一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，它依次包含以下步骤：S101、预处理：将收集的酸性含氯化铜废蚀刻液输入反应槽，加入双氧水、氢氧化铝搅拌进行中和反应，控制pH3～3.8并加入适量PAM，经过预处理；S102、絮凝除杂；S103、置换：将除杂处理后的沉淀余液泵入特制反应罐内，加入铝片进行置换反应；S104、产品制备，包括铜粉纯化干燥和结晶氯化铝的回收生产两个过程。本发明专利技术生产工艺流程简单，不增加液体量，铜金属回收率高＞99.9%，余液废水经蒸发浓缩后用于生产价值较高的结晶氯化铝产品，物耗少，效率高，经济效益极好，达到危险废物含铜废液资源化、无害化环保处理效果。

A preparation method of high purity copper powder and reclaimed crystalline aluminium chloride from waste etching solution containing copper chloride

The invention discloses a preparation method for producing high purity copper powder from waste etching solution containing copper chloride and recovering crystalline aluminium chloride, which comprises the following steps in turn: S101, pretreatment: input the collected acid copper chloride waste etching solution into the reaction tank, add hydrogen peroxide and aluminium hydroxide to stir for neutralization reaction, control pH 3-3.8 and add appropriate amount of PAM, after pretreatment, S102, flocculation and removal; Substitution: Pump the residual precipitate after impurity removal into a special reaction tank and add aluminium sheet for substitution reaction; S104, product preparation, including purification and drying of copper powder and recovery and production of crystalline aluminium chloride. The production process of the invention is simple, does not increase the liquid volume, and the copper metal recovery rate is higher than 99.9%. After evaporation and concentration, the residual liquid wastewater is used to produce crystalline aluminium chloride products with high value, with less material consumption, high efficiency and excellent economic benefit, thus achieving the effect of recycling and harmless environmental protection treatment of the copper-containing waste liquid of hazardous waste.

【技术实现步骤摘要】
一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法
本专利技术涉及一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，属于危险废物环保处置

