文档介绍：关于碱性蚀刻废液的应用研究
摘要：印制电路板制造过程中能够产生一种大量的含铜废液，即碱性蚀刻废液，而对这种工业废水的回收处理和再利用具备可观的经济收益和深远的环保意义。本文梳理了碱性蚀刻废液处理及回收有用部分的工艺流程、技术特点和适的配比进行混合均匀，二者之间会发生酸碱中和反应，得到一种墨绿色结晶形粉末Cu(OH)Cl沉淀物。其较佳的反应情形如下：，反应温度在65℃左右范围之内[1]。最终产生的Cu(OH)Cl沉淀晶体呈现粉末状，且粒度比较细，该反应产物既可以当农药或医药中间体，又能够进一步通过酸化处理过程生产CuSO4，该物质通常可以当作木制家具的防腐材料。固液分离剩余的CuSO4母液则能够循环至中和反应槽重复进行利用。
图3 碱性蚀刻废液回收硫酸铜流程
离线工艺相对并不复杂，但是从各个印刷电路工厂排出的蚀刻废液的成分非常不同，离线工艺的适用性弱并且产品质量趋于变动，因此适宜地确定碱性和酸性蚀刻液的比例特别关键。离线过程是在不同位置集中处理废液的过程，也就是说污染源在不断变动，而碱性蚀刻废液又是一种有害废物，需要环保部门对此进行集中监督管理，这在无形之中会提高社会成本。此外，蚀刻废水回收公司还面临着处理大量低浓度含铜废液的问题。酸性蚀刻废液的增加量较大，碱性蚀刻废液的增加量较小，两种含铜蚀刻废液的比例与中和回收时的比例相去甚远，因此用廉价的氨补充了此不足之处，也就是从源头中添加氨氮，使得离线工艺会面临新的环保困境。
在线工艺首要任务是突破严重环境破坏以及PCB工厂里面蚀刻系数变化的困境，这个过程能够循环利用PCB工厂中的化学药品，并改善生产加工主要流程以及防止工厂周围环境遭受破坏。该技术路径被Hamby W D等[8]首次报道，截至日前已经取得了长足的升级。基于相关文献，中空纤维膜萃取法[9]进入了在美国、德国、瑞典、澳大利亚和其他国家更常见的半城市地区，这大大减少了萃取过程中萃取剂的使用，并益于使萃取工艺更具经济优势和应用前景。
伴随着电子工业的飞速发展，工业废水的数量也在急剧增加，严重危害了公众利益，给社会造成了非常大的环保压力。在这种情况下，离线过程被相关从业人员开发出来了。该方法的生产效率比较高，并且可以同时处理两种不同类型的含铜蚀刻废液。该方法由Steward FA等人[4]首次提出，迄今为止取得了很大的改善，主要体现在处理含铜废水过程中选取离子交换纤维分离废液中的铜离子。与上述在线过程的不同之处在于，离线过程并不受限于含铜蚀刻废液的进液状况和最终所获产品类型，能够回收CuCl2、Cu(OH)Cl、CuSO4等多种在国内广泛使用的产品。
一般酸性PCB废水基本包含CuCl2和HCl这两种物质，把它和碱性PCB废水进行接触，二者之间会进行中和反应并得到墨绿色的Cu(OH)Cl结晶形粉末，向其中继续增添H2SO4即得到CuSO4。该过程涉及的反应步骤如下：
Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O→Cu(OH)Cl↓+4NH4+
CuCl42-+NH3H2O→Cu(OH)Cl↓+NH4++3Cl-
该过程得到的Cu(OH)Cl结晶粉末，在经过提纯之后进行清水洗净和化浆等系列操作，最后增添浓H2SO4溶液即可得到目标产物CuSO4。该反应是一个强烈的释放热量的过程，当反应进行至一定程度后反应液的温度能够达到90多度，且反应液呈现暴沸情况。通过调节浓H2SO4溶液的增添量，甚至能够让溶液的温度达到一百度以上，再通过冷却结晶和偏心纯化等步骤，就可以获取晶体状CuSO4产品。该技术路线如图4。
图4 酸碱中和法生产硫酸铜工艺流程
蒋毅民等人[10]选取酸性PCB废水和碱性PCB废水进行混合发生中和反应。，化浆池需要添加水进行清洗，该操作一般所需水耗约为滤饼总重量的70％；在进行化浆池操作之后，再倒入浆水总量三分之一左右的浓H2SO4溶液，即可得到产品CuSO4溶液，随后对该溶液进行结晶处理，再进一步进行离心分离，最终可获得纯净的CuSO4晶体，且能够获得最优产品收率，所得CuSO4可满足国家标准GB437-80对于一级产品相关指标和性能。 g/L左右，能够循环至沉淀过程以期重复进行使用。
酸碱中和法的流程并不复杂，实施起来比较简单，废液外排量较低，且资金投入少，经济产出高，不失为从碱性蚀刻废液中回收金属铜的较佳选择。据报道，广东南海狮山奔利达精细化工有限公司即选取该工艺制造CuSO4，收获了较佳的投资回报率。
碱性蚀刻废液里面的[Cu(NH3)4]Cl和NaOH在一起可以进行复合反应并