棕化液处理方法

摘要

本发明提供了一种棕化液的处理方法，具体包括以下步骤：第一步，向棕化液中加入至少一种阳离子聚合物，使得棕化液中形成可电解的络合铜；第二步，对步骤一中的棕化液进行电解处理，析出单质铜。本发明提供的棕化液处理方法，通过在棕化液中加入阳离子聚合物，并采用直接电解的方法回收了棕化液中的铜。该方法操作方法简单，加入的电解添加剂使得棕化液中的铜回收率提高，回收的铜具有很高的利用价值，并且能够减轻污水站的处理费用和重金属污染物的排放。

权利要求

1.一种棕化液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：向所述棕化液中加入至少一种阳离子聚合物，使得所述棕化液中形成可电解的络合铜；

步骤S2：对步骤S1中的棕化液进行电解处理，所述棕化液处理时的温度控制在25℃～

40℃之间析出单质铜，

所述阳离子聚合物选自由苄基三甲基氯化铵、氯化三丁基苄基铵和双十八烷基二甲基氯化铵组成的组中的一种或多种，且每1L的所述棕化液添加0.0001～1g的所述阳离子聚合物；

所述步骤S1中还添加至少一种电解添加剂，所述电解添加剂选自由聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙烯亚胺烷基盐、苯基二硫二丙烷磺酸钠、醇硫基丙烷磺酸钠、脂肪胺乙氧基磺化物、乙撑硫脲、2-琉基苯、聚乙烯亚胺烷基化合物、聚乙烯亚胺烷基盐、2-疏基苯骈咪唑（M）和聚乙二醇组成的组中的一种或多种，且每1L所述棕化液添加0.01～1g的所述电解添加剂。

2.根据权利要求1所述的棕化液处理方法，其特征在于，每1L的所述棕化液添加

0.05～0.5g的所述阳离子聚合物。

3.根据权利要求1所述的棕化液处理方法，其特征在于，所述棕化液处理时的温度为

35℃。

说明书

棕化液处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及重金属废液回收领域，特别地，涉及一种棕化液处理方法。

背景技术

[0002] 随着印刷板行业的快速发展和市场需求，印刷板的制造技术正朝着薄板、小孔径、高密集化的方向发展，完成电路板的内层裸铜线路面板后，再进行多层叠合及压合，最后还要进行棕化处理。

[0003] 随着棕化处理的进行，棕化液中的铜离子浓度会不断上升，当铜离子浓度超过一定量之后，棕化液便会因铜离子过多而产生棕化铜面发白、棕化铜面色泽不均等质量问题，因此，此时棕化槽内需要更换新液或者不断补充新的棕化液，将废液全部排放或者不断排放，从而保证棕化产品的质量。

[0004] 目前线路板厂对棕化处理后的废液的处理工艺主要是采用传统的化学沉淀法，由于废液的重金属铜离子含量较高(普遍含量在30-50g/L)，同时废液中含有大量的有机络合剂，铜就以络合态的形式存在在废液中。采用化学沉淀法处理废液时，化学药剂消耗很大，产出的过滤污泥铜质量低，不但其经济价值不高，而且在对该污泥进行提纯处理时易造成对环境的二次污染。

[0005] 在中国发明专利申请公开说明书CN201713399公开了一种棕化液通过冷却结晶再生回用的装置，该方法回收成本高，而且循环次数有限，结晶回收的铜盐由于含有大量的有机物，附加值很低，经济效益不高。

发明内容

[0006] 本发明目的在于提供一种棕化液处理方法，以解决棕化液中回收的铜利用率不高，造成资源浪费的技术问题。

[0007] 为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种棕化液处理方法，包括以下步骤：步骤一：向棕化液中加入至少一种阳离子聚合物，使得棕化液中形成可电解的络合铜；步骤二：对步骤一中的棕化液进行电解处理，析出单质铜。

[0008] 进一步地，步骤一中还添加至少一种电解添加剂。

[0009] 进一步地，每1L棕化液添加0.01～1g的电解添加剂。

[0010] 进一步地，电解添加剂选自由聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙烯亚胺烷基盐、苯基二硫二丙烷磺酸钠、醇硫基丙烷磺酸钠、脂肪胺乙氧基磺化物、乙撑硫脲、2-琉基苯、聚乙烯亚胺烷基化合物、聚乙烯亚胺烷基盐、2-疏基苯骈咪唑(M)和聚乙二醇组成的组中的一种或多种。

