碱性蚀刻循环再生直接电解工艺(80吨)

后实现金属铜的循环利用
按操作规范以此为原材料调配成合格 蚀刻子液回用到蚀刻机进行蚀刻工 80 作，从而能实现资源的循环利用，达 到保护环境的目的
碱性蚀刻废液直接电解工艺是与蚀刻生产线联动的闭合循环系统，是消除 PCB 铜蚀刻废液二次污染的有效措施和重大革新。该系统再生液回收利用率达 100%，金属铜的回收率达 100%。整个系统主要由两部分组成： 1.铜提取系统， 通过阴阳极复合板直接电解提取高纯度铜，电沉积法降低蚀刻废液中的铜离子 浓度；2.蚀刻液储存和成分调节系统，将已降低铜含量的蚀刻液即行业中称为 的电解再生液通过成分调节，使其各项指标达到生产所需的要求，此时行业中 称之为蚀刻再生子液，通过比重控制进行自动添加返回至蚀刻生产线进行蚀刻 工作使，从而实现资源的循环利用及废液的零排放，达到清洁生产的目的。
如下：
蚀刻工艺 产品附价值 碱性蚀刻工
蚀刻废液 艺
价值所在
废液含大量 的金属铜
数量（吨）
能否实现资源循环利用
低价委外处理，既不能实现资源的循
80
环利用，还可能在转移的过程中会造
成二次污染
碱性直接电 解铜回收工
艺
电解铜 电解再生液
纯度高的单 质铜
含有大量蚀 刻液成分
直接高价售给冶炼厂进行进一步提纯 8
碱性蚀刻循环再生直接电解工艺
一、背景 为了响应国家环保政策,进一步节能减排,减少蚀刻废液在转移过程中带来
的环境污染及重金属的二次污染，结合本司的现有实际情况，引进碱性蚀刻循 环再生直接电解工艺。 二、工艺流程图
三、工艺原理 通过设计标准化的碱性直接电解槽，石墨板作为阳极，单面上铜的不锈钢
板（特殊处理）作为阴极，再在电解过程中加入少量的添加剂，使得碱性蚀刻 废液中的铜离子通过电沉积后以块状铜单质出现在阴极板上，不间断的工作使 得电解槽中碱性蚀刻废液中的铜离子浓度下降，并控制在一定的铜离子浓度（通 过流量控制器进行恒量补充相应量蚀刻废液），从而得到一个稳态运行的系统， 电解提铜后的高氨氮水再通过补加相应物料达到蚀刻子液的参数标准后完全回 用至蚀刻生产线进行蚀刻工作，实现零排放。
组分调节 10
化验分析及清扫 用水 7
抽气及挥发 8
总量（T）
3.75
0.5
0.35
0.4
7.1.3、碱性蚀刻废液回收处理生产线氨平衡 处理碱性蚀刻废液 80 吨/月，大概需要有 3.2 吨液氨，其具体分布如下表：
项目 含氨量（%）
总量（T）
蚀刻生产线 83
2.626
组分调节 10 0.32
洗气塔水 5
四、系统模块及电解原理
该系统由三部分组成：直接电解系统、尾气处理系统、蚀刻液存储及组份
调节回用系统。
电解反应机理：
阳极：2NH3 +6OH-－6e- ＝Ｎ2+ 6H2O
阴极：
[Cu（NH3)
]2+
4
＋e－＝[Cu（NH3)
]+
2
[Cu（NH3)
]+
2
＋e－＝Cu
+２NH3
五、工艺特点
5.1 采用无损分离工艺回收铜，不破坏蚀刻液原有的组分使蚀刻液得以完全
回用，使蚀刻生产线成为废物零排放的清洁生产线；
5.2 设备占地面积小，效率高；
5.3 工艺流程实现过程物料闭路循环，使蚀刻液得以回用的同时不产生新的 污染源
六、处理回用液达到的工艺生产条件
6.1 再生子液控制参数（处理系统）
管控项目
管控范围
参考设定值
pH
9.3-9.8
9.5
铜离子(g/L)
20-40
风量：4800m³/h 风速：6m/s
风量：195m³/h
风速：2.7m/s
十、废气、固、液、噪音等排放及处理
10.1 废气处理工艺
处理工艺原理： 电解槽及储存桶与调配过程中所挥发出的氨气通过抽风系统进入客户酸水喷淋塔中，
达到完全去除氨气。
反应机理： NH3 +Ｈ+
NH4+
10.2 废气、固、液等排放成分及数量
电解再生液
电解铜
含铜量（%）
0.42
0.38
99.2
总量（T）ຫໍສະໝຸດ 0.03780.03428.928
7.1.2 水平衡
根据设备供应商介绍，本项目使用的设备常年连续处于封闭状态运行，车间地坪进行
一般清扫，无需冲洗，且各设备进料单一，设备只需要定期进行清洗，新鲜水大概需要 5 吨
每月。 项目
含水量（%）
洗气塔用水 75
30
氯离子（g/L）
175-200
185
备注：可根据客户实际需求进行调控。
6.2 蚀刻液工作技术参数（生产现场）
管控项目 比重（g/mL）
铜离子(g/L) 氯离子(g/L)
温度(℃) 蚀刻速率(um/min)
蚀刻因子
管控范围 1.17～1.23 110～150 175～210
48～52 60～75
系统类型
废弃物种类 月排放量
成份及含量
处理方式
碱性直接 电解铜回 收系统
废棉芯 分析废水 废酸水
废气
32 支
0.5 吨 10 吨
