利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统及方法与流程

本发明涉及化工产品生产和化学工程领域，特别是涉及一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统及方法。

背景技术：

1、随着全球资源紧缺，特别是我国铜资源稀缺，大量的铜资源进口于国外，对于废弃物中的铜资源能充分利用是发展我国循环经济的必要手段。目前我国活性氧化铜稀缺量随着pcb(印制电路板)产品产量的逐年增加而增大，大量的活性氧化铜从日本和韩国进口，进口量是国内pcb企业使用量的70％。碱性蚀刻废液中含有一定量的cu+，其有效回收对于缓解我国的铜资源稀缺具有重要意义。

2、然而目前碱性蚀刻废液处置和综合利用技术落后，设施简陋，如中国专利cn200610096213.4、cn 105002500a、cn105174536a、 cn211688362等公开的技术，目前技术在处置利用过程中大量的碱性蚀刻废液被利用为氢氧化铜泥或者低价值碱式氯化铜，一方面铜资源作为低价值产品回收利用，没有得到有效利用，一定程度上造成了铜资源的浪费，还可能造成重金属铜离子的二次污染；另一方面作为低价值利用的氢氧化铜泥或碱式氯化铜，没有进行有效的分离提出，其中还含有会造成二次污染的成分，如氢氧化铜铜泥在冶炼再次利用过程中产生了氯化氢和氨废气，产生高盐废水等，污染大气环境。

技术实现思路

1、本发明通过提供一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统及方法，解决了现有技术中碱性蚀刻废液回收处理存在的上述问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，包括：碱性蚀刻废液储罐、活性氧化铜回收装置、盐回收装置、氨水回收装置和抽真空装置；其中，所述活性氧化铜回收装置包括氧化铜反应器、第一离心过滤器和cu+螯合回收器，所述氧化铜反应器的进料口与碱性物料输入装置和碱性蚀刻废液储罐连通，其出料口连接所述第一离心过滤装置，所述第一离心过滤装置的过滤液出口与所述cu+螯合回收器连通，所述cu+螯合回收器的螯合废液出口与所述盐回收装置连通；所述氧化铜反应器顶部的气体出口与所述氨水回收装置连通，所述氨水回收装置还与所述抽真空装置连通。

3、在本发明一个较佳实施例中，所述氧化铜反应器的上部一侧开设有循环进液切线口，其下部一侧开设有循环出液切线口，所述循环进液切线口和循环出液切线口之间通过带有第一强制循环泵的循环管道连通。

4、在本发明一个较佳实施例中，所述循环管道上还安装有螺旋分离器，所述螺旋分离器的浆液出口与所述循环进液切线口连通，其清液出口通过管道伸入到所述氧化铜反应器内，并连接有喷淋造雾器。

5、在本发明一个较佳实施例中，所述盐回收装置包括蒸发结晶器和第二离心过滤器，所述蒸发结晶器的进料口通过管道与所述cu+螯合回收器的螯合废液出口连通，其出料口与所述第二离心过滤器连通。

6、在本发明一个较佳实施例中，所述氨水回收装置包括冷凝收集器和氨水回收罐，其中，所述冷凝收集器的管程入口与所述氧化铜反应器及蒸发结晶器顶部的气体出口连通，所述冷凝收集器的管程出口与所述氨水收集罐连通，所述氨水收集罐与所述抽真空装置连通。

7、在本发明一个较佳实施例中，所述氨水收集罐的出水口通过带有循环泵的管道与所述冷凝收集器的顶端连通，所述管道上安装有氨水排出阀。

8、在本发明一个较佳实施例中，所述系统还包括换热器，所述换热器的管程入口和管程出口分别通过管道与所述蒸发冷凝器连通，连通所述换热器的管程出口和蒸发冷凝器的管道上还安装有第二强制循环泵。

9、在本发明一个较佳实施例中，所述氧化铜反应器顶部的气体出口以及所述蒸发结晶器顶部的气体出口均通过管道与所述换热器的壳层入口连通，所述换热器的壳层出口还开通有蒸汽出口和冷凝液出口，所述蒸汽出口与所述冷凝收集器的管程连通，所述冷凝液出口与所述氨水收集罐连通。

10、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种系统生产活性氧化铜氨水和盐的方法，包括如下步骤：

11、(1)抽真空：开启抽真空装置，使整个系统处于负压状态；

12、(2)回收活性氧化铜：将所述碱性蚀刻废液储罐中的碱性蚀刻废液过滤后输送到氧化铜反应器中，并同步加入过量的碱性物料，使碱性蚀刻废液中的cu+在氧化铜反应器内生成cu(oh)2晶体，并在 50～100℃和氧化条件下转化成cuo晶体，含cuo晶体的浆料从所述氧化铜反应器的出料口进入到所述第一离心过滤器内，经离心过滤后的cuo潮品经干燥、粉碎得到活性cuo；经离心分离后的母液输送到cu+螯合回收器内螯合回收cu+，螯合废液通过管道输送到所述蒸发结晶器中；

13、(3)回收盐：进入到所述蒸发结晶器内的螯合废液经蒸发除水后，所得的盐从所述蒸发结晶器的出料口排出进入到所述第二离心过滤器内，经离心过滤后的盐再经过干燥得成品盐，过滤液回流到所述蒸发结晶器内；