[0011] 进一步地，阳离子聚合物选自由苄基三甲基氯化铵、氯化三丁基苄基铵和双十八烷基二甲基氯化铵组成的组中的一种或多种。

[0012] 进一步地，每1L的棕化液添加0.0001～1g的阳离子聚合物。

[0013] 进一步地，每1L的棕化液添加0.05～0.5g的阳离子聚合物。

[0014] 进一步地，棕化液处理时的温度控制在25℃～40℃之间。

[0015] 进一步地，棕化液处理时的温度为35℃。

[0016] 本发明具有以下有益效果：本发明的棕化液处理方法，相比于现有技术，在棕化液中加入了阳离子聚合物后，采用直接电解的方法回收棕化液中的铜，操作方法简单。加入电解添加剂，使得棕化液中的铜的回收率很高，回收的铜具有很高的利用价值，并且能够减轻污水站的处理费用和重金属污染物的排放。

[0017] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

[0018] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0019] 图1是本发明优选实施例的废液的处理方法的流程图。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

[0021] 本发明的棕化液是电路板工艺中棕化处理后的废液，上述棕化液中含有不能直接电解的络合铜。参见图1，本发明的优选实施例提供了一种棕化液的处理方法，首先向棕化液内加入一定量的阳离子聚合物，使棕化液中络合铜转换成可电解的络合铜；然后注入到电解槽中进行电解，以析出单质铜。

[0022] 在上述的棕化液处理过程中的温度一般控制在25℃～40℃之间。优选地，温度为35℃。

[0023] 本发明的棕化液处理方法具体过程如下：

[0024] 步骤S1：向棕化液中加入至少一种阳离子聚合物，使得棕化液中形成可电解的络合铜；

[0025] 棕化液中的铜离子，存在于有机物中，以络合态的形式存在，该种络合铜的分子结构比较稳定，直接电解很难将铜电解出来。

[0026] 在本发明的优选实施方式中，向棕化液中添加一定量的至少一种阳离子聚合物，每1L的上述棕化液中添加0.0001～1g的阳离子聚合物，当每1L的棕化液中添加的阳离子聚合物少于0.0001g时，阳离子聚合物的添加量过少，与络合铜发生反应不明显；当每1L的棕化液中添加的阳离子聚合物大于1g时，阳离子聚合物的添加量过多，会造成阳离子聚合物的浪费。

[0027] 阳离子聚合物选自由苄基三甲基氯化铵、氯化三丁基苄基铵和双十八烷基二甲基氯化铵组成的组中的一种或者多种。在其他的实施方式中，还可以为其他的阳离子聚合物，如二烯丙基二甲氯化铵，这些阳离子聚合物能够将原有的不能电解的络合铜中的铜离子抢夺过来，重新聚合成新的可电解的络合铜。

[0028] 加入阳离子聚合物后，阳离子聚合物将原有的络合铜中的铜离子抢夺过来，重新组成新的络合铜，重新组合的络合铜经电解后释放铜离子在阴极形成铜。这些铜离子形成的络合物显示的价态为正价，具有能跟随外加电流运动的特性的铜络合物，如铜氨络合物等，均具有这个特点。

[0029] 一般地，在加入阳离子聚合物后，棕化液中的铜离子浓度在30～50g/L左右。

[0030] 在本发明的优选实施方式中，向棕化液中添加阳离子聚合物的同时，为了获得纯度高且表面光滑的电解铜，可以进一步添加一定量的电解添加剂，每1L的上述废液中添加0.01～1g的电解添加剂，当每1L的棕化液中添加的电解添加剂少于0.01g时，电解添加剂的添加量过少，电解添加剂的作用不明显；当每1L的棕化液中添加的电解添加剂大于
1g时，电解添加剂的添加量过多，会造成电路板电解产生的铜产生黒紫色带，且铜表面不光滑。

[0031] 该电解添加剂选自由聚二硫二丙烷磺酸钠、聚乙烯亚胺烷基盐、苯基二硫二丙烷磺酸钠、醇硫基丙烷磺酸钠、脂肪胺乙氧基磺化物、乙撑硫脲、2-琉基苯、聚乙烯亚胺烷基化合物、聚乙烯亚胺烷基盐、2-疏基苯骈咪唑(M)和聚乙二醇组成的组中的一种或多种。

[0032] 加入的电解添加剂能够提高电解时的电流效率，且能够保证在较高电流密度和铜离子浓度较低的溶液中，电积出纯度在99％以上的单质铜，且该单质铜的结构致密。

[0033] 步骤S2：对上述步骤S1中的棕化液进行电解处理，析出单质铜；

[0034] 本发明的优选实施方式中，采用钛涂层阳极和不锈钢阴极。将废液注入至电解槽中，然后将阴极板和阳极板插入到电解槽中，通电，并使得电解槽中电流密度为250～2
500A/m，棕化液中阴极板附近和阳极板附近分别发生如下反应：

