一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法及其装置，所述方法包括：（1）将废碱性蚀刻液加入废酸性蚀刻液中，搅拌至pH达5‑6，搅拌反应0.5‑1小时，过滤洗涤得碱式氯化铜；（2）将碱式氯化铜投入氢氧化钠中，加热至60℃以上，至反应液pH达8‑9，过滤洗涤、烘干得氧化铜产品；（3）碱式氯化铜滤液中加入硫化钠，搅拌反应至液体无色透明，过滤洗涤回收硫化铜，硫化铜滤液回收制取氯化铵；本发明专利技术方法采用两种酸碱性不同的蚀刻液相互中和反应，大大减少了外加试剂的投入成本，且将两种废液中的有价元素均进行了很好的回收利用，处理过程科学环保，资源回收最大化，经济效益及环保效益十分显著。

【技术实现步骤摘要】
一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法及其装置
本专利技术涉及废酸、碱性蚀刻液的环保处理
，具体是一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法及其装置。
技术介绍
废酸性蚀刻液约含铜10%左右，游离盐酸8%左右，氯化钠2%左右。现有处理废酸性蚀刻液的方法是：利用铁置换法生产海绵铜，回收完海绵铜的含大量铁及微量铜的废水需用氢氧化钙中和沉淀出铁渣送去填埋或回收，废水排至污水处理厂。该方法废水处理成本很高，且海绵铜生产过程中伴随有氢气产生，生产环境恶劣。废碱性蚀刻液的主要成分为Cu（NH3）4Cl2和Cu（NH3）4CO3。现有处理碱性蚀刻液的方法是：加硫酸酸化，沉淀出碱式氯化铜，母液经脱掉微量铜后，加碱加热蒸发回收氨水，然后排放除去氨氮的盐水；碱式氯化铜再经硫酸酸化制备硫酸铜，经结晶硫酸铜后，母液继续与碱性蚀刻液反应，以此循环。该工艺原理的主要化学反应方程式如下：4Cu（NH3）4Cl2+5H2SO4=CuCl2·3Cu（OH）2↓+5（NH4）2SO4+6NH4Cl；2Cu（NH3）4CO3+5H2SO4=Cu2（OH）2SO4↓+4（NH4）2SO4+2CO2↑；CuCl2·3Cu（OH）2+3H2SO4=3CuSO4+2CuCl2+6H2O；（NH4）2SO4+NH4Cl+3NaOH=Na2SO4+NaCl+3NH3↑+3H2O；2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4。该处理过程虽然能得到硫酸铜产品，但是因氯含量严重超标，硫酸铜只能当粗产品或农用级产品销售，相对价值较低，更为重要的是，含有硫酸铵、氯化铵的废液很难加工成标准产品，只有加碱蒸氨排放，处理成本极高，也造成资源的浪费，经济上极不划算。由上可见，目前废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液的处理方法均比较落后，不仅没有达到资源的合理回收利用，还带来额外的高昂处理成本，不仅没有为企业创收，还给企业带来沉重的负担。因此，研发一种新的低成本环保处理废酸性蚀刻液及废碱性蚀刻液的方法及其装置，来解决上述问题，成为行业内亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对目前废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液的处理方法均比较落后，不仅没有达到资源的合理回收利用，还带来额外的高昂处理成本的问题，提供一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法及其装置。