技术介绍
目前，在国内的危险废物含铜废液处理处置工艺中，一般采用传统的酸碱中和法生产工业级五水硫酸铜或碱式氯化铜等产品，这种含铜废液处理处置工艺存在以下不足；铜金属直接回收率偏低，只有90%左右，生产工艺流程长且复杂，产生工艺废水量大又含有重金属，工艺废水需二次处理深度去除重金属，然后再蒸发浓缩处理，得到低价值的铵盐、钠盐，效率低，能耗大，处理处置成本高。1、如果采用传统的酸碱中和法生产工业级五水硫酸铜产品，生产工艺流程长，氨水或液碱消耗量大，废水产生量大、铜金属残留高，需使用有严重安全隐患风险的浓硫酸且消耗量大，结晶母液含铜量高、杂质含量亦高，需返回重复处理，进一步增加处理成本，硫酸铜市场产能过剩，销售受季节性影响较大。2、如果采用目前流行的酸碱中和法生产碱式氯化铜，需消耗大量的氨水或液碱，且要加热恒温，余液废水中铜金属残留高，需深度再处理去除，再蒸发浓缩、冷却结晶，得到低价值的铵盐、钠盐，效率低，能耗大，处理处置成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，能克服现有技术的不足，能够解决危险废物含铜废液处理处置工艺中，存在的铜金属直接回收率低、生产流程长、工艺复杂、效率低，能耗大，处理处置成本高的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，它依次包含以下步骤。S101、预处理：将收集的酸性含氯化铜废蚀刻液输入反应槽，然后在每升酸性含氯化铜废蚀刻液中加入质量分数为20%-30%的双氧水1～2g、氢氧化铝或氧化铝60～150g搅拌进行中和反应，然后加入PAM（即非离子型高分子絮凝剂）直至溶液的pH控制在3～3.8，得到酸性中和液；将收集的酸性含铜蚀刻废液泵入反应槽，加入双氧水、氢氧化铝搅拌进行中和反应，控制pH3～3.8加入适量PAM，经过预处理。预处理的主要目的是去除废液中多余的酸及少量的颗粒物杂质，以免影响后续生产处理过程。因此该工序通过加入双氧水将废液中的低价杂质离子(如Fe2+、Sn2+)氧化为高价离子，更好去除，同时把废液中的亚铜离子氧化成二价铜离子、减少铜的损失。S102、絮凝除杂：在酸性中和液中加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为酸性中和液体积的0.5%～2%，促使酸性中和液中的杂质絮凝沉淀得到沉淀固相，在加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的酸性中和液完成沉淀后去除沉淀固相得到沉淀余液，沉淀固相经压滤机处理成固态滤饼，所述固态滤饼固体废物送至有资质单位处理;阴离子聚丙烯酰胺（APAM）是水溶性的高分子聚合物，主要用于各种工业废水的絮凝沉降，沉淀澄清处理，如钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理、污泥脱水等。还可用于饮用水澄清和净化处理。由于其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果。S103、置换：将沉淀余液泵入反应罐内，加入铝片进行置换反应直至溶液清亮无色，产生的气体经过处理达到排放标准后排空，置换析出物质经过沉淀分离、洗涤离心得到固相的铜粉和含氯化铝的铝质液相，将得到的铜粉送至抽滤槽进行抽滤，用去离子纯回用水洗涤，然后送入离心机离心脱水，期间，因铝质液相中仍残留有一定量的铜，为此，将得到的铝质液相经过深度除铜得到氯化铝纯净液。期间，使用铝片进行置换反应，用以避免产生铝碎片或铝粉等杂质，可以获得纯度较佳的铜粉。所述深度除铜是指在铝质液相中加入过量铝粉,通过铝粉将铝质液相中的铜置换出来,置换后得到氯化铝纯净液及余量铝粉与铜粉的混料。所述的过量的铝粉是指该反应中加入的铝条在不再继续反应为止，即铝条的重量不再继续发生变化为止，并且，该过程中，使用铝粉进行铜的二次置换，粉末状的铝粉可以快速、充分的将铝质液相中残留的铜置换出来，铝粉的置换时间比铝板的置换时间更短。期间也可以将其他已经在深度除铜步骤获得的余量铝粉与铜粉的混料循环投放到该步骤中，其目的是使得余量铝粉与铜粉的混料中的铝粉能充分完全地与铝质液相中的残留铜进行置换。在本步骤中，第一次的深度除铜步骤，也称之为2次洗涤，期间，还可以根据实际情况重复进行第二次、第三次或更多次的深度除铜步骤，随之称之为3次洗涤、4次洗涤等。S104、产品制备，包括铜粉纯化干燥和结晶氯化铝的回收生产两个过程，其中，铜粉纯化干燥为将离心机出来的铜粉再送至真空干燥机烘干，然后冷却放入微负压振动筛内进行过筛分级，真空包装计量入库，得到质量符合国标GB/T5246―2007的高纯铜粉产品。结晶氯化铝的回收生产为经深度除铜的氯化铝纯净液泵入搪瓷反应釜中，真空蒸发浓缩至1.54～1.58g/ml，然后在蒸发后的余热情况下将所述真空蒸发浓缩后的物质泵入雾化器进行喷雾干燥，冷却包装得到工业结晶氯化铝，其余热废气经收尘后喷淋处理系统处理达标排空。所述的氢氧化铝含氧化铝的纯度不低于63%,即在氢氧化铝中,所含氧化铝的纯度为63%～100%。所述的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂为800-1200万阴离子聚丙烯酰胺用水搅拌溶解成0.2～0.5g/L溶液。所述的微负压是指真空度为-5～-10KPa。所述的深度除铜步骤中得到的余量铝粉与铜粉的混料循环投放到其他的深度除铜步骤中，直至该余量铝粉与铜粉的混料中的铝粉置换反应完毕，最后实现将余量铝粉与铜粉的混料全部转换为铜粉。所述的深度除铜完成后得到的铜粉送至经过沉淀分离、洗涤离心得到固相的铜粉和含氯化铝的铝质液相，将得到的铜粉送至抽滤槽进行抽滤，用去离子纯回用水洗涤，然后送入离心机离心脱水，然后将离心机出来的铜粉再送至真空干燥机烘干，然后冷却放入负压环境下工作的振动筛内进行过筛分级，真空包装计量入库，得到高纯铜粉产品。本专利技术的有益效果在于：生产工艺流程简单，不增加液体量，铜金属回收率高＞99.9%，余液废水经蒸发浓缩后用于生产价值较高的结晶氯化铝产品，物耗少，效率高，经济效益极好，达到危险废物含铜废液资源化、无害化环保处理效果。附图说明图1为本专利技术的原理流程示意图。图2为本专利技术实施例1与现有方法处理处置同样1000Kg(含铜10%计)含氯化铜废蚀刻液的比较表。具体实施方式下面结合附图和试验例进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。实施例1，如图1所示，一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，它依次包含以下步骤。S101、预处理：将收集的酸性含氯化铜废蚀刻液输入反应槽，然后在每升酸性含氯化铜废蚀刻液中加入质量分数为27.5%的双氧水1.6g、氧化铝的纯度为63%的氢氧化铝120g搅拌进行中和反应，然后加入PAM直至溶液的pH控制在3.5，得到酸性中和液。S102、絮凝除杂：在酸性中和液中加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，该阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂为市售1200万阴离子聚丙烯酰胺用水搅拌溶解成0.2g/L溶液；阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为酸性中和液体积的1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，其特征在于，它依次包含以下步骤：S101、预处理：将收集的酸性含氯化铜废蚀刻液输入反应槽，然后在每升酸性含氯化铜废蚀刻液中加入质量分数为20%‑30%的双氧水1～2g、氢氧化铝或氧化铝60～150g搅拌进行中和反应，然后加入PAM直至溶液的pH控制在3～3.8，得到酸性中和液；S102、絮凝除杂：在酸性中和液中加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为酸性中和液体积的0.5%～2%，促使酸性中和液中的杂质絮凝沉淀得到沉淀固相，在加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的酸性中和液完成沉淀后去除沉淀固相得到沉淀余液，沉淀固相经压滤机处理成固态滤饼；S103、置换：将沉淀余液泵入反应罐内，加入铝片进行置换反应直至溶液清亮无色，产生的气体经过处理达到排放标准后排空，置换析出物质经过沉淀分离、洗涤离心得到固相的铜粉和含氯化铝的铝质液相，将得到的铜粉送至抽滤槽进行抽滤，用去离子纯回用水洗涤，然后送入离心机离心脱水，期间，将得到的铝质液相经过深度除铜得到氯化铝纯净液；所述深度除铜是指在铝质液相中加入过量铝粉,通过铝粉将铝质液相中的铜置换出来,置换后得到氯化铝纯净液及余量铝粉与铜粉的混料；S104、产品制备，包括铜粉纯化干燥和结晶氯化铝的回收生产两个过程，其中，铜粉纯化干燥为将离心机出来的铜粉再送至真空干燥机烘干，然后冷却放入负压环境下工作的振动筛内进行过筛分级，真空包装计量入库，得到高纯铜粉产品；结晶氯化铝的回收生产为经深度除铜的氯化铝纯净液泵入搪瓷反应釜中，真空蒸发浓缩至1.54～1.58g/ml，然后在蒸发后的余热情况下将所述真空蒸发浓缩后的物质泵入雾化器进行喷雾干燥，冷却包装得到工业结晶氯化铝，其余热废气经收尘后喷淋处理系统处理达标排空。...

