碱性蚀刻液循环再生系统

套
项
36
钛板组件
1050×660mm
组
37
阴极片组件
1065×714mm
组
3
40
抽风管道工程 废气处理塔组件
项 2440×1380×1200 组
41
电气及管道工程
项
42
电控组件
1200×800×400 组
43
电控系统
配电组件
800×600×400
组
44
50
储存设备
电气工程 大型存储系统
项
PT-10000L
套
51
中型存储系统
PT-6000L
套
1 1
1
1
32000
1
1
1
1
28000
1
1
1
1
1
31000
1
1
1
1
5
115
5
5 102000
4
10 4 1 5 1 1
60
300000
55
11000
1
1 12000
1
1 1
1
23000
1
4
57000
2
以客为尊、实现9双913赢！
五、设备清单、造价（100 吨/月废液处理规模）
序号 成品名称
1
2
铜
3
分
解
4
系
统
5
6
7
半成品名称
规格
单位 单套数量 金额
废液中转缸组件
1490×600×650 组
1
3500
再生中转缸组件
1810×1105×650 组
1
4300
过滤机组件
20″
组
4
6000
机架组件
1510×3020×1250 组
2
20000
油水混合
澄清分层
油水分离
萃取主要反应：2RH＋Cu2＋＝CuR2＋2H＋ 铜络离子的离解反应：CuLm＝Cu2＋＋Ml
反萃
（RH 表示萃取剂） （L 为 NH3 或 Cl-）
用含 H2SO4 的硫酸铜电积后液与经过洗涤的负载萃取剂充分接触，使铜从萃取剂（油相） 中转入水相中，同时卸载后的萃取剂恢复萃取功能。其工艺过程与萃取一样，包括下面三个 步骤：
酸中转组件
1385×750×650 组
1
3600
缸体组件
2940×1040×580 组
1
30000
搅拌系统
套
1
以客为尊、实现8双813赢！
8
药液配管及工程
套
9
电气工程
项
10
M
缸体组件
3000×1230×580 组
11
X
搅拌系统
套
12
2 药液配管及工程
项
13
缸
电气工程
项
14
M
缸体组件
940×3000×1230 组
OUT
IN
图 3 喷淋塔的构造
以客为尊、实现6双613赢！
三、设备水电要求及连接示意图
以 100 吨/月废液处理能力的标准设备为例。设备有自来水和冰水接入，总电负荷为 80KW，设备总占地面积 100m2。图 4 为体系中各设备的连接示意图，各操作单元有机连接， 从而组成一个封闭式的在线循环系统。
油水混合
澄清分层
油水分离
反萃主要反应：CuR2＋2H2SO4＝Cu SO4＋2 RH （RH 表示萃取剂）
硫酸铜电积
分别用钛活性涂层板和紫铜片作阳极和阳极，对反萃所得的硫酸铜溶液进行电解，得到 标准阴极铜产品，实现了铜金属的回收，电积工艺操作条件如下表 1 所示。
以客为尊、实现4双413赢！
表 1 电积工艺操作条件
图 2 蚀刻液再生工艺
以客为尊、实现5双513赢！ 为了达到蚀刻组份的精确控制，每次均需对再生液的 Cu2＋、NH4＋、Cl-等离子以及 PH 值 进行化验，根据化验结果确定所需添加的氨、氯化铵的量，使蚀刻液的蚀刻性能达到最优。 其调配流程图如图 2。
电解槽气体的处理
硫酸铜电积时阳极产生氧气，可能携带部分硫酸雾，它可以通过碱性水沫除去酸雾后排 气。硫酸雾与喷淋塔里的含氢氧化钠的水沫中和，使排放的气体符合标准。喷淋塔里的水控 制 PH 值在 8～13 之内，当硫酸雾与氢氧化钠中和时，喷淋水的 PH 值不断降低，当 PH 值降 到 8 时，用氢氧化钠调节 PH 值到 13 不断循环使用，图 3 为喷淋塔的构造示意图。
从实际生产过程的实测情况看，每吨蚀刻液在经过了蚀刻和循环再生后将损耗掉氨约 30kg,氯化铵约 25kg,因此在进行再生液的调配时必须相应的补加等量的氨和绿化氨。物料的 损耗主要发生在蚀刻生产线，蚀刻液的循环再生过程中。
抽萃余废蚀刻液 投入蚀刻
取样分析
加氨水、蚀刻盐、添加剂 搅拌 不 合 格 化验 PH 值、Cu2﹢、Cl-
碱 性 蚀 刻 液 循 环 再 生 系 统
以客为尊、实现1双113赢！
一、 项目背景
