一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法

摘要

本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法涉及一种氧化铜的制备方法，特别是涉及一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法。其目的是为了提供一种操作简便、节能、后续废水处理简单易行、产品质量好、具有经济效益和广泛的社会效益的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法。本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法包括以下步骤：浓缩微蚀刻废液；制备硫酸铜和硫酸钠混合晶体；制备氧化铜。本发明的制备方法减少了对酸性废液的处理量，降低了碱的消耗量，还可以回收硫酸，降低了微蚀刻的生产成本，同时也减少了废液的处理成本，且铜回收效率高、对环境友好。本发明用于微蚀刻废液的处理和氧化铜的制备领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铜的制备方法，特别是涉及一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法。

背景技术

目前微蚀刻废液主要处理方法有化学沉淀法、硫酸铜法、冷冻法以及电解法。

一、化学沉淀法是向微蚀刻废液中加碱调节pH值，使铜离子生成铜盐，再经过沉降、过滤制成铜盐产品。本法比较成熟，但存在化学沉淀法需要消耗大量的碱，处理成本较高。化学药剂用量大，排放水中溶解性盐浓度过高，废水无法循环使用，污泥产量大，污泥后处理难，易产生二次污染等问题。

二、硫酸铜法是向微蚀刻废液中加入铜盐，中和废液中的游离酸，废液经浓缩、冷却结晶得到硫酸铜，此方法的缺点是废液中的酸度较高，中和需消耗大量铜盐。

三、冷冻法是将微蚀刻废液冷冻，使硫酸铜结晶析出。但此方法处理过的废液，铜含量仍然较高，还需进一步处理。

四、电解法是用电解的方法将铜还原，同时将已降低铜含量的微蚀刻废液通过添加调节药剂，使各项指标值达至生产所需要求，重新用于微蚀刻工序。但是随着反应的进行会造成钠离子累积，不能达到废液的完全回用。

发明内容

本发明是要解决以上技术问题，而提供一种操作简便、节能、后续废水处理简单易行、产品质量好、具有经济效益和广泛的社会效益的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法。

本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，包括以下步骤：

一、微蚀刻废液的浓缩：蒸发浓缩微蚀刻废液，至铜离子浓度为60～120g/L；

二、硫酸铜和硫酸钠混合晶体的制备：浓缩后的微蚀刻废液冷却，析出结晶，过滤，所得固体即为硫酸铜和硫酸钠的混合晶体；

三、氧化铜的制备：将步骤二制得的硫酸铜和硫酸钠的混合结晶与酸性氯化铜蚀刻废液混合，使反应器中混合铜含量为130～150g/L，向反应器中加入浓度为30～50％的NaOH，调节反应器中溶液pH为8～13，温度为55～80℃，1h后，冷却，过滤，所得固体即为氧化铜。

其中，所述步骤二中，冷却浓缩后的微蚀刻废液，析出硫酸铜和硫酸钠的目的是除去微蚀刻体系中过量的钠盐和铜盐。

本发明的制备方法中，反应过程如下：

CuCl₂+2NaOH→Cu(OH)₂+2NaCl      (1)

CuSO₄+2NaOH→Cu(OH)₂+Na₂SO₄     (2)

可选的，本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，所述的步骤二中，浓缩后的微蚀刻废液冷却时，温差控制在30～60℃。

可选的，本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，所述的步骤二中，所得滤液为浓硫酸，先向滤液中加入纯水按稀释比为1：3～7进行稀释，再加入到微蚀刻槽液调配罐中，调节至硫酸体积浓度为2～4％，铜离子浓度为9～15g/L，过硫酸钠浓度为75～125g/L，即制得微蚀刻液。

本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，具有如下有益效果：

1、本发明的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，可以回收硫酸，降低了微蚀刻工序的生产成本。

2、本发明的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，减少了对酸性废液的处理量，降低了碱的消耗量，减少了废液的处理成本。

3、本发明的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，减少了废弃物对环境的排放量，体现了循环经济的精神，是一种环保友好型的废物回收处理工艺，有明显的环境效益。

4、本发明从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，处理过的废液中铜回收效率高。

5、本发明的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法操作简便、节能、后续废水处理简单易行、产品质量好、具有经济效益和广泛的社会效益。

附图说明

图1为本发明一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法的工艺流程图。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

本实施例一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，按以下步骤进行：

一、微蚀刻废液的浓缩：蒸发浓缩微蚀刻废液，至铜离子浓度为60g/L；

二、硫酸铜和硫酸钠的混合晶体的制备：将浓缩后的微蚀刻废液降温25℃，析出结晶，过滤，所得固体即为硫酸铜和硫酸钠的混合晶体；

三、氧化铜的制备：将步骤二制得的硫酸铜和硫酸钠的混合晶体与酸性氯化铜蚀刻废液混合，使反应器中混合铜含量为130g/L，向反应器中加入浓度为30％的NaOH，调节反应器中溶液pH为9，温度为80℃，1h后，冷却，过滤，所得固体即为氧化铜。

