废蚀刻铜液制取氧化铜及废液的再生条件研究

印刷电路板蚀刻液主要分酸性、碱性两大 酸蚀刻液 （ ’(7 3 ’!>!） 反 应 式 为 ： () * 它是个放热反应， 盐 ’!>! * !’(7 @ ()(7! * !’!>。 酸中的 ’(7 气体将会逸出， 这对环境的污染非常 严重， 并且 ’!>! 分子较不稳定， 易分解， 导致蚀 刻速率下降， 所以这里暂不讨论酸蚀刻液。 碱蚀刻液（ 蚀刻铜的反应式为： <’$ 3 <’+(7） () * !<’+(7 * ’!>! * !<’$・’!> @ 〔 () 0 <’$ 4 +〕 (7! * +’!>。
() / %5, - %%, " -, % 0 1・ 2 3 % 4
母液 从表 ! 可以看出， &’ 值控制在 ., " 时， 中残留的 ()! * 浓度最低， 沉淀较完全。
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对去铜后的母液指标的调整 将沉淀铜化合物分离后得到的母液， 通过调
节 &’ 值、 温度、 使得母液成为蚀刻印刷 (7 3 浓度， 电路板的蚀刻液， 达到废液回收利用的效果。
表& 编号 / ! $ 2 & 温度 ’( !" !& $" $& 2" 温度对蚀刻的影响 )* + ’ , -・ . + / 0 /2& /2$ /2! /2$ /2/ 铜箔刻蚀量 ’#3 ! #3 $ #3 $ 43 4 &3 % 时间 ’1 /3 & /3 & /3 & /3 & /3 &
刻废液按一定的比例混合，控制 87 ; 43 "，生成 式氯化铜沉淀， 进行固液分离， 经抽滤后， 在过滤 沉 淀 后 得 到 的 废 母 液 中 ， 通 过 加 入 672)* 或 7)* 和 67$ ・ 7!: 调整溶液中的氯离子含量为 制得了蚀刻电路板的碱性 /2" -・. + /、 87 ; 93 4， 蚀刻液。铜的固体化合物洗涤后， 在水中重新分 散， 在加热的情况下向沉淀中加入适量 6<:7 得 经过过滤、 洗涤、 煅 到 )=: 和 )= , :7 0 ! 混合物， 烧得到超细的 )=: 产品。此方法也可以单一处 理碱性蚀刻液，可直接用 7)* 调整 87 值来分离 铜。蚀刻液调整方法同上所述。 通过以上方案， 充分的综合利用了蚀刻电路 板废液， 一方面可给生产厂家带来很好的经济效 益， 使得铜腐蚀印刷电路板的传统工艺获得较强 的生命力，另一方面也可以消除环境污染，对电 子工业的振兴和发展具有重要意义。
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再生资源研究
!""# 年第 $ 期
废蚀刻铜液制取氧化铜及废液的再生条件研究
宋 弘， 石荣铭
%!&"&"） （ 西南科技大学材料科学与工程学院， 四川绵阳
摘
要： 采用酸性蚀刻废液与碱性蚀刻废液混合沉铜的方法制取氧化铜， 讨论了酸度对沉
淀的影响； 同时， 对沉铜后母液用于制取碱性蚀刻液的指标的调整、 蚀刻速率进行了研究， 达到 了废液重复使用的目的， 是一种较理想的再生利用电路板废液和回收铜的方法。 关键词： 印刷电路板； 蚀刻液； 氧化铜； 废液； 回收利用
比例混合后， 用 &’ 计测定其 &’ 值， 经过滤后测 得母液中 () 的含量， 结果见表 !。
表! &’ 值
!*
&’ 值与母液中残留 ()! * 的关系 +, -, " -, %, 6 ., " ", $ ., ", #, " %, 5 #, +, -
+, "
后， 其结果见表 +。
表+ 编号 % ! $ + . 溶液 &’ 值 6, 5, " 5, + 5, . 5, 6 %", " &’ 值对蚀刻的影响 溶液 (7 3 / 0 1・2 3 % 4 %-" %-" %+# %+. %+! %+" 铜箔刻蚀量 /1 %, # +, 5 ., 6 #, ! ., 6 ., . 时间 /8 %, %, %, %, %, %, -
