酸性蚀刻废液再生循环回收系统 _120吨_ (1)

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酸发生中和反应并放 性。
热。
分子量 106.44,通常为白色或微黄色等轴晶
体。味咸而凉,易溶于水、微溶于乙醇。在 酸性溶液中有强氧化作用,300℃ 以上分解
不燃爆
出氧气
毒性毒理 LD50400mg/kg,(兔经口); LC504600mg/m3,1 小时(大鼠吸入)
LD50:无资料 LC50:无资料
洗铜水 2
0.264
8.项目废水产生情况
8.1 废水 8.1.1 生产废水:
本项目生产废水主要为酸性蚀刻废液的废水以及洗气废水。酸性蚀刻废液处理工 程产生的废水量项目年处理酸性蚀刻废液 1440 吨(比重约 1.3,即约 1100m3), 由于盐酸、氯化钠的投加,低铜酸液会过量,因此会排放一定的废液,根据工艺设 计,废水排放系数约 6.5%,即年排放废水约 71.5m3,主要污染物有 Cu、SS、 COD 等。该部分废液与铁块溶解生成氯化亚铁,作为工艺后续的铁水吸收槽原液使 用,饱和后打至三氯化铁储液槽,委外处理或作为污水处理站絮凝剂使用和制作聚 合氯化铁副产品外售。
8.1.3 氯气吸收塔水: 酸性蚀刻液氯气吸收装置,该装置为 3 个铁水吸收槽与 1 个碱液吸收槽,铁
水吸收槽有效储液量为 2m3/槽,碱液吸收槽体有效储液量为 0.48m3/槽,铁水吸收 槽中为过量的蚀刻废液加入铁块配置成的二氯化铁溶液,碱液吸收槽使用碱喷淋。 铁水通过射流泵吸收氯气,饱和后打至三氯化铁储液槽,委外处理或作为污水处理 站絮凝剂使用和制作聚合氯化铁副产品外售。碱液吸收槽洗涤废水循环使用,每天 排放至厂内污水处理厂处理,单台用水量为 160m3/a,损耗率以 5%计,则废水排放 量为 152m3/a;
参数控制如下: 酸性蚀刻废液处理工艺操作条件
同极距(mm) 电流密度(A/m2) 电解液停含铜(g/L) 电解液温度 进液方式 阳极
阴极
90
200
20~50
≤40℃ 管道输送 钛涂层
钛板
由于在电路板生产蚀刻工艺中板面会带走一定量的蚀刻液,因此在此过 程中蚀刻液可看作是一个自动更新再生的物质,药水通过电积后只需补加损 耗的物料,不会带入其他物质,所以蚀刻液在体系内可不断循环使用,不需 要更换。
8.1.2 洗气塔废水: 1 套碱雾洗气塔对酸性蚀刻废液处理工段产生的盐酸雾、氯气进行处理,现有
洗涤塔有效储水量 2m3,洗气塔原废水排放周期约一天 2 次,本项目酸雾通入 后,其处理的负荷有所增加,排放周期将略有缩短,平均以每天增加一次排放进 行估算,则单台增加的用水量约为 840m3/a,损耗率以 5%计,则该套废气处理系 统增加废水排放量为 798t/a。
0.42
0.3
0.08
99.2
总量(T)
0.0562
0.0401
0.0107
13.273
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,设备不需要进行清洗,新鲜水大概 需要 30 m3/月。
项目
洗气塔用水
组分调节
洗铜水
2. 项目废液来源、成分及设计处置规模合理性分析
2.1. 酸性蚀刻液产生于酸性蚀刻线的蚀刻槽 2.2. 酸性蚀刻是以酸性蚀刻液将铜箔基板上未覆盖干膜之铜面全部溶解,留下被
干膜保护的铜线路,化学方程式如下: CuCl2+Cu→2CuCl
6CuCl+ NaClO3+6HCl→6CuCl2+3H2O +NaCl
3.原辅材料情况
3.1 项目使用的化学原辅材料
工艺流程
酸性蚀刻 废液再生循 环回收利用
处理系统
原料 1 原料 2 辅料 1 辅料 2
物料类别
酸性蚀刻液
氯酸钠 盐酸
氯化钠 工业废铁 氢氧化钠 电解稳定剂 蚀刻添加剂 过滤棉芯
成分含量 H+:1.5~2.5 N Cu2+:100~160g/L Cl-:220~280 g/L
1
三氯化铁储存罐
PT-10000L
2
酸性蚀刻液子液储存罐 PT-10000L
2
新增 新增 新增 新增 新增 新增
酸性蚀刻废液储存罐
PT-10000L
2
依托现有
5.项目工艺流程及主要产污环节
5.1 酸性蚀刻液及铜回收工艺流程图
图 5-1 酸性蚀刻液及铜回收工艺流程图 5.2 工艺说明
酸性蚀刻液进入阳离子膜电沉积系统处理采用的是批量进液处理,每批次进液量 约 5 吨,每批次处理时间约 7 天。
