一种高纯电镀级氧化铜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高纯电镀级氧化铜的制备方法，以酸性蚀刻废液为原料，在制得氧化铜粗品的基础上，通过添加氧化剂处理有机物，进行二次纯化方法获得高纯电镀级氧化铜粉。所制备的氧化铜纯度可达99.0wt%以上、各种金属和非金属杂质含量低、溶解速率快，小于30s。使用电镀填孔药水进行填孔，其下凹均小于5微米，能广泛应用于各种电镀场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化铜生产工艺，特别涉及一种以酸性蚀刻废液制备高纯电镀级氧化 铜的方法，利用PCB工厂线路板酸性蚀刻废液制备电镀级氧化铜。
技术介绍
氧化铜粉是一种重要的多功能无机精细材料，广泛应用于电子、催化、陶瓷、玻璃、 医药等领域。电镀级氧化铜主要用于印刷线路板电镀行业。近几年来随着电子工业的迅速 发展，电子产品的小型化、高速化和数字化的进步推动着印刷电路板向精细导线，高密度， 多层次，大面积，小孔化发展，给电路板工业带来了更大的变革和挑战，对电镀级氧化铜的 品质提出了更高的要求。 随着PCB制造业的发展，使用不溶性阳极进行电镀的工艺应用越来越广泛，这种 工艺是以氧化铜为铜源补充铜离子，同时，氧化铜还可以中和电镀过程中产生的H+，保持电 镀液pH值的稳定。该工艺要求氧化铜具有高纯度和高活性(溶解速率小于30s)。 PCB工厂线路板酸性蚀刻废液中含有大量的铜离子，如能加以回收利用不仅避免 了资源浪费，还减轻对环境的污染。因此探索出利用酸性蚀刻废液制备电镀级氧化铜的新 方法，并将回收所得氧化铜直接回用到线路板的不溶性阳极电镀工艺，在处理工业废液的 同时能实现很高的经济效益。但蚀刻液中除了 Cu2+之外，还含有少量的Cr、Cu+、Zn2+、Fe3+、 Ni+等以及有机物，这些杂质若存在于氧化铜中会影响氧化铜的品质，因此必须通过合理的 生产工艺保证氧化铜的纯度和活性。 关于以酸性蚀刻废液为原料制备氧化铜的生产工艺，在目前公开的一些专利技术专利 中也有涉及，主要有以下几种常用的工艺： 1)中国专利申请号201010269573. 6公开了一种采用酸性蚀刻废液制备高纯氧化 铜的方法，该方法将酸性氯化铜蚀刻废液加入30wt%?35wt%、温度40?60°C的氢氧化钠 溶液中，生成氧化铜，并对氧化铜洗涤、干燥、烧结最终制得纯度大于99. 0%针状晶氧化铜。 2)中国专利申请号201010207485. 3公开了一种高活性电镀级氧化铜的生产工 艺，以线路板酸性氯化铜或者硝酸铜或者硫酸铜蚀刻废液和液体氢氧化钠或者氢氧化钾为 主要原料，合成的粗品氧化铜经微波干燥、粉碎、水洗、超声波洗涤、微波再次干燥及粉碎工 艺，制得含量可达99%以上的氧化铜，且杂质含量低、溶解速率快。 3)中国申请专利号200810035361. 1公开了一种通过酸性含铜废液制备高纯氧化 铜的方法，将酸性含铜废液与沉淀剂（如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢盐、碳酸盐、氨水等） 混合发生反应，直到铜离子完全沉淀；沉淀浆料经过过滤后，依次用洗涤剂及水洗涤，再进 行烘干、煅烧、粉碎制得高纯超细氧化铜粉。 4)美国专利2001/0051103A1提到了以酸性蚀刻废液为原料和氢氧化钠溶液60°C 反应2小时，再经过水洗、干燥、粉碎最终得到纯度高达99. 0%的氧化铜粉。 以上专利主要通过加碱与酸性蚀刻废液发生中和反应得到氧化铜沉淀，并通过洗 涤除去氧化铜中的杂质离子如Zn2+、Fe3+、Ni+、K+、Na+、Cr等，但极少报导对酸性蚀刻废液中 的有机物去除进行探讨，而有机物杂质和Cu+离子对酸性电镀填孔不利影响非常显著。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了，获 得的电镀级氧化铜的纯度可达99. Owt%以上、各种金属和非金属杂质含量极低、溶解速率 快，小于30s。使用电镀填孔药水对其进行填孔，下凹均小于5微米，能广泛应用于各种电镀 场合。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案： ，以酸性蚀刻废液为原料，在制得氧化铜粗品 的基础上，通过添加氧化剂处理有机物，进行二次纯化方法获得高纯电镀级氧化铜粉。所获 得的高纯电镀级氧化铜，其纯度在99. Owt%以上，其溶解速率在30s以下，电镀填孔下凹小 于5微米。 本专利技术的高纯电镀级氧化铜的制备方法，具体包括如下步骤： 1)中和：将酸性蚀刻废液过滤，去除不溶性固体杂质，与30wt%?50wt%的氢氧化 钠水溶液混合，搅拌状态下反应〇. 