 申請人:黃慎宗