【技术特征摘要】
1.一种用含氯化铜废蚀刻液制取高纯铜粉和回收结晶氯化铝的制备方法，其特征在于，它依次包含以下步骤：S101、预处理：将收集的酸性含氯化铜废蚀刻液输入反应槽，然后在每升酸性含氯化铜废蚀刻液中加入质量分数为20%-30%的双氧水1～2g、氢氧化铝或氧化铝60～150g搅拌进行中和反应，然后加入PAM直至溶液的pH控制在3～3.8，得到酸性中和液；S102、絮凝除杂：在酸性中和液中加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的加入量为酸性中和液体积的0.5%～2%，促使酸性中和液中的杂质絮凝沉淀得到沉淀固相，在加入阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的酸性中和液完成沉淀后去除沉淀固相得到沉淀余液，沉淀固相经压滤机处理成固态滤饼；S103、置换：将沉淀余液泵入反应罐内，加入铝片进行置换反应直至溶液清亮无色，产生的气体经过处理达到排放标准后排空，置换析出物质经过沉淀分离、洗涤离心得到固相的铜粉和含氯化铝的铝质液相，将得到的铜粉送至抽滤槽进行抽滤，用去离子纯回用水洗涤，然后送入离心机离心脱水，期间，将得到的铝质液相经过深度除铜得到氯化铝纯净液；所述深度除铜是指在铝质液相中加入过量铝粉,通过铝粉将铝质液相中的铜置换出来,置换后得到氯化铝纯净液及余量铝粉与铜粉的混料；S104、产品制备，包括铜粉纯化干燥和结晶氯化铝的回收生产两个过程，其中，铜粉纯化干燥为将离心机出来的铜粉再送至真空干燥机烘干，然后冷却放入负压环境下工作的振动筛内进行过筛分级，真空包装计量入库，得到高纯铜粉产品；结晶氯化铝的回收生产为经深度除铜的氯化铝纯净液泵入搪瓷反应釜中，真空蒸发浓缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄林生，陈西安，邓华进，
申请(专利权)人：广州市安舟昌宇环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44