892")6*"： U P<S G1<G G1D <LINIL DGL1IM- JC*=GICM PIG1 G1D <*V<*IMD DGL1IM- JC*=GICM PDHD 5IWDN <MN NDX 8CJIGD LC88DH GC 8HD8<HD G1D LC88DH CWIND 1<J YDDM <NC8GDN， <MN G1D IME*=DMLD CE G1D <LINIGS GC ND8CJIGICM P<J NIJL=JJDN； FD<MP1I*D， G1D <NZ=JG5DMG CE G1D IMNDW G1<G G1D 5CG1DH JC*=GICM CE G1D LC88DH ND8CJIGICM HDG=HMDN GC =JD ECH G1D <*V<*IMD DGL1IM- JC*=GICM <MN G1D DGL1 H<GD 1<RD YDDM JG=NIDN， <MN G1D P<JGDP<GDH 1<J YDDM =JDN HD8D<GDN*S， <MN IG P<J < 8DHEDLG 5DG1CN GC HDLSL*D LIHL=IG YC<HN P<JGDP<GDH <MN HDLSL*D G1D LC88DH3 :1%7&)$2： 8HIMGDN LIHL=IG YC<HN； DGL1IM- JC*=GICM； LC88DH CWIND； P<JGDP<GDH； HD=GI*I[<GICM
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结果与讨论 废液加入顺序对铜分离的影响 在相同的条件下观察比较得出， 方法一反应
后得到的反应物固液分层明显，沉淀效果较好； 而方法二反应后产生了胶体， 溶液分层不明显。 因此， 采用方法一的加入顺序进行下面的实验。
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&’ 值对铜的回收影响 将酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液按不同的
!*
&’ 值对蚀刻的影响 在常温下， 分别配制 %"" ;2 含 (7 3 的浓度为 %6" 1・2 3 % <’+(7 溶液 . 份，即每份中称取 !# 1 固体 <’+(7，然后分别加 <’$・’!>，将 &’ 值分 !, 别调至 6, -、 然后用莫尔 5, "、 5, +、 5, .、 5, 6、 %"， 法测定其氯离子浓度；再分别量取 %"" ;2 溶液 于烧杯中， 加入 %" 1 铜箔和 # ;2 ’!>!， 充分反应
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温度对蚀刻的影响
再生资源研究
!""# 年第 $ 期
分别在 !" ( 、 !& ( 、 $" ( 、 $& ( 、 2" ( 下， 即 配制 !"" 5. 含 )* + /%" -・. + / 的 672)* 溶液， 每份称取 &2 - 672)* 固体，然后都将 87 值调至 再用莫尔法测定其氯离子浓度， 再分别量取 93 4， /"" 5. 溶液于烧杯中，加入 /" - 铜箔和 # 5. 充分反应后， 其结果见表 &。 7!:!，
8 +, / ;5 $ 2 7 9 +3 ! - $ +,+3 ! - % 5 ! < ! !+, ! / <5 2 $+3$ - 7;57+3 - !5+3 +, ! / <5 2 $ +3 - ;=<5 ! +,< - +, / <5 2 ! ;=+3 - 5!< +, / <5 2 ! ! +,< - 5!< &6 $ 实验步骤 / & 2 沉淀
!, +
0 $ 4 废母液的再生 9 + : 。
将分离沉淀后得到的母液，分别加入 ’(7、 使溶液调整到 &’ @ 5, .， 氯离 <’+(7、 <’$・’!>， 3% 子含量为 %+" 1 ・ 2 ，使废母液再生为蚀刻铜 液， 此时能够得到最佳效果。
(7 3 浓度对蚀刻的影响 在常温下， 分别配制 %"" ;2 含 (7 3 不同的 -
（ 工业纯） ； 工业纯） 。 ;57+3 ’(: （ &6 ! 反应原理及工艺流程 采用酸性蚀刻废液与碱性蚀刻废液混和、 过 滤， 沉淀出来的物质经加碱转化后， 洗涤、 干燥、 煅烧等过程得到氧化铜产物； 过滤剩下的滤液经 调整溶液中氯离子浓度、 使它又成 45 值等条件， 为新的蚀刻液， 达到废液回收利用的效果 8 ! 9 。反 应方程式如下， 工艺流程如图 & 所示。
