印制线路板蚀刻液在线循环技术

何世武，李建光    (深圳市洁驰科技有限公司，深圳 518102)
摘 要:介绍了印制线路板蚀刻液在线循环技术的技术核心、工艺流程，以及技术的主要特点，分析了蚀刻液在线循环技术的经济性，以及在印制线路板行业的的应用情况和推广前景。
关键词:印制线路板;蚀刻液;在线;循环技术
中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:1006-5377（2010）09-0035-03


我国印制线路板行业（PCB）废蚀刻液的处理方式，目前主要是以末端治理为主，处理方法主要有氢氧化铜沉淀法、与酸性蚀刻液混合生产硫酸铜法、硫酸铜电解法等。以上技术普遍存在以下问题：
（1）普遍采取分散运输、集中处理的方式，在运输过程中存在跑、冒、滴、漏的现象。据统计，运输损失达3%～5%，对环境造成了污染；
（2）均需要向废液里加入化学品，从而破坏了废液成分，无法循环使用；
（3）仅将铜元素回收利用，而对氨氮、氯离子、硫脲等成分只采用中和处理后排放，既造成资源浪费，又产生严重的二次污染。
1 印制线路板蚀刻液在线循环技术简介
1.1 技术简介
印制线路板蚀刻液在线循环技术是集精细化工、膜技术、电化学、有色冶金、自动控制于一体的系统集成技术。该技术的最大特点是铜离子无损分离、有用成分完全回用、无废液排放。
印制线路板蚀刻废液在线循环技术的核心是蚀刻废液循环再生装置，主要包括的关键技术有：1）隔膜萃取分离技术/铜资源化技术；2）蚀刻液组份调节技术；3）蚀刻废液循环再生技术；4）设备一体化技术。
1.2 工艺流程（见图1）

该技术采用溶剂萃取+膜处理+电积法实现蚀刻废液再生处理和铜离子的回收。系统先采用萃取的方式实现蚀刻废液中铜离子的无损分离，萃余液经膜处理和组分调节后回用于生产；分离出来的铜离子用硫酸反萃得到硫酸铜，然后通过电解硫酸铜产出阴极铜，实现铜的回收。整个工艺包括蚀刻液、电解液、萃取剂三个闭路循环。
1.3 主要设备流程
该技术通过各操作单元的有机连接，组成了一个封闭式的在线循环再生系统。
1.4 技术主要特点
（1）无损分离铜，无废液排放
该技术采用萃取的方法，不破坏蚀刻液原有的组成成分，蚀刻废液可得以完全回用。
（2）萃取效率高
该技术采用适于氨性条件下的高效萃取剂，该萃取剂对铜萃取选择性好，水相和油相间杂质转移少，萃取和反萃取速度快，使用寿命长，再生蚀刻液性能稳定。
（3）设备占地面积小
该技术采用多级萃取工艺，与普通单级萃取工艺相比，设备占地面积减少40%，废液中铜含量可在1～150g/L范围内无级调整，当蚀刻废液产生量在30～300吨/月范围内时无需更换设备和增加占地面积。
（4）再生蚀刻液性能优良
该技术专门针对再生蚀刻液开发了相对应的配方，实现了蚀刻废液的完全回用，保证了再生蚀刻液的性能稳定。
（5）产品附加值高
该技术实现了蚀刻废液的完全回用，减少了企业购买蚀刻液的费用，产品铜纯度在99.96%以上，达到国家一级阴极铜标准。
（6）自动化程度高
该技术实现了设备的自动化控制。
1.5 技术经济分析（见表1）

从表1可以看出，蚀刻液在线循环技术能产出阴极铜和再生液，产品附加值高；而传统的硫酸铜工艺产品附加值低，且有大量废液外排，污染治理费用高。
2 蚀刻液在线循环技术在印制线路板行业的应用
蚀刻液在线循环技术已成功应用于广东五洲、富士康、讯通、宏俐、腾达丰、启利达、胜宏、胜华，江苏瀚宇博德、联昆，上海昆颖，福建奕全、南华，浙江舜科等多家线路板企业，已连续工业化应用2～3年。有关工程运行证明，采用蚀刻液在线循环技术，整个工艺流程无废液、废气产生，再生蚀刻液性能稳定，产出的副产品铜含量达99.96%以上，主要性能指标如表2所示。

蚀刻液在线循环技术在印制线路板行业的应用工程实例简介如下：
深圳市五洲电路集团蚀刻液在线循环系统（见图2）

项目概况为：占地面积90m2；废水处理量100吨/月；工程总投资340万元，其中设备投资260万元；运行费用180万元/年；水耗1300吨/年；电耗35万度/年；药耗110万元/年；投资回收年限为1年。
项目投运后的经济净效益为320万元。氨洗水减排75%，蚀刻废液“零”排放，优于国家“Ⅰ级A”排放标准；项目被评为国家重点环境保护实用技术示范工程。
项目的环境效益见表3。

（2）深圳市新华电子有限公司蚀刻液在线循环系统（见图3）

项目概况：废水处理量120吨/月；工程总投资350万元，其中设备投资280万元。设备2008年2月投入运行，实现了蚀刻废液“零”排放，累计处理蚀刻废液4800吨，回收铜600吨，削减氨氮外排约1000吨，减少COD外排5吨。
（3）胜宏科技（惠州）有限公司蚀刻液在线循环系统（见图4）

项目概况：废水处理量150吨/月；工程总投资380万元，其中设备投资290万元；设备2008年3月投入运行，实现了蚀刻废液“零”排放， 累计处理蚀刻废液6000吨，回收铜750吨，削减氨氮外排约1200吨，减少COD外排6吨。
（4）瀚宇博德科技（江阴）有限公司蚀刻液在线循环系统（见图5）

项目概况：废水处理量300吨/月（一期工程）；工程总投资700万元，其中设备投资560万元；氨洗水减排75%，蚀刻废液“零”排放，达到国家“Ⅰ级A”排放标准。
（5）其他应用实例
蚀刻液在线循环系统工程的其他应用实例及其废液处理规模如下：富士康集团富葵精密组件（深圳）有限公司80吨/月、江苏联昆电子科技有限公司200吨/月、昆颖电子有限公司150吨/月、广州市番禺启利达电子有限公司60吨/月、深圳万基隆电子科技有限公司80吨/月、深圳市宝安区松岗宏俐电子厂110吨/月、浙江舜科电子有限公司50吨/月、东莞荣贸电子有限公司70吨/月、佛山市高明区中信华电子有限公司45吨/月、福建奕全电子有限公司65吨/月、深圳市腾达丰电子有限公司55吨/月、深圳恒宝士线路板有限公司50吨/月、深圳市中信华电子有限公司50吨/月、梅州市达富多层线路板有限公司40吨/月、宝安区松岗讯通电路板厂140吨/月、威尔高电子有限公司70吨/月、瑞联电路板（深圳）有限公司80吨/月、福建莆田南华电路板有限公司60吨/月。
3 结语
国内目前共有线路板生产企业3000多家，其中珠三角地区有1500多家，已安装蚀刻液循环再生系统的不足1.5%，市场前景非常广阔。如果印制线路板蚀刻液在线循环技术能在整个PCB行业得以推广，则每年可回收铜60多万吨，回用再生蚀刻液500多万吨，直接经济效益在400亿元以上；每年可减少蚀刻工序氯化铵使用量100万～150万吨、氨使用量200万～250万吨，能大幅降低PCB厂蚀刻生产线生产成本；每年可减少氨氮排放200多万吨、COD排放4000吨，大幅降低PCB企业的废弃物排放量，从而具有良好的社会、环境和经济效益。

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