本专利技术的一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法，包括下述步骤：（1）将废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液分别收集在废酸液收集罐和废碱液收集罐中，将废碱性蚀刻液加入废酸性蚀刻液中，搅拌反应至pH达到5-6，停止加液，搅拌反应0.5-1小时，将物料放出至碱式氯化铜过滤机，过滤洗涤得碱式氯化铜；废酸液收集罐和废碱液收集罐中分别加入下一批废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液，进行下一批处理；（2）将碱式氯化铜投入氢氧化钠反应罐中，加热至60℃以上，边加热边搅拌至反应液pH达到8-9，且罐体内液体清亮透明，放出物料至氧化铜过滤机，过滤并洗涤至洗水氯离子的质量分数≤0.1%，烘干滤渣即得氧化铜产品；（3）合并步骤（1）的碱式氯化铜滤液和洗涤液，加入硫化钠沉铜罐中，检测液体内铜离子含量，加入铜离子等摩尔量的硫化钠，搅拌反应至液体无色透明，放出物料至硫化铜过滤机，过滤洗涤回收硫化铜，硫化铜滤液及洗涤液回收制取氯化铵；（4）将步骤（3）得到的硫化铜滤液和洗涤液合并，加入氯化铵浓缩罐中进行浓缩后，加入氯化铵结晶罐中结晶，将结晶离心甩干即得氯化铵产品，氯化铵结晶母液加入氯化铵脱盐罐，检测氯化钠含量，加入0.5倍摩尔量的硫酸铵，并补加总液量10%的水后，冷却至0℃以下，析出十水硫酸钠，离心甩干即得十水硫酸钠产品，脱盐后的氯化铵结晶母液返回氯化铵浓缩罐中回收氯化铵或直接蒸干回收氯化铵。所述废酸性蚀刻液中，含铜8-12%，游离盐酸6-10%，氯化钠0.5-3%。所述废碱性蚀刻液的主要成分为Cu（NH3）4Cl2和Cu（NH3）4CO3。上述步骤（2）中氢氧化钠的质量分数为3-15%。本专利技术的一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法所用的装置，包括废碱液收集罐和废酸液收集罐，所述废酸液收集罐设有搅拌装置，其顶部设有废碱性蚀刻液加料口，底部设有出料口，出料口通过管道与碱式氯化铜过滤机相连接，所述碱式氯化铜过滤机出渣口后还设有氢氧化钠反应罐、氧化铜过滤机及氧化铜烘干机，过滤得到的碱式氯化铜加入氢氧化钠反应罐生成氧化铜后，将物料送至氧化铜过滤机过滤洗涤，送入氧化铜烘干机烘干；所述碱式氯化铜过滤机的出液管与硫化钠沉铜罐的原料入口相连接，硫化钠沉铜罐的出料口与硫化铜过滤机相连接；上述各管道上按需装有泵和阀门。所述硫化铜过滤机的出液管与氯化铵浓缩罐原料入口相连接，浓缩好的氯化铵母液送入氯化铵结晶罐中进行结晶，结晶后的氯化铵晶体连同结晶母液一起送入离心机回收氯化铵，离心后的氯化铵结晶母液送入氯化铵脱盐罐，所述氯化铵脱盐罐带有降温装置，其顶部设有硫酸铵投料口，氯化铵结晶母液中的氯化钠和硫酸铵反应，并在0℃以下析出十水硫酸钠后，送入离心机离心回收十水硫酸钠，脱盐后的氯化铵结晶母液继续返回氯化铵浓缩罐原料入口循环制取氯化铵。本专利技术的工艺原理是：利用废碱性蚀刻液和废酸性蚀刻液自带的成分，将二者混合进行中和反应，生成碱式氯化铜沉淀，再将碱式氯化铜沉淀过滤出，与氢氧化钠反应制取氧化铜；滤出碱式氯化铜的液体除主要成分氯化铵外，尚含有微量铜离子，采用硫化钠脱铜后，将主要成分为氯化铵的滤液送入氯化铵浓缩罐，直接浓缩、结晶回收氯化铵后，氯化铵结晶母液中尚含有比较丰富的钠离子，采用投加硫酸铵的方式，生成硫化钠，结晶、脱除后，氯化铵结晶母液继续返回氯化铵浓缩罐循环回收氯化铵即可；涉及的主要化学反应方程式如下：HCl+CuCl2+Cu（NH3）4Cl2+Cu（NH3）4CO3+H2O→CuCl2·3Cu（OH）2↓+Cu（NH3）2Cl2+NH4Cl+CO2↑；CuCl2·3Cu（OH）2+2NaOH4CuO↓+2NaCl+4H2O；Cu（NH3）2Cl2+Na2S+2H2O＝CuS↓+2NaCl+2NH3·H2O；10H2O+2NaCl+（NH4）2SO4＝Na2SO4·10H2O↓+NH4Cl（冷却至0℃以下）。