120
1440
持续溢流
2.5.技改项目设备处理规模与生产废液的匹配度 技改项目购置的酸性蚀刻废液处理设备单套处理能力 140 吨/月,共设置 1 套设
备,设计处理能力 1680 吨/年。企业根据以往三年废液危废转移联单,并按照实际 产能推算酸性蚀刻废液产生量约 1440 吨/年。由此可见,项目设计的处理规模与公 司废液产生量相匹配,设计的处理规模是合理的。
酸性蚀刻废液再生循环回收利用系统
1.项目背景
在线路板制造流程中的蚀刻工序,是线路板制造的一道重要工序,此工序过程中产 生的废液是一种高含铜量的废液[含铜 100-180 克/升]。对此蚀刻废液,目前通行的做 法是作为危险固废由资质单位进行回收处理。从清洁生产的角度来看,蚀刻废液具有较 高的回收价值。作为废物处理,一方面是废物处理公司对蚀刻液中的铜进行回收后,对 废液中酸及少量的金属铜离子的处理存在较大的难度,造成“二次污染”,从而对当地 水体生态系统造成较大破坏;另一方面,蚀刻液作为废物处理极大的增加了企业的运行 成本。
≥99%
≥31%
≥99% /
≥96% 100% 100% 10um
年消耗量
1440t
40t 500t 20t 60t 35t 450kg 720kg 144 支
最大储存量
3
50 m
0.5t 30t 2t 2t 3t 20kg 30Kg 48 支
包装规格 储运方式
3
10m /罐
液态、储罐
25kg/袋
3
LD50(大鼠,经口)1200mg/kg
4.项目主要设备
作业区
设备名称 铁水吸收槽
设备型号 1.98
数量 3
备注 新增
碱液吸收槽
1.98
1
电解槽
2.2
7
新增 新增
AC 缸
2.2
1
废液中转缸
850*600*1000
1
酸性蚀刻废液处理线
溶解吸收缸
2100*1100*1000
2
再生液添加缸
1000*500*1000
10m /罐 50kg/袋
散装 25kg/袋 1kg/袋 1.5kg/袋 24 支/箱
固态、袋装
液态、PVC 桶 固态、袋装
固态 固态、袋装 固态、袋装 固态、袋装 固态、箱装
3.2 项目使用的主要有毒有害原辅材料理化性质和危险性
名称 盐酸
氢氧化钠
氯酸钠
化学Βιβλιοθήκη Baidu HCL NaOH
NaClO3
理化特性
燃烧爆炸性
酸性蚀刻液循环再生系统是采用阴、阳离子膜电解—电沉积氧化法对低 ORP、 高含铜量的酸性蚀铜液进行处理。通过电解氧化法提高溶液的 ORP,同时通过电沉 积法得到阴极电解铜,降低蚀铜液的铜离子含量使其得以循环利用。废蚀刻液中的 铜离子与蚀刻液进行无损分离,保持蚀刻液原有的化学成分,然后通过有效处理等 使其成为具有稳定蚀刻性的再生子液重新返回工厂蚀刻线。酸性蚀刻液循环再生系 统主要包括三个组成部分:阳离子膜电沉积提铜循环系统、氧化性气体吸收系统、 再生液调配监控系统。酸性蚀刻废液经管道收集输送至项目废液中间槽罐内,再通 过管道进入电解系统电解,电解反应式: 阳极反应:2Cl-=Cl2+2e 阴极反应:Cu2++2e=Cu
无色或微黄色有刺激性臭味液体,熔点- 沸本品不燃,具强腐
115.8℃点为-84.9℃,比重约 1.2,易挥 蚀性、强刺激性,可
发,与水混溶,可溶于碱液。
致人体灼伤。
本品不会燃烧,遇水 白色不透明固体,易潮解,密度 2.12,熔点
和水蒸气大量放热, 318.4℃,沸点:1390℃,溶于水、乙醇,不
形成腐蚀性溶液。与 溶于丙酮。强碱,本品有强烈刺激和腐蚀
30 0.047 30
废水
酸性蚀 刻废液 处理工 艺段
废水量 COD SS
铜离子
/ 400 150 1200
152 0.009 0.003 0.021
/
152
/
50 0.001 50
30 0.007 50
0.3
0
0.3
9. 大气污染物产排情况
9.1 有组织废气
根据本项目的工艺流程分析,项目在生产过程中产生的有组织废气主要为氯气 雾、盐酸雾。各废气产生量根据《环境统计手册》酸雾计算公式估算: Gz=M(0.000352+0.000786U)·P·F 式中:Gz——酸雾量,kg/h;
6. 产污环节
6.1 本项目污染物产生环节汇总:
类别
废气
有组织
废液 固废 噪声
有组织
有组织 酸碱泵 1 酸碱泵 2
污染源 酸性蚀刻废液电解、组 份调节 酸性蚀刻废液电解、组 份调节 洗气塔 酸性蚀刻液定期排放 四芯过滤 铁水吸收槽
等效 A 声级