5?2小时，获得泥状氧化铜；酸性氯化铜蚀刻液与氢氧 化钠反应释放热量形成氢氧化铜，氢氧化铜立即脱水形成泥状氧化铜； 2)过滤：对步骤1)获得的泥状氧化铜过滤，使其固液分离得到氧化铜滤饼； 3)洗涤：将步骤2)获得的氧化铜滤饼分散，加入洗涤剂和去离子水（DI水）洗涤 去除金属杂质离子，获得洗涤后的氧化铜；其中，所述洗涤 剂为含有0· OOlwt%?20wt%电解质的水溶液； 4)干燥、粉碎：将步骤3)获得的洗涤后的氧化铜在40?250°C下干燥1?10小 时；然后粉碎； 5)氧化：将步骤4)获得的氧化铜与30wt%?50wt%的硫酸水溶液混合得到硫酸铜 溶液，然后加入氧化剂氧化其中的有机物，搅拌状态下反应〇. 5?2小时，获得氧化后的硫 酸铜溶液；所加入的氧化剂使有机物氧化分解，并同时将溶液中可能含有的Cu+变成Cu2+， 即如果溶液中含有Cu+，在氧化有机物的同时将其氧化转变成Cu 2+，过滤； 6)中和：将步骤5)得到的过滤溶液与30wt%?50wt%的氢氧化钠水溶液混合，搅 拌状态下反应〇. 5?2小时，再次得到泥状氧化铜； 7)过滤、水洗：将步骤6)所得的泥状氧化铜过滤，再用去离子水洗涤； 8)干燥、粉碎、筛分：将步骤7)获得的洗涤到中性的氧化铜在40?250°C下干燥 1?10小时，然后粉碎、筛分，获得所述高纯电镀级氧化铜。 至此，以酸性蚀刻废液制备高纯电镀级氧化铜的工艺完成。 较佳的，本专利技术中步骤2)、5)、7)中所述的过滤采用压滤、抽滤或离心分离的方式。 较佳的，步骤3)所述电解质为碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和氨水中的 一种或一种以上。 优选的，步骤3)中所述洗涤剂为含有0. 05wt%?5wt%电解质的溶液。 较佳的，步骤5)所述的氧化剂为过氧化氢、过氧化盐、过硫酸盐或者它们的混合物 和/或复合物。 较佳的，步骤8)中获得的电镀级氧化铜的目数为100?500目；优选为目数为 100 ?300 目。 本专利技术上述各溶液的重量百分含量均为其中的溶质的重量百分含量，溶液的溶剂 为水，如30wt%?50wt%的氢氧化钠溶液为氢氧化钠溶质在该水溶液中的重量百分含量为 30wt%?50wt% ;0. OOlwt%?20wt%电解质的溶液为电解质在该水溶液中的重量百分含量 为0. OOlwt%?20wt% ;30wt%?50wt%的硫酸溶液为硫酸溶质在该水溶液中的重量百分含 量为 30wt% ?50wt%。 本专利技术将获得的氧化铜滤饼采用含有0. OOlwt%?20wt%电解质的水溶液的洗涤 剂进行洗涤，以去除金属杂质离子，对提高最终产品氧化铜的纯度和活性也起到了很大的 作用。 现有技术中主要通过加碱与酸性蚀刻废液发生中和反应得到氧化铜沉淀，并通过 洗涤除去氧化铜中的杂质离子如Zn 2+、Fe3+、Ni+、K+、Na+、Cr等，但并没有对有机物进行有效 去除。事实上，在酸性镀铜中，有机物含量过高会直接影响电镀填孔能力，导致填孔的下凹 很大，并且有机物的存在会导致电镀填孔添加剂(特别是光剂）消耗过快，因此有机物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯电镀级氧化铜的制备方法，以酸性蚀刻废液为原料，在制得氧化铜粗品的基础上，通过添加氧化剂处理有机物，进行二次纯化方法获得高纯电镀级氧化铜粉；所获得的高纯电镀级氧化铜，其纯度在99.0wt%以上，其溶解速率在30s以下。

【技术特征摘要】
1. 一种高纯电镀级氧化铜的制备方法，以酸性蚀刻废液为原料，在制得氧化铜粗品的 基础上，通过添加氧化剂处理有机物，进行二次纯化方法获得高纯电镀级氧化铜粉；所获得 的高纯电镀级氧化铜，其纯度在99. Owt%以上，其溶解速率在30s以下。2. 如权利要求1所述的高纯电镀级氧化铜的制备方法，包括如下步骤： 1) 中和：将酸性蚀刻废液过滤，去除不溶性固体杂质，与30wt%?50wt%的氢氧化钠水 溶液混合，搅拌状态下反应〇. 5?2小时，获得泥状氧化铜； 2) 过滤：对步骤1)获得的泥状氧化铜过滤，使其固液分离得到氧化铜滤饼； 3) 洗涤：将步骤2)获得的氧化铜滤饼分散，加入洗涤剂和去离子水洗涤去除金属杂质 离子，获得洗涤后的氧化铜；其中，所述洗涤剂为含有〇. OOlwt%?20wt%电解质的水溶液； 4) 干燥、粉碎：将步骤3)获得的洗涤后的氧化铜在40?250°C下干燥1?10小时，然 后粉碎； 5) 氧化：将步骤4)获得的氧化铜与30wt%?50wt%的硫酸水溶液混合，得到硫酸铜溶 液，然后加入氧化剂氧化其中的有机物，搅拌状态下反应〇. 5?2小时，使有机物氧化分解 或降解，并同时将溶液中可能含有的Cu+变成Cu2+，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华梅，陈立高，付海涛，陈培峰，程凡雄，石新红，
申请(专利权)人：上海美维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31