一種蝕刻廢液廢渣綜合回收的新方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明為氯根體系下鐵、鉻、鎳、銅等金屬分離與回收的新方法，具體地說是一種 能利用所述氯化鐵萃取劑萃取分離氯化鐵，再通過加熱蒸發(fā)回收氯化鐵萃取劑，再利用 HBLllO萃取分離出氯化鉻的方法，主要涉及蝕刻廢液、廢渣的氯化鐵循環(huán)再生以及其它氯 根體系的金屬分離與回收。
【背景技術】
[0002] 在蝕刻行業(yè)中，對于氯化鐵蝕刻廢液、廢渣的處理是個行業(yè)難題。其廢液中殘留的 氯化鐵和鹽酸量大，且還含有蝕刻產(chǎn)生的鎳、銅等金屬，而廢渣(主要來自于產(chǎn)品表面清洗 水中和沉淀工序)中含有鐵、鎳、銅、鉻等金屬沉淀，對于環(huán)境有嚴重的污染?，F(xiàn)有工藝中，對 于廢液的處理，主要有蒸發(fā)濃縮結晶法、中和沉淀法、鐵粉還原法等。而其中均存在不足，蒸 發(fā)濃縮結晶法能耗大，中和沉淀法成本高且廢渣量大，鐵粉還原法成本高且其它鎳、銅等金 屬進一步回收成本也高，且無法解決鉻與其它金屬分離及提取的問題。
[0003] 而利用萃取的方法處理，也有人提及，如CN200810065306.X等，但其中存在各種 不足。CN200810065306.X公開了一種處理三氯化鐵蝕刻液的方法，它通過兩段萃取氯化鐵， 再用堿反萃回收得氯化鐵反萃液。此方法所得氯化鐵反萃液濃度低，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮至 所需氯化鐵濃度，所需能耗大；且蝕刻廢液中的酸和工藝過程中所添加的酸無法回用，需進 一步處理，不僅酸耗大且產(chǎn)生大量二次污染的廢酸液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述不足，本發(fā)明提供了一種蝕刻廢液、廢渣綜合回收處理的新工藝，含一種 新型的氯化鐵萃取方法以及一種鉻、鎳、銅等金屬分離與回收的方法，不僅實現(xiàn)了氯化鐵的 循環(huán)再生使用，且可以對蝕刻液中金屬資源進行回收。
[0005] 具體過程為：在蝕刻過程中，處理所得含鐵、鎳、銅、鉻等金屬沉淀廢渣，通過加鹽 酸酸溶后，得溶液與蝕刻廢液混合。經(jīng)過氧化劑將二價鐵氧化成三價鐵后，加入鹽酸調(diào)酸至 合適濃度。然后，跟氯化鐵萃取劑混合萃取，萃取完后進行分相，得第一油相和第一水相。
[0006] 第一油相和反萃水按比例混合進行蒸發(fā)，得第一氣相和第一液相。蒸發(fā)后液相為 所得高濃度高純度氯化鐵，經(jīng)過調(diào)酸后即為蝕刻原液，返回使用。
[0007] 氯化鐵萃取所得第一水相同樣進行蒸發(fā)后，得第二氣相和第二液相。
[0008] 第一油相和第一水相蒸發(fā)所得第一氣相和第二氣相，經(jīng)過冷凝后得液體進行分 相。分相得油相為氯化鐵萃取劑，返回萃取循環(huán)使用；得水相為鹽酸，則返回至酸溶和調(diào)酸 使用，不足則用工業(yè)鹽酸補充。
[0009] 第二液相為萃鐵后液，含鎳、銅、鉻等蝕刻產(chǎn)生的金屬，通過HBLllO萃取劑萃取 后，得第二水相和第二油相。其中，第二水相則為萃余液氯化鉻溶液，為鉻產(chǎn)品外售。而第 二油相則為負載鎳、銅的HBLllO萃取油相，通過硫酸反萃后，得硫酸鎳和硫酸銅溶液，即可 外售。HBLllO萃取劑再通過反洗、皂化后返回萃取。
[0010] 本發(fā)明所述工藝，實現(xiàn)了含鐵、鎳、銅、鉻等金屬氯化物的蝕刻廢液廢渣中，氯化鐵 蝕刻液的循環(huán)再生，鎳、銅、鉻等金屬的綜合利用，以及萃取劑和鹽酸的循環(huán)利用的整體循 環(huán)再生綜合回收的環(huán)保工藝。
[0011] 本發(fā)明的氯化鐵萃取劑為乙醚、二異丙醚、甲基叔丁基醚等，其對氯化鐵的萃取能 力強，且沸點低，可易于通過加熱蒸發(fā)掉萃取劑進行回用。