向步骤二中的所得滤液中加入纯水按稀释比为1：4进行稀释，再加入到微蚀刻槽液调配罐中，调节硫酸体积浓度为3％，铜离子浓度为15g/L，过硫酸钠浓度为75g/L，即制得微蚀刻液。

实施例2

本实施例一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，按以下步骤进行：

一、微蚀刻废液的浓缩：蒸发浓缩微蚀刻废液，至铜离子浓度为100g/L；

二、硫酸铜和硫酸钠的混合晶体的制备：将浓缩后的微蚀刻废液降温30℃，析出结晶，过滤，所得固体即为硫酸铜和硫酸钠的混合晶体；

三、氧化铜的制备：将步骤二制得的硫酸铜和硫酸钠的混合晶体与酸性氯化铜蚀刻废液混合，使反应器中混合铜含量为140g/L，向反应器中加入浓度为45％的NaOH，调节反应器中溶液pH为13，温度为65℃，1h后，冷却，过滤，所得固体即为氧化铜。

向步骤二中的所得滤液中加入纯水按稀释比为1：5进行稀释，再加入到微蚀刻槽液调配罐中，调节硫酸体积浓度为2.5％，铜离子浓度为14g/L，过硫酸钠浓度为102g/L，即制得微蚀刻液。

实施例3

本实施例一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，按以下步骤进行：

一、微蚀刻废液的浓缩：蒸发浓缩微蚀刻废液，至铜离子浓度为90g/L；

二、硫酸铜和硫酸钠的混合晶体的制备：将浓缩后的微蚀刻废液降温60℃，析出结晶，过滤，所得固体即为硫酸铜和硫酸钠的混合晶体；

三、氧化铜的制备：将步骤二制得的硫酸铜和硫酸钠的混合晶体与酸性氯化铜蚀刻废液混合，使反应器中混合铜含量为150g/L，向反应器中加入浓度为50％的NaOH，调节反应器中溶液pH为12，温度为75℃，1h后，冷却，过滤，所得固体即为氧化铜。

向步骤二中的所得滤液中加入纯水按稀释比为1：7进行稀释，再加入到微蚀刻槽液调配罐中，调节硫酸体积浓度为4％，铜离子浓度为10g/L，过硫酸钠浓度为90g/L，即制得微蚀刻液。

实施例4

本实施例一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，按以下步骤进行：

一、微蚀刻废液的浓缩：蒸发浓缩微蚀刻废液，至铜离子浓度为80g/L；

二、硫酸铜和硫酸钠的混合晶体的制备：将浓缩后的微蚀刻废液降温65℃，析出结晶，过滤，所得固体即为硫酸铜和硫酸钠的混合晶体；

三、氧化铜的制备：将步骤二制得的硫酸铜和硫酸钠的混合晶体与酸性氯化铜蚀刻废液混合，使反应器中混合铜含量为145g/L，向反应器中加入浓度为35％的NaOH，调节反应器中溶液pH为8，温度为60℃，1h后，冷却，过滤，所得固体即为氧化铜。

向步骤二中的所得滤液中加入纯水按稀释比为1：3进行稀释，再加入到微蚀刻槽液调配罐中，调节硫酸体积浓度为3.5％，铜离子浓度为9g/L，过硫酸钠浓度为110g/L，即制得微蚀刻液。

实施例5

本实施例一种从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法，按以下步骤进行：

一、微蚀刻废液的浓缩：蒸发浓缩微蚀刻废液，至铜离子浓度为120g/L；

二、硫酸铜和硫酸钠的混合晶体的制备：将浓缩后的微蚀刻废液降温40℃，析出结晶，过滤，所得固体即为硫酸铜和硫酸钠的混合晶体；

三、氧化铜的制备：将步骤二制得的硫酸铜和硫酸钠的混合晶体与酸性氯化铜蚀刻废液混合，使反应器中混合铜含量为135g/L，向反应器中加入浓度为40％的NaOH，调节反应器中溶液pH为11，温度为55℃，1h后，冷却，过滤，所得固体即为氧化铜。

向步骤二中的所得滤液中加入纯水按稀释比为1：6进行稀释，再加入到微蚀刻槽液调配罐中，调节硫酸体积浓度为2％，铜离子浓度为12g/L，过硫酸钠浓度为125g/L，即制得微蚀刻液。

表1普通微蚀刻废液处理方法与实施例中处理方法的碱消耗量及铜回收率

普通方法实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5碱消耗量(g)451.7350.5354.6360.0353.2355.5碱消耗减少量(％)/22.4％21.5％20.3％21.8％21.3％铜回收率(％)99.2％99.992％99.993％.99.993％99.993％99.993％

表1为每回收制得100g氧化铜消耗的碱量，以及铜回收率的数据。由表1可知，采用实施例1-5的从微蚀刻废液中回收硫酸铜制备氧化铜的方法的碱液消耗量明显低于普通微蚀刻废液处理方法，且铜回收效率明显提高。

实施例1-5中对析出硫酸铜后的滤液进一步加工回收利用，操作简便易行，具有节能、经济效益高的优点。

表2本发明方法与现有技术的区别

由表2可知，本发明可以处理微蚀刻废液，并且回收废硫酸，能够节约硫酸，产生更高的经济效益。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。