14、(4)回收氨水：所述步骤(2)中的氧化铜反应器内产生的氨气水蒸气以及蒸发结晶器内产生的氨气水蒸气通过管道输送到所述氨水回收装置的冷凝回收器管程内，通过冷凝后成为氨水回收。

15、在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(4)为：将所述步骤(2) 中的氧化铜反应器内产生的氨气水蒸气以及蒸发结晶器内产生的氨气水蒸气先通入到所述换热器的壳程入口内，经换热后的氨气水蒸气和氨气冷凝水分别经所述换热器壳程上的蒸汽出口和冷凝液出口进入到所述冷凝收集器和氨水收集罐中。

16、本发明的有益效果是：本发明利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统及方法，通过活性氧化铜回收装置、盐回收装置和氨水回收装置的组合设计以及碱性物料(氢氧化钠或氢氧化钾)的使用，使生成氧化铜的同时，还回收了盐和氨水，实现了碱性蚀刻废液彻底、全面的回收利用，有效解决了次生污染的问题，危废资源利用率达

17、99.9％以上，实现了零污染排放，并得到了高价值的活性氧化铜产品和基础化工产品氨水和盐，具有很高的经济效益，实用性强。

技术特征：

1.一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，包括：碱性蚀刻废液储罐、活性氧化铜回收装置、盐回收装置、氨水回收装置和抽真空装置；其中，所述活性氧化铜回收装置包括氧化铜反应器、第一离心过滤器和cu+螯合回收器，所述氧化铜反应器的进料口与碱性物料输入装置和碱性蚀刻废液储罐连通，其出料口连接所述第一离心过滤装置，所述第一离心过滤装置的过滤液出口与所述cu+螯合回收器连通，所述cu+螯合回收器的螯合废液出口与所述盐回收装置连通；所述氧化铜反应器顶部的气体出口与所述氨水回收装置连通，所述氨水回收装置还与所述抽真空装置连通。

2.根据权利要求1所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述氧化铜反应器的上部一侧开设有循环进液切线口，其下部一侧开设有循环出液切线口，所述循环进液切线口和循环出液切线口之间通过带有第一强制循环泵的循环管道连通。

3.根据权利要求2所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述循环管道上还安装有螺旋分离器，所述螺旋分离器的浆液出口与所述循环进液切线口连通，其清液出口通过管道伸入到所述氧化铜反应器内，并连接有喷淋造雾器。

4.根据权利要求1所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述盐回收装置包括蒸发结晶器和第二离心过滤器，所述蒸发结晶器的进料口通过管道与所述cu+螯合回收器的螯合废液出口连通，其出料口与所述第二离心过滤器连通。

5.根据权利要求4所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述氨水回收装置包括冷凝收集器和氨水回收罐，其中，所述冷凝收集器的管程入口与所述氧化铜反应器及蒸发结晶器顶部的气体出口连通，所述冷凝收集器的管程出口与所述氨水收集罐连通，所述氨水收集罐与所述抽真空装置连通。

6.根据权利要求5所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述氨水收集罐的出水口通过带有循环泵的管道与所述冷凝收集器的顶端连通，所述管道上安装有氨水排出阀。

7.根据权利要求5所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述系统还包括换热器，所述换热器的管程入口和管程出口分别通过管道与所述蒸发冷凝器连通，连通所述换热器的管程出口和蒸发冷凝器的管道上还安装有第二强制循环泵。

8.根据权利要求7所述的一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统，其特征在于，所述氧化铜反应器顶部的气体出口以及所述蒸发结晶器顶部的气体出口均通过管道与所述换热器的壳层入口连通，所述换热器的壳层出口还开通有蒸汽出口和冷凝液出口，所述蒸汽出口与所述冷凝收集器的管程连通，所述冷凝液出口与所述氨水收集罐连通。

9.一种利用权利要求1至8任一项所述的系统生产活性氧化铜氨水和盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种生产活性氧化铜氨水和盐的方法，其特征在于，所述步骤(4)为：将所述步骤(2)中的氧化铜反应器内产生的氨气水蒸气以及蒸发结晶器内产生的氨气水蒸气先通入到所述换热器的壳程入口内，经换热后的氨气水蒸气和氨气冷凝水分别经所述换热器壳程上的蒸汽出口和冷凝液出口进入到所述冷凝收集器和氨水收集罐中。

技术总结
本发明公开了一种利用碱性蚀刻废液生产活性氧化铜氨水和盐的系统及方法，包括碱性蚀刻废液储罐、活性氧化铜回收装置、盐回收装置、氨水回收装置和抽真空装置；所述活性氧化铜回收装置包括氧化铜反应器、第一离心过滤器和Cu<supgt;+</supgt;螯合回收器，所述氧化铜反应器与碱性物料输入装置和碱性蚀刻废液储罐连通，其出料口连接第一离心过滤装置；所述氧化铜反应器顶部的气体出口与所述氨水回收装置连通，所述氨水回收装置还与所述抽真空装置连通。本发明得到了高价值的活性氧化铜产品和基础化工产品氨水和盐，实现了碱性蚀刻废液彻底、全面的回收利用，有效解决了次生污染的问题，具有很高的经济效益。

技术研发人员：阮垚,阮玉根,凌军,董万雷,景科
受保护的技术使用者：阮氏化工（常熟）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12