[0012] 本發(fā)明在萃取過程前，蝕刻廢液需經(jīng)過鹽酸調(diào)酸后再進行萃取，而調(diào)酸酸度因所 用萃取劑不同而不同，一般為4-8mol/L。
[0013] 本發(fā)明在蒸發(fā)過程中，油相和水相蒸發(fā)溫度可在50-1KTC，根據(jù)具體情況可以分 段蒸發(fā)。
[0014] 本發(fā)明在反萃過程中，油相蒸發(fā)前需加反萃水，可根據(jù)蒸發(fā)萃取劑后所得氯化鐵 液相要求的濃度而定。而所得氯化鐵液相含氯化鐵質(zhì)量分數(shù)可達50%以上。
[0015] 本發(fā)明可適用于氧化鐵濃度最高可達40%(質(zhì)量分數(shù)）以上的溶液體系，且萃后水 相中所含三價鐵濃度可低至0. lg/L以下。
[0016] 本發(fā)明主要是利用所述氯化鐵萃取劑萃取并通過蒸發(fā)使萃取劑回用的方法應用 進行氯化鐵分離回收，以及利用HBLllO萃取進行鉻分離的整體循環(huán)回收工藝。還包括鋼鐵 行業(yè)的不銹鋼酸洗液、冶金行業(yè)的鹽酸浸出體系等其他氯根體系下的鐵、鉻、鎳、銅等金屬 的分離和回收工藝，以及其它本發(fā)明的變型使用。
[0017] 本發(fā)明具有的有益效果是：（1)所得氯化鐵為高純度高濃度氯化鐵液，可回用或 出售；（2)氯化鐵萃取劑無需用酸堿皂化和反萃；（3)氯化鐵萃取能力強，萃余液含鐵低； (4)各種金屬均得到有效回收；（5)適用性強，成本低。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，本發(fā)明的保護范圍包括但不 限于以下實施例。
[0020] 某蝕刻廠的含鎳氯化鐵蝕刻廢液成分如下表1所示： 表1蝕刻廢液成本表
其中，廢渣直接用鹽酸溶解后，并入蝕刻廢液。
[0021] 蝕刻廢液經(jīng)過加入氯酸鈉氧化劑將二價鐵氧化成三價鐵后，加入鹽酸調(diào)酸至含酸 4-8mol/L。然后，跟萃取劑乙醚進行混合萃取，相比0/A為2,萃取完后進行分相，得第一水 相和第一油相。
[0022] 第一油相和反萃水按0/A為8的比例混合后在80°C下進行蒸發(fā)，待油相蒸發(fā)完后， 得第一氣相和第一液相。蒸發(fā)后所得第一液相為高濃度高純度氯化鐵，含氯化鐵質(zhì)量濃度 在50%以上，經(jīng)過調(diào)酸后即為蝕刻原液，返回使用。
[0023] 萃取所得第一水相同樣在80°C下進行蒸發(fā)30min后，得第二氣相和第二液相，第 二液相則為萃鐵后液。
[0024] 第一油相和第一水相蒸發(fā)所得第一氣相和第二氣相，通過KTC冷凝吸收后得液體 進行分相。分相得油相為萃取劑乙醚，返回萃取循環(huán)使用；得水相為鹽酸，則返回至酸溶和 調(diào)酸使用，不足則用工業(yè)鹽酸補充。
[0025] 而第二液相萃鐵后液為含鎳等蝕刻產(chǎn)生的金屬溶液，通過加入鹽酸將pH調(diào)制 2. 0-2. 5后，與45%HBL110和55%磺化煤油萃取劑按相比0/A為4進行5級萃取后，得第二 水相和第二油相。其中，第二水相則為萃余液氯化鉻溶液，為鉻產(chǎn)品外售。而第二油相則為 負載鎳的HBLllO萃取油相，通過用lmol/L的硫酸按相比0/A為1進行4級反萃后，得硫酸 鎳溶液，即可外售。HBLllO萃取劑再通過反洗、皂化后返回萃取。
【主權項】
