Способ утилизации меди из отработанных травильных растворов

 

Использование: реагентные способы обезвреживания и утилизации меди из отработанных травильных растворов, образующихся в производстве печатных плат. Сущность: отработанные травильные растворы подвергают нейтрализации щелочью до рН 12,0 - 12,5, образуюся после нейтрализации суспензию оксида меди сушат и прокаливают при 1250 - 1400°С в течение 0,5 - 1,0 ч. 2 табл.

Изобретение относится к технической химии, в частности к реагентным способам обезвреживания и утилизации меди из отработанных травильных растворов, образующихся в производстве печатных плат.

Известен способ утилизации меди из отработанных растворов путем восстановления ее более активными металлами - железом или алюминием.

Недостатками способа являются необходимость использования сравнительно дорогих металлов и образование кислых растворов, требующих дальнейшей переработки.

Наиболее близким к заявленному способу является способ утилизации меди из отработанных травильных растворов, согласно которому отработанный раствор подается разбрызгиванием в горячий раствор 5 М NaOH во избежание образования основных солей меди; процесс производится при интенсивном перемешивании в течение 0,5 ч и прекращается при рН пульпы в пределах 12-12,5. Отфильтрованный осадок оксида меди промывают водой и затем после сушки прокаливают при 640-700^оС в течение 1-2 ч в атмосфере воздуха.

При реализации способа образуются содержащие до 500 мг/л меди фильтрат и промывные воды (около 15 м³ на 1 т меди), и кроме этого конечным продуктом от реализации известного способа является окись меди - более дешевый продукт по сравнению с компактной металлической медью.

Технический результат достигается за счет снижения образования отходов и получения компактной металлической меди.

Это достигается тем, что согласно способу отработанный травильный раствор нейтрализуется щелочью до рН 12,0-12,5, затем образовавшуюся при этом суспензию оксида меди сушат и прокаливают при 1250-1400^оС в течение 0,5-1 ч.

Исследование и реализацию заявляемого способа провели по следующей методике.

Полученный при травлении печатных плат отработанный травильный раствор, содержащий 240 г/л CuCl₂, нейтрализовали щелочью NaOH до рН 12, затем образовавшуюся суспензию CuO сушили при 150-200^оС в течение 3 ч и прокаливали при различной температуре в течение 1 ч, образовавшийся плав анализировали на содержание металлической компактной меди. Результаты опытов представлены в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты опытов, в которых температура прокалки была одинакова и составляла 1400^оС, а продолжительность прокалки изменялась от 5 до 60 мин.

Как следует из приведенных данных, резкое увеличение выхода металлической меди наблюдается при 1250^оС (табл. 1), резкое снижение выхода металлической меди происходит при прокаливании смеси менее 30 мин. Это определяет необходимые интервалы температуры и времени для реализации способа.

Изменение условий воздействия на медьсодержащие отходы, в результате чего снижается выброс ядовитых соединений и образуется более ценный продукт, определяет новизну и положительный эффект заявляемого способа.

Анализ данных по утилизации меднохлоридных травильных растворов показал, что в известных способах утилизация меди основана на проведении специальных операций (фильтрация, промывка) по выделению из смеси соединений меди. В заявляемом способе разделение смеси происходит при прокалке смеси с образованием металлической меди, что приводит к получению технического результата - снижения образования отходов и получения компактной металлической меди.

П р и м е р 1. 1 л отработанного травильного раствора, содержащего, г/л: 240 в пересчете на CuCl₂, 21 HCl, 120 NH₄Cl, нейтрализовали при 75^оС в течение 1 ч 196 г щелочи NaOH. Образовавшуюся суспензию высушили при перемешивании при 150-200^оС в течение 3 ч. Затем образовавшуюся смесь солей прокалили при 1250^оС в течение 1 ч. После охлаждения получили 398,7 г плава, содержащего в нижней части 112,5 г металлической меди и в верхней 285 г NaCl, 1,2 г R₂O₃ (полуторных окислов).

П р и м е р 2. 1 л отработанного травильного раствора, содержащего, г/л: 280 в пересчете на Cu(NH₃)₄Cl₂, 105 NH₄Cl, 96 NH₄OH, смешали при 75^оС в течение 1 ч со 158 г щелочи NaOH. Образовавшуюся суспензию высушили при 150-200^оС в течение 3 ч и прокалили при 1400^оС в течение 1 ч. После охлаждения получили 318,7 г плава, содержащего в нижней части 88 г металлической меди и в верхней 230 г NaCl, 0,7 г R₂O₃.

Таким образом, утилизация меди из отработанных травильных растворов производства печатных плат по предложенному техническому решению позволяет сократить отходы в виде фильтрата и промывных растворов - около 15 м³ на 1 т меди и получать более дорогой продукт - компактную металлическую медь.

Формула изобретения

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕДИ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ, включающий нейтрализацию их щелочью до pH 12,0 - 12,5 с получением суспензии оксида меди, сушку и прокалку, отличающийся тем, что прокалку ведут при 1250 - 1400^oС в течение 0,5 - 1,0 ч.