Cu2+<1g/L,OH-<0.5N
硫酸,硫酸铵, pH 值 4～6
25000m3/H
氨气<0.2ppm
废品回收 排到综合废水池 排到酸液池或微蚀废水池
达标排放
10.3 固废体 10.3.1 排放物：碎布、废纸、过滤器棉芯。按现有贵公司固废处理方案处置。 10.3.2 废气、固、液、噪音等排放值符合国家、行业的法律、法规 废气：符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）表 2 标准 废水：符合《污水综合排放标准》（GB8978—1996）表 2 标准 10.3.3 废气的产生及处理方法 直接电解槽在电解过程中，会有氨气挥发现象，可通过抽风收集后进入 酸液喷淋吸收后达标排放。喷淋塔中的水控制 pH 值在 4～6 之内，当氨气与 硫酸中和时，喷淋水的 pH 值不断升高，当 pH 值升至 6 时，通过 pH 自动控 制添加调配好的硫酸溶液调节 pH 值到 4 继续吸收处理氨气，如此循环工作。 十一、安全方案
0.16
抽气及挥发 2
0.064
7.1.4、碱性蚀刻废液回收处理生产线氯平衡 处理碱性蚀刻废液 80 吨/月，大概需要有 3 吨氯化氨，其具体分布如下表：
项目
蚀刻生产线 组分调节
蚀刻水洗
含氨量（%）
90
8
2
总量（T）
2.7
0.24
0.06
八、系统主要物料与设备明细
主要物料名称 物料规格
液氨
100%
氯化铵
11.3 硫酸的储存及泄露应急处理 硫酸要储存于阴凉、通风的库房；库温不超过 30℃，相对湿度不超过 85％；
保持容器密封；应与碱类、胺类、碱金属、易（可）燃物分开存放，切忌混 储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容设施。
硫酸万一发生泄露，应迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，
严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸工作服。不
蚀刻液需储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过 35℃。 应与酸类、金属粉末等分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备 和合适的收容设施。
蚀刻液万一发生泄漏时应迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行 隔离，严格限制出入。应急处理人员配戴自给正压式呼吸器，穿防碱工作服。 不要直接接触泄漏物，切断泄漏源。泄漏液进入防泄漏地沟入防泄漏池。为 不影响蚀刻缸的生产品质，泄露液参照碱性蚀刻液最终处置方法。
≥2
参考设定值 1.20 135 185 50℃ 65 2.0
七、物料平衡
7.1 主要物料平衡 7.1.1 铜平衡
系统中铜离子来源及去向明细，碱性蚀刻废液按 80 吨/月（比重约 1.2，即约 66.7m3）
的产能计算，原始废液中铜离子浓度在 135g/L 左右，含铜量约为 9 吨/月。
项目
蚀刻水洗
≥99.5%
碳酸氢铵
≥99.5%
电解稳定剂
100%
蚀刻添加剂
100%
包装规格
主要设备名称 设备规格
200kg/瓶
电解槽
80 吨
25 kg 或 50kg/袋
整流机
2400A 18V
50kg/包
储存桶
5 吨若干个
1kg/包
磁力泵
0.37kw 若干台
1kg/包
搅拌缸
2500L
九、系统水、电要求
项目
市水 水
11.1、设备的防泄漏措施 设备安装时须有环境保护措施，根据现场情况确定直接电解槽、废气塔、
贮液缸等设备的安装环境保护措施，车间须有防漏地沟和防漏收集池相连， 加装防泄漏桶等保护措施。当设备安装于一楼时，必须安装一个容量 6～8 吨的防泄漏桶；当设备安装于二楼时，必须安装一个容量 8～10 吨的防泄漏 桶；防泄漏池和防泄桶应有良好的连通装置。如果设备安装所在公司有相应 的防泄漏设施时，防泄漏托盘、防泄漏池应与所在公司相应的防泄漏设施有 相应的连通，且与所在公司在防泄漏工作方面保持良好的沟通。废气塔排放 口应设在合理的位置，避开上风口及防止吹向居住区。 11.2 蚀刻液的储存及泄漏应急处理
冷冻水
电 抽风
电源线 能耗 环境抽风 设备抽风
需求明细 0.5～3kg/cm2，温度：常温，月需求量：30 ～ 40m3/月；
进:0.5～3Kg/cm2，温度：20℃以下,需求量：6 m3/h； 出：0.5～3Kg/cm2，温度：常温,排量：6 m3/h； 80KW ， 380V ,3相5线 60000～90000度/月