1. 一種蝕刻廢液廢渣綜合回收的新方法，如圖1所示： 在蝕刻過程中，處理所得含鐵、鎳、銅、鉻等金屬沉淀廢渣，通過加鹽酸酸溶后，得到的 溶液與蝕刻廢液混合；再通過加入氧化劑(如：氯酸鈉等)將二價鐵氧化為三價鐵后，再經(jīng)鹽 酸調(diào)酸至合適酸度，與氯化鐵萃取劑混合萃取，萃取分相后得第一油相和第一水相； 其第一油相為氯化鐵負載有機，加入適量反萃水后再經(jīng)適當溫度蒸發(fā)，得第一氣相和 第一液相；第一液相為剩余的高濃度高純度氯化鐵液，調(diào)至蝕刻所需濃度和酸度后蝕刻回 用； 其第一水相也經(jīng)適當溫度蒸發(fā)后得第二氣相和第二液相； 而第一油相和第一水相蒸發(fā)所得第一氣相和第二氣相為氯化鐵萃取劑和鹽酸混合氣 體，經(jīng)過冷凝吸收后再分相后得氯化鐵萃取劑液體和鹽酸液體；氯化鐵萃取劑返回氯化鐵 萃取使用，鹽酸返回酸溶和調(diào)酸使用； 其第二液相為萃鐵后液，含鎳、銅、鉻等蝕刻產(chǎn)生的金屬，通過HBLllO萃取劑萃取后， 得第二水相和第二油相；其中，第二水相則為萃余液氯化鉻溶液，為鉻產(chǎn)品外售；而第二油 相則為負載鎳、銅的HBLllO萃取油相，通過硫酸反萃后，得硫酸鎳和硫酸銅溶液，即可外 售；HBLllO萃取劑再通過反洗、皂化后返回萃取。2. 根據(jù)權利要求1所述的新方法，其特征在于，它實現(xiàn)了含鐵、鎳、銅、絡等金屬的蝕刻 廢液及廢渣中，氯化鐵蝕刻液的循環(huán)再生，鎳、銅、鉻等金屬的綜合利用，以及萃取劑和鹽酸 的循環(huán)利用的整體循環(huán)再生綜合回收的環(huán)保工藝。3. 根據(jù)權利要求1所述的新方法，其特征在于，氯化鐵萃取劑為乙醚、二異丙醚、甲基 叔丁基醚等，其對氯化鐵的萃取能力強，且沸點低，可易于通過加熱蒸發(fā)掉萃取劑進行回 用。4. 根據(jù)權利要求1和3所述的新方法，其特征在于，廢液需經(jīng)過鹽酸調(diào)酸后再進行氯化 鐵萃取，而調(diào)酸酸度因所用氯化鐵萃取劑不同而不同，一般為4-8mol/L。5. 根據(jù)權利要求1所述的新方法，其特征在于，第一油相和第一水相蒸發(fā)溫度可在 50-1KTC，根據(jù)具體情況可以分段蒸發(fā)。6. 根據(jù)權利要求1所述的新方法，其特征在于，第一油相蒸發(fā)前需加反萃水，水量可根 據(jù)蒸發(fā)氯化鐵萃取劑后所得氯化鐵液相要求的濃度而定；而所得氯化鐵液相含氯化鐵質(zhì)量 分數(shù)可達50%以上。7. 根據(jù)權利要求1所述的新方法，其特征在于，此方法可適用于氧化鐵濃度最高可達 40%(質(zhì)量分數(shù)）以上的溶液體系，且萃鐵后液中所含三價鐵濃度可低至0. lg/L以下。8. 根據(jù)權利要求1和2所述的新方法，其特征在于，利用所述氯化鐵萃取劑萃取并通過 蒸發(fā)使萃取劑回用的方法應用于氯化鐵的分離回收，以及利用HBLllO萃取劑進行鉻分離 的整體循環(huán)回收工藝；還包括鋼鐵行業(yè)的不銹鋼酸洗液、冶金行業(yè)的鹽酸浸出體系等其他 氯根體系下的鐵、鉻、鎳、銅等金屬的分離和回收工藝，以及其它本發(fā)明的變型使用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蝕刻廢液、廢渣綜合回收的新方法，其主要涉及氯化鐵蝕刻廢液、廢渣的循環(huán)再生。在蝕刻廢液中，除含氯化鐵和鹽酸外，還含有其它蝕刻產(chǎn)生的鎳、銅、鉻等金屬；而廢渣中則含有鐵、鎳、銅、鉻等金屬沉淀?，F(xiàn)蝕刻行業(yè)中，對于氯化鐵蝕刻液再生利用及重金屬回收是個行業(yè)難題。本發(fā)明提供了一種新工藝方法，不僅可以讓蝕刻廢液廢渣中的氯化鐵和鹽酸循環(huán)再生使用外，還可以將蝕刻產(chǎn)生的鎳、銅、鉻等金屬回收，實現(xiàn)資源綜合利用變廢為寶。
【IPC分類】C22B23/00, C22B34/32, C22B15/00, C22B7/00
【公開號】CN105018732
【申請?zhí)枴緾N201510376017
【發(fā)明人】夏棟
【申請人】夏棟
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月1日