PCB（印制电路板）是电子产品的基本零部件，作为电子工业三大支柱之一，由于电子 信息产业的发展，其需求量不断增加，近20年来我国的PCB行业近年一直保持高于10%的年 增长速度，目前有多种规模的PCB企业近4000家，年产量达到2亿平方米。随着生产规模的迅 速扩大，PCB生产过程中产生的危险废物也与日俱增。蚀刻是PCB生产中耗药水量较大的工 序，也是产生废液（即危险废物—废蚀铜液，按国家环保总局的废物分类命名）和废水（即 一次洗涤废水和二次洗涤废水）最大的工序，一般而言，每生产一平方米正常厚度（18µm） 的双面板消耗蚀刻液约为2～3升，并出废蚀刻液2～3升、一次洗涤废水50～75升、二次洗涤 废水80～100升。PCB生产中蚀刻时产生的大量废液，其含高浓度的铜、氯、氨等，如果不加 以适当的处理，对环境影响很大。
蚀刻废液目前主要以末瑞治理的方法加以处理，废液产生后采取分散运输，集中后采用 制取硫酸铜的工艺处理，在运输工程中存在着跑、冒、滴、漏等污染危险，其处理工艺仅将 铜元素回收利用，而对 85%以上的组份如氨水、氯化氨、有机添加剂等只中和处理后排放， 既造成资源浪费，又产生严重的二次污染。
目前国家强调节能减排、循环经济，走可持续发展的道路。2009 年 2 月 1 日，环境保护 部正式发布实施《清洁生产标准 印制电路板制造业》标准，要求蚀刻线必须配套再生循环 系统；蚀刻液再生循环技术被列入了《2009 年国家鼓励发展的环境保护技术目录》（第 31 项），《2010 年国家重点环境保护实用技术》中蚀刻液再生循环技术是 11 项 A 类技术之一， 意味着国家将在 PCB 行业强制推广。越来越严的环保要求使 PCB 企业面临着前所未有的环 保压力，也为 PCB 企业推行清洁生产提供了动力。中国 PCB 工业要想持续快速发展，必须 通过加强治理，走清洁生产的循环经济道路，成为资源节约型、环境友好型的行业。零排放 的蚀刻液再生循环技术是与蚀刻生产线有机结合的闭合循环系统，是消除 PCB 铜蚀刻废液 “二次污染”的有效措施和重大革新，不仅在减少污染物排放、保护环境资源方面具有很好 的社会效益，而且具有很好的经济效益。
15
X
搅拌系统
套
16
3 药液配管工程
项
17
缸
电气工程
项
18
缸体组件
2940×540×1040 组
M
19
X 药液配管及工程
项
20
4 药液中转缸组件
组
21
缸 氨水中转缸组件
组
22
电气工程
项
23
AC 缸组件
1090×1500×1220 组
24
循环泵组件
7.5Hp
组
25
电解槽组件
1220×1200×1570 组
图 4 设备连接示意图
四、系统的防泄漏及事故应急处理方案 防泄漏措施
设备安装时要注意环境保护措施，根据现场情况合理确定电解槽、废气塔、萃取反萃缸、 贮液缸等设备的安装环境保护措施，可用开地沟、做防泄漏拖盘、做防腐地坪、加装防泄漏 桶等保护措施。拖盘的空余体积应大于最大贮液缸的体积的三分之一，防泄漏拖盘、防泄漏 池和防泄桶应有良好的连通及装置。如果设备安装所在公司有相应的防泄漏设施时，防泄漏 拖盘、防泄漏池应和所在公司相应的防泄漏设施有良好的连通，且和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。
蚀刻液的储存及泄漏应急处理
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材料。
蚀刻液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。 建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物，尽可能切 断泄漏源。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释 后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤收容。用泵转移至专用收集器内，回收或运至废物处 理场所处置。
同极距 电流密度 电解液含铜
mm
A/m2
g/L
110
100～240
12～45
电解液温 电解液流速
度
m3/m2.h
进液方式
不加温 0.1～0.2
底边盘管
电极反应如下所示：
电解液含硫酸 电解液含铁 电解液含油
g/L
g/L
180～220
＜1
g/L ＜10
阳极
阴极
添加剂
钛涂层
紫铜片
不添加
阳极反应：4OH－＝O2＋2 H2O＋4e
萃取
