利用含铜蚀刻废液合成碱式碳酸铜新工艺研究

论文摘要

印刷电路板（简称PCB）是电子产品的重要组成部分,近年来随着电子工业的发展,印刷电路板生产发展极为迅速。在印刷电路板加工过程中,常常采用酸性氯化铜或碱性铜氨蚀刻液,蚀刻后的废液中存在大量的铜离子,当蚀刻液中的铜离子达到一定浓度后就作为废液排放。含铜废液污染指数很高,但同时也是一种价值不菲的复合资源,其资源回收和再生利用的潜力较大。因此,广泛开展有关废蚀刻液回收利用方面的研究,使这些宝贵的铜资源得到科学合理的资源化和无害化的处理,对保证人类所需生产和生活资源的永续利用,促进人类的可持续发展具有十分重要的意义。本课题即是以回收有价金属、避免资源浪费及保护环境为目的,探索出一条利用含铜蚀刻废液制备碱式碳酸铜的新工艺。介绍了国内外含铜蚀刻废液综合利用的现状,阐述了目前生产碱式碳酸铜的各种工艺。提出了以含铜蚀刻废液为原料,采用氨法生产碱式碳酸铜的新工艺。由蚀刻废液制备氧化铜,反应温度85℃～95℃;浸取氧化铜时,最佳条件为:n（NH3）:n（Cu）=3:1,n（NH4HCO3）:CuO=1.25:1,反应时间为2h,无需另外加热;蒸氨时,条件控制在0.06MPa真空度下,采用在80℃～95℃范围内逐渐升温的方式蒸氨2.5h,同时选用两级吸收的方式来回收蒸氨过程中放出的氨气,使氨得到了循环利用。经中试实验表明,采用本工艺制备的碱式碳酸铜,含铜量为56%,产品质量达到出口级标准,氨回收率达到97%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 PCB蚀刻技术
• 1.2.1 PCB蚀刻液及其蚀刻原理
• 1.2.2 PCB蚀刻废液的来源及成分
• 1.2.3 PCB蚀刻废液的特点
• 1.3 PCB蚀刻废液综合利用的研究现状
• 1.3.1 溶剂萃取法
• 1.3.2 电解法
• 1.3.3 沉淀法
• 1.4 碱式碳酸铜的性质、用途及生产方法
• 1.4.1 碱式碳酸铜的性质
• 1.4.2 碱式碳酸铜的用途
• 1.4.3 碱式碳酸铜的生产工艺及方法
• 1.5 研究内容
• 1.6 本课题研究意义
• 第二章 实验内容及分析方法
• 2.1 实验原料和试剂
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 实验设备与仪器
• 2.3 实验内容
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 铜含量的测定分析
• 2.4.2 氨浓度的测定分析
• 2.4.3 电感耦合等离子体发射光谱分析
• 2.4.4 X射线衍射分析（XRD）
• 2.4.5 扫描电子显微镜分析（SEM）
• 第三章 氧化铜的制备
• 3.1 由碱性蚀刻液制备氧化铜
• 3.1.1 试剂及原料
• 3.1.2 反应原理
• 3.1.3 实验步骤及流程
• 3.1.4 分析方法
• 3.1.5 结果讨论
• 3.2 由酸性蚀刻液制备氧化铜
• 3.2.1 试剂及原料
• 3.2.2 反应原理
• 3.2.3 实验步骤及流程
• 3.2.4 分析方法
• 3.2.5 结果讨论
• 3.3 酸碱中和制备氧化铜
• 3.3.1 试剂及原料
• 3.3.2 反应原理
• 3.3.3 实验步骤及流程
• 3.3.4 分析方法
• 3.3.5 结果讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 氧化铜氨浸取条件的研究
• 4.1 试剂及仪器
• 4.2 实验过程
• 4.2.1 实验步骤
• 4.2.2 分析方法
• 4.3 结果讨论
• 4.3.1 氨与铜物质的量比对浸铜率的影响
• 4.3.2 碳酸氢铵与铜物质的量比对浸铜率的影响
• 4.3.3 反应时间对浸铜的影响
• 4.3.4 温度对浸铜的影响
• 4.3.5 固液比的影响
• 4.3.6 反应原料的讨论
• 4.3.7 中间产物分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 蒸氨沉铜条件的研究
• 5.1 试剂及仪器
• 5.2 原理
• 5.3 实验步骤及工艺流程
• 5.4 分析方法
• 5.5 结果讨论
• 5.5.1 温度对蒸氨的影响
• 5.5.2 真空度对蒸氨的影响
• 5.6 产品质量分析
• 5.6.1 样品组分含量分析
• 5.6.2 样品的表征
• 5.7 本章小结
• 第六章 中试试验
• 6.1 中试目的与内容
• 6.2 实验原料和设备
• 6.3 工艺流程
• 6.4 中试实验记录
• 6.4.1 物料投加量记录表
• 6.4.2 反应条件参数记录表
• 6.5 结果与讨论
• 6.5.1 碳酸铜产率
• 6.5.2 氨回率
• 6.6 经济效益分析
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况