[0035] 阴极Cu2++2e-＝Cu

[0036] 阳极O2+2H2O+4e-＝4OH-

[0037] 经过上述电解后，棕化液中的铜离子逐渐转化成了单质铜，且这些单质铜附着在阴极板上。此时，棕化液中铜离子的含量下降，其铜离子的浓度下降到0.5～1.0g/L；阳极板附近的pH值增加。

[0038] 当阴极板上的铜不再增加的时候，将阴极板取出，然后将附在阴极板上的铜剥离回收，这些铜结构致密、呈块状、略带脆性。

[0039] 经过处理后的棕化液所含铜离子的浓度很低，可以将该棕化液直接排放到污水处理站进行处理。实施例

[0040] 以下实施例中所用药品和仪器均为市售。以下实施例中铜的理论产量＝棕化液体积*棕化液中的含铜量。

[0041] 实施例1：

[0042] 温度为25℃时，取棕化液2000L，铜含量为34.9g/L，则理论产铜为69.8Kg，电流密2
度为250A/m，往棕化液中添加0.2g的苄基三甲基氯化铵和20g的聚二硫二丙烷磺酸钠，进行电解后，实际得到的铜的产量为67.8Kg，此时的电流效率为97.7％，此时棕化液中铜的含量为1g/L。

[0043] 实施例2：

[0044] 温度为28℃时，取棕化液2000L，铜含量为37.4g/L，则理论产铜为74.8Kg，电流密2
度为300A/m，往棕化液中添加5g的氯化三丁基苄基铵和80g的聚乙烯亚胺烷基盐，进行电解后，实际得到的铜的产量为72.9Kg，此时的电流效率为97.4％，此时棕化液中铜的含量为0.95g/L。

[0045] 实施例3：

[0046] 温度为30℃时，取棕化液2000L，铜含量为40g/L，则理论产铜为80Kg，电流密度为2
350A/m，往棕化液中添加10g的双十八烷基二甲基氯化铵和100g的苯基二硫二丙烷磺酸钠，进行电解后，实际得到的铜的产量为78.7Kg，此时的电流效率为98.3％，此时棕化液中铜的含量为0.65g/L。

[0047] 实施例4：

[0048] 温度为35℃时，取棕化液2000L，铜含量为42.3g/L，则理论产铜为84.6Kg，电流密2
度为400A/m，往棕化液中添加500g的苄基三甲基氯化铵和氯化三丁基苄基铵的组合物和
800g的聚二硫二丙烷磺酸钠和聚乙烯亚胺烷基盐的组合物，进行电解后，实际得到的铜的产量为83.6Kg，此时的电流效率为98.8％，此时棕化液中铜的含量为0.5g/L。

[0049] 实施例5：

[0050] 温度为36℃时，取棕化液2000L，铜含量为42g/L，则理论产铜为84Kg，电流密度为2
450A/m，往棕化液中添加1000g的苄基三甲基氯化铵和双十八烷基二甲基氯化铵的组合物和1000g的苯基二硫二丙烷磺酸钠和醇硫基丙烷磺酸钠组合物，进行电解后，实际得到的铜的产量为82.4Kg，此时的电流效率为98％，此时棕化液中铜的含量为0.8g/L。

[0051] 实施例6：

[0052] 温度为38℃时，取棕化液2000L，铜含量为44.9g/L，则理论产铜为89.8Kg，电流2
密度为500A/m，往棕化液中添加2000g的苄基三甲基氯化铵、氯化三丁基苄基铵和双十八烷基二甲基氯化铵的组合物和2000g的脂肪胺乙氧基磺化物、乙撑硫脲、2-琉基苯和聚乙烯亚胺烷基盐的组合物，进行电解后，实际得到的铜的产量为88Kg，此时的电流效率为
97.9％，此时棕化液中铜的含量为0.9g/L。

[0053] 实施例7：

[0054] 温度为40℃时，取棕化液2000L，铜含量为44g/L，则理论产铜为88Kg，电流密度为2
300A/m，往棕化液中添加1000g的二烯丙基二甲氯化铵和1000g的苯基二硫二丙烷磺酸钠和醇硫基丙烷磺酸钠组合物，进行电解后，实际得到的铜的产量为86.6Kg，此时的电流效率为98.4％，此时棕化液中铜的含量为0.7g/L。

[0055] 实施例8：

[0056] 温度为38℃时，取棕化液2000L，铜含量为38.4g/L，则理论产铜为76.8Kg，电流密2
度为300A/m，往棕化液中添加100g的氯化三丁基苄基铵，进行电解后，实际得到的铜的产量为63Kg，此时的电流效率为82％，此时棕化液中铜的含量为6.9g/L。

[0057] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。