污染组成 HCL、Cl2
HCL pH、COD、SS COD、SS、总铜
2.3.酸性蚀刻 5 废液中的主要成份有:
主要成分 盐酸(moL/L) 铜离子(g/L) 氯离子(g/L)
含量
1.5~2.5
100~160
220~280
2.4.蚀刻废液产生情况一览表
项目工艺 危险废物种类 危险废物分类编号 平均月排放量(吨) 年排放量(吨) 排放方式
酸性蚀刻 酸性蚀刻废液 HW22-397-003-22
蚀刻线蚀刻板时蚀刻槽液中还需要额外加入 NaClO3 和盐酸来补充蚀刻过程的消 耗,反应式: 6CuCl+ NaClO3+6HCl→6CuCl2+NaCl+3H2O
经过此工艺电解后的电解再生液,具有不损失蚀刻液原有的组成元素,通过比重 控制使得蚀刻液中的主要成分得以回用,同时将电解过程中产生的 Cl2 得到最大回 用,减少了氧化剂的添加。氧化性气体吸收系统为生产系统的一部分,一旦该部分 设备出现故障,就会有 Cl2 外逸,报警装置自动报警,生产装置和报警装置联动, 停止生产。 5.3 电解采用活性涂层钛板作为阳极板,采用未覆涂层钛板作为阴极板,其工艺技术
M——液体分子量; U——蒸发液体表面上的空气流速,m/s; P——相应于液体温度下空气的饱和蒸汽分压力,mmHg; F——蒸发面的面积,m2。 9.2 酸性蚀刻废液回收系统 酸性蚀刻废液回收系统中组分调节在尺寸为 1000*500*1000mm 再生液添加缸 中进行,在搅拌混合过程中将有 HCl 产生,再生液添加缸上部有盖板,风速取为 0.2m/s,再生液添加缸盐酸浓度控制在 20%,饱和蒸汽压 P=27.3pa(2mmHg),则 HCl 挥发量为 0.018kg/h,收集效率在 95%以上,有组织收集量约为 0.017kg/h。挥 发的 HCl 经相应的抽风管连接到废气洗涤塔内,送入碱液喷淋洗涤塔处理(和碱性蚀 刻液处理系统硫酸雾处理共同设置 1 套),尾气通过 1 个 15m 高排气筒排放。
废滤芯 三氯化铁溶液
连续产生
7. 工程污染源分析
7.1 主要物料的月平衡 7.1.1 铜平衡 项目铜离子去向主要有四部分,产生每月酸性蚀刻废液 120 吨(比重约 1.3,即
约 92.3m3),原始废液中铜离子浓度在 145g/L 左右,含铜量约为 13.38t。
项目
蚀刻水洗
电解液
洗铜水
电解铜
含铜量(%)
电解过程产生的 Cl2 具有强氧化性,是蚀刻液很好的氧化再生剂,经过负压抽吸至溶 解吸收槽进行蚀刻液的再生,反应式:
2CuCl+Cl2=2CuCl2 在上述反应过程通过仪器控制氧化还原电位,CuCl 保持在高位,使得反应中 Cl2 得到充 分的吸收。同时在过量后自动切换排至铁水洗气塔,通过氯化亚铁来吸收过量的氯 气,并在后端设置一个碱洗喷淋缸,以进一步吸收氯气后再通过管道进入现有的碱 洗塔,而且氯气可溶于水,经吸收后排放的氯气极少。 反应式如下: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
8.1.4 本项目水污染物产生及排放情况:
废水类 型
产污环节
污染物产生量
治理措 污染物排放量 标准浓度
产生量 浓度(mg/L) (m3/a)

浓度 排放量 (限值)
(mg/L) (m3/a) (mg/L)
废水量
/
798
洗气塔 洗气塔 废水 段
COD
150
0.234
SS
70
0.109
/
798
/
50 0.078 50
目前,蚀刻液再生及铜回收技术已经成熟,该回收技术能将废蚀刻液完全循环再 生,并获得高经济价值的电解铜产品且整个生产过程为闭路循环,对 PCB 行业实现清洁 生产和资源循环利用具有里程碑的意义。2009 年 2 月 1 日国家正式颁布的《清洁生产 标准印制电路板制造业》(HJ 450-2008)中就明确规定,一、二类清洁生产企业必须配 置此类资源回收设备。
抽气及挥发
含水量(%)
15
75
8
2
总量(T)
4.5
22.5
2.4
0.6
7.1.3、酸性蚀刻废液回收处理生产线氯平衡 处理酸性蚀刻废液 120 吨,大概有 13.2 吨氯,具体分布如下表:
项目 含铜量(%)
总量(T)
蚀刻生产线 80
10.56
电解液 3
0.396
洗气塔水 5
0.66
铁水吸收缸 10 1.32
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