利用铜等在萃取剂与蚀刻废液中的分配比不同，通过萃取剂与蚀刻废液混合，使蚀刻废 液中的铜转入转入萃取剂，以达到分离铜的目的。所选萃取剂具有如下特点：
ⅰ适于从氨性碱性氯化铜液中萃取铜，氨不被萃取。 ⅱ对铜的萃取选择性好，即铜铁分离系数大。 ⅲ净铜交换量大。 ⅳ萃取和反萃速度、萃取和反萃分相快。 工艺过程包括下面三个步骤：
蚀刻液
蚀刻
蚀刻废液
萃取
负载铜油相 一道水洗
水相
油相 反萃
油相 二道水洗
水相 组份调节 再生蚀刻液
水相 电积
水相 RO 膜处理 PH 调节
油相 O2 排空 阴极铜 电积后液
图 1 碱性蚀刻液再生循环技术工艺路线图
以客为尊、实现3双313赢！ 碱性蚀刻液再生循环技术采用溶剂萃取—电解还原法，从失效蚀铜液中分离回收铜，同 时通过补加药剂，使失效蚀铜液得到有效回收并循环使用。整个工艺具有操作可连续自动化、 设备新颖、成本低等特点，其工艺技术路线如下图 1 所示。
以客为尊、实现7双713赢！
液氨的储存及泄漏应急处理
液氨储罐应置于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过 30℃。应与氧化剂、 酸类、卤素、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产 生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
发生液氨泄漏时应迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离 150m，严格限制出入。 切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。 合理通风，加速扩散。高浓度泄漏区，喷含盐酸的雾状水中和、稀释、溶解。构筑围堤收容 产生的大量废水。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至 PCB 厂水洗塔或与塔相连的通 风橱内。储罐区最好设稀酸喷洒设施。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
六、设备运营成本
序 制程 号 名称
物料名称
物料 单位
物料 单价
吨铜物料 消耗量
吨铜物料消 耗成本
备注
1 萃取 萃取剂 AB 油 升
100 元/升
2 反萃 硫酸（98%） kg
1.75 元/kg
3 电解
阳极钛板 片
5000 元/片
4 电解
阴极铜片 片
200 元/片
5 电解
电费
度
1 元/度
6 调药
26
铜条组件
6×40×1110
组
27
方铜组件
50×40×1310
组
28
方铜组件
50×40×1200
组
29
电解系统
30
31
32
33
34
35
方铜组件
铜条 铜条 整流系统 抽风盖组件 电控系统 药液配管及工程
50×40×520
组
10×80
米
12×120
米
4000A/15V
套
255×1320×930 组
800×600×400
阴极反应：Cu2＋＋2e＝Cu
萃余蚀刻液再生
废蚀刻液经萃取剂选择性萃铜后，然后进入调配过程。尽管萃取过程只是选择性萃铜， 废蚀刻液中其余成分未变，但经过蚀刻过程后的废蚀刻液成分除铜的变化外，还有或多或少 的氨、氯及蚀刻盐、蚀刻添加剂的减少，因此，萃余废蚀刻液还需调配成分，以恢复其蚀刻 功能满足蚀刻线上的要求。
二、碱性蚀刻液再生循环技术工艺说明
我们的技术开发战略是从源头污染预防而不是从被动后期污染治理的角度出发，对 PCB 企业各工序（即污染源）的应用技术要求和污染源特征进行本质分析，以确定其采用循环使 用、清洁生产的技术可能性；针对各工序（即污染源）产出的不同类型液体废物（废蚀刻液、
以客为尊、实现2双213赢！ 一次洗涤氨废水、）之具体特点，分别实行资源化、和无害化战略，对其有价部分进行回收， 有用部分进行完全回用，确保 PCB 企业蚀刻工序在生产上品质更稳定、废物零排放（清洁生 产）、经济上成本大幅降低（≥75%）的实现。
52
53 54 安装调试工程
萃取剂
小型存储系统 磁力泵组件
AB 油 小计
PT-3000L
套
3
组
7
项
1
30000
L
2000
200000
893400
注：设备总成本约 90 万元，其中钛板 60 片，5000 元/片，共 30 万元，需一年
半一次性更换；AB 油 2000L,100 元/L，共 20 万元，需一年一次性更换。