本专利技术方法采用碱性刻蚀液和酸性蚀刻液互相中和生成碱式氯化铜沉淀，生成的碱式氯化铜用氢氧化钠转化为氧化铜产品；滤液经硫化钠脱铜后，进入氯化铵浓缩罐中浓缩、结晶制取氯化铵，提取过一次氯化铵的结晶母液中尚含有较多的钠离子，采用加硫酸铵在冷却条件下生成硫酸钠的原理，析出十水硫酸钠进行回收，脱盐后的氯化铵结晶母液则继续返回氯化铵浓缩罐回收氯化铵，本专利技术方法采用两种酸碱性不同的蚀刻液相互中和反应，大大减少了外加试剂的成本，且将两种废液中的有价元素均进行了很好的回收利用，处理过程科学环保，资源回收最大化，经济效益及环保效益十分显著。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图；图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法，其特征在于包括下述步骤：/n（1）将废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液分别收集在废酸液收集罐和废碱液收集罐中，将废碱性蚀刻液加入废酸性蚀刻液中，搅拌反应至pH达到5-6，停止加液，搅拌反应0.5-1小时，将物料放出至碱式氯化铜过滤机，过滤洗涤得碱式氯化铜；废酸液收集罐和废碱液收集罐中分别加入下一批废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液，进行下一批处理；/n（2）将碱式氯化铜投入氢氧化钠反应罐中，加热至60℃以上，边加热边搅拌至反应液pH达到8-9，且罐体内液体清亮透明，放出物料至氧化铜过滤机，过滤并洗涤至洗水氯离子的质量分数≤0.1%，烘干滤渣即得氧化铜产品；/n（3）合并步骤（1）的碱式氯化铜滤液和洗涤液，加入硫化钠沉铜罐中，检测液体内铜离子含量，加入铜离子等摩尔量的硫化钠，搅拌反应至液体无色透明，放出物料至硫化铜过滤机，过滤洗涤回收硫化铜，硫化铜滤液及洗涤液回收制取氯化铵。/n

【技术特征摘要】
1.一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）将废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液分别收集在废酸液收集罐和废碱液收集罐中，将废碱性蚀刻液加入废酸性蚀刻液中，搅拌反应至pH达到5-6，停止加液，搅拌反应0.5-1小时，将物料放出至碱式氯化铜过滤机，过滤洗涤得碱式氯化铜；废酸液收集罐和废碱液收集罐中分别加入下一批废酸性蚀刻液和废碱性蚀刻液，进行下一批处理；
（2）将碱式氯化铜投入氢氧化钠反应罐中，加热至60℃以上，边加热边搅拌至反应液pH达到8-9，且罐体内液体清亮透明，放出物料至氧化铜过滤机，过滤并洗涤至洗水氯离子的质量分数≤0.1%，烘干滤渣即得氧化铜产品；
（3）合并步骤（1）的碱式氯化铜滤液和洗涤液，加入硫化钠沉铜罐中，检测液体内铜离子含量，加入铜离子等摩尔量的硫化钠，搅拌反应至液体无色透明，放出物料至硫化铜过滤机，过滤洗涤回收硫化铜，硫化铜滤液及洗涤液回收制取氯化铵。


2.根据权利要求1所述的一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法，其特征在于：将步骤（3）得到的硫化铜滤液和洗涤液合并，加入氯化铵浓缩罐中进行浓缩后，加入氯化铵结晶罐中结晶，将结晶离心甩干即得氯化铵产品，氯化铵结晶母液加入氯化铵脱盐罐，检测氯化钠含量，加入0.5倍摩尔量的硫酸铵，并补加总液量10%的水后，冷却至0℃以下，析出十水硫酸钠，离心甩干即得十水硫酸钠产品，脱盐后的氯化铵结晶母液返回氯化铵浓缩罐中回收氯化铵或直接蒸干回收氯化铵。


3.根据权利要求1所述的一种废酸、碱性蚀刻液联合制备氧化铜和氯化铵的方法，其特征在于：所述废酸性蚀刻液中，含铜8-12%，游离盐酸6-10%，氯化钠0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王水平，
申请(专利权)人：王水平，湖北荣梦环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42