取 -" ;2 碱性蚀刻废液于烧杯中， 再缓慢加Βιβλιοθήκη Baidu入酸性蚀刻废液反应， 观察其 &’ 变化。 当 &’ 达 到一定的时候， 沉淀完全时反应结束。过滤得到 碱式氯化铜沉淀。将碱式氯化铜沉淀分散在水 中， 在加热情况下缓慢加入 <=>’（ 溶液， 当 !"? ） 溶液 &’ @ %! 左右时生成产物 ()> 和 () 0 >’ 4 !。 产物经多次洗涤经检验无 (7 3 后过滤、干燥，在 得到超细黑色 ()> 产品。利 ."" A 煅烧 $" ;BC， 硫酸 用 ()> 的产品可以进一步生产各类铜盐 （ 铜、 硝酸铜、 氯化铜等） 。 类。
个试样， &’ @ 5, .，加入 %" 1 铜箔和 # ;2 ’!>!， 充分反应后， 其结果见表 $。
编号 % ! $ + 表$ (7 3 浓度对蚀刻的影响 3 (7 / 0 1・ 2 3 % 4 铜箔刻蚀量 / 1 %!$, $ %$+, ! %+" #, $ %+., 5 %-" ., 时间 / 8 %, %, %, %, %, -
由表 & 可知， !" ( 、 !& ( 、 $" ( 时蚀刻液对 铜腐蚀质量相差不大， 但在 $& ( 、 蚀刻 2" ( 时， 液对铜腐蚀与前面的温度相差就较大， 说明蚀刻 过程中温度不能过高，温度高了使 67$ 挥发加 快， 使得溶液 87 值降低， 从而蚀刻的速度变慢。 表 2、 表 & 可以看出， 对于碱蚀刻液 从表 $、 + （ ， 在 )* 含量为 /2" -・. + /， 67$ + 672)*） 87 值 在 93 4 左右， 温度在 !& ( 左右时， 蚀刻铜效果最 好。
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， 印刷电路板的生产是电子元件 工业中的最大行业，以惊人的速度突飞猛进，令 世人瞩目。 印刷电路板的蚀刻液分为酸性和碱性 两大类， 因此印刷电路板经蚀刻生产后就有酸性 蚀刻废液和碱性蚀刻废液产生； 酸性废液主要含 氯化铜和盐酸等， 碱性蚀刻废液主要含铜氨配离 子 8 & 9 。现在生产单位对废液的处理方法一般是经 过化学处理得到沉铜的化合物后，排掉废液，既 浪费了资源又污染了环境。 本文利用脱除铜后的 废蚀刻液中存在的大量氯化铵， 研究了蚀刻液对 铜的蚀刻条件，制备出新的蚀刻液，使废液经过 调整后循环使用， 在减少了环境污染的同时使资 源得到了综合利用。
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总结 根据以上一系列实验， 找出了印刷电路板蚀
刻液的再生和回收铜的新方法。 将酸性和碱性蚀
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入 )" >1 酸性蚀刻废 / +,+3! 2 ! 调节 45 值为 %6 "!搅拌反应 &" >?@!静置 $" >?@!观察分离 情况。 方法二：先取 )" >1 酸性蚀刻废液 / +,+3! 2 加入烧杯中 ! 在搅拌下缓慢加入 )" >1 碱性蚀 〔 刻废液（ +, / ;5$ 2 7〕 +3!） !调节 45 值为 %6 "!搅 拌反应 &" >?@!静置 $" >?@!观察分离情况。
酸性蚀刻废液 碱性蚀刻废液
铜箔 （ 上海化学试剂分装厂； 印 +,） ’’6 ’: ， 刷板原板， 四川江油超声电子厂； ;5$・5!< !(:
作者简介： 宋 弘（ ， 男， 西南科技大学本科在读。 &’() * ）
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废蚀刻铜液制取氧化铜及废液的再生条件研究
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图%
工艺流程
0 ! 4 氧化铜的制取 9 $ :
方 法 一 ：先 取 )" >1 碱 性 蚀 刻 废 液 （ 〔 加入烧杯中 !在搅拌下缓慢加 +, / ;5$ 2 7〕 +3!）
& &6 &
实验部分 试剂及原料 废铜蚀刻液的成分分析见表 &。
表& 成分 蚀刻废液的成分 +3 * . / 0・ 1 * & 2 #"6 (" )!6 &! 45 值 "6 (! ’6 &" +, - . / 0・ 1 * & 2 %$6 7" )!6 &!
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