剥离液的处理和再利用方法.doc

剥离液的处理和再利用方法 1. 技术领域 本方法涉及通过使被溶解或悬浮的金属化合物发生沉淀来处理用于锡或锡混合物的废 剥离液的方法。更具体地说，本方法涉及用于处理在电子工业中从锡和锡 / 铅的剥离所产生 的废水物流从而在一方面从该溶液中回收化学品用于再利用以及在另一方面从该溶液回收 金属诸如铜、锡、铅和 / 或铁的方法。 2. 背景技术 在美国和欧洲，用于处理 PCB 外表面的最通用的方法是图形涂覆法。在这种印刷电路 板的常规生产过程中，通过在铜层上进行电涂覆而产生充当耐蚀刻层的锡层或锡 / 铅层。在 通过刻除去非线路区域后， 在下一步中使用基于稍酸的剥离剂或剥离液用于除去电涂覆的锡 层或锡 / 铅层以暴露铜线路。 在所述的基于硝酸的剥离液或新鲜的蚀刻液溶液中， 经常使用硝酸或硝酸铁作为主要的 剥离组分。典型的组成包括 ( 以重量 / 重量的百分数表示 )10 到 40% 的硝酸， 1 到 10% 的三价 铁离子 Fe 3+ ， 1 到 2% 的防锈剂，和 1 到 3% 的助悬剂。在剥离期间当游离硝酸的浓度或锡 的浓度分别地变得低于 3.6 到 4.2 N 或高于 50 到 100g/L 时，根据在锡或锡 / 铅剥离模式中的 工艺条件的不同而异，应当用新鲜的剥离液替换废液。 助悬剂和防锈剂是剥离液中用于保持剥离液性质的添加剂。 在剥离反应期间， 印剧电路 板表面上的元素锡被氧化，得到 Sn 4+ 离子，其形成锡的氧化物或氢氧化物。 因此，锡在废物 流中主要以 SnO 2 形式存在。公知的是，大部分的四价锡 (IV) 盐不溶于水，甚至不溶于硝酸。 在剥离期间，溶液中的金属负荷增加，并且另外， 金属化合物倾向于从溶液中沉淀，形成浆 料。在使用喷涂的应用中，浆料可导致喷嘴被阻塞。这通过使用助悬剂得以阻止。 通过所述 助悬剂，氧化锡 (IV) 得以保持溶解并且在剥离液中形成细分散的氧化锡 (IV) 悬浮液。所述助 悬剂典型地是有机酸或无机酸。 一旦达到某一金属负荷， 则剥离液可能变得不稳定。 在这种 放热条件下， 释放大量的有毒的 N0 x 气体并且剥离液产生大量的泡沫。 这些不希望的条件在 生产工厂中是安全风险并且可能损坏操作设备。 为了避免所述问题， 在新鲜的剥离液中使用 防锈剂， 所述防锈剂是不含硫的有机氮化合物。 所述的有机添加剂不仅起硝酸稳定剂的作用， 而且还被认为与金属氧化物和盐相互作用和或与金属氧化物和盐形成复合物。 一旦从印刷电路板的所需部分上除去锡后，使用的剥离剂包含约 5 到 30%( 重量 / 重量 ) 的硝酸， 1 到 10%( 重量 / 重量 ) 的三价铁离子 Fe 3+ 或 Fe 2+ 离子，和少量的即 1 到 2%( 重量 / 重 量 ) 的防锈剂和 1 到 2.5% 的助悬剂， 2 到 20g/L 的铜离子 Cu 2+ ， 约 10 到 200g/L 的 Sn 4+ 离子， 有时还有约 0 到 5g/L 的 Pb 4+ 离子。该剥离剂在不完全氧化时还可包含少量的 Sn 2+ 或 Pb 2+ 离 子，还包含少量的其它组分。 3. 用于锡或锡 / 铅的废剥离液的处理 一旦印刷电路板经过处理后， 剥离液呈酸性并且典型地包含各种酸、 部分地被溶解和部 分地被悬浮的金属化合物以及还包含添加剂及其衍生物。中和是废剥离液的常规处理方法， 例如通过加入氢氧化钠用于中和一种或多种游离的酸来进行。一旦 PH 值被调节到 8 到 13 的范围后，大部分的金属阳离子被转化为金属氧化物或金属氢氧化物沉淀物。经过过滤后， 它们可进一步经过加工用于回收金属锡、 铁、 铜或铅。之后， 将如此获得的滤液蒸发以产生 硝酸钠晶体。 尽管金属可令人满意地被回收， 但是丧失了溶液再循环的可能性。 在这种方法 中，必需使用大量的氢氧化钠，并且如此获得的稍酸钠晶体不具有商业价值。 4. 本方法详述 本方法用于处理锡或锡合金剥离所用的废液的方法。希望从废液中除去铜离子、锡离子 并且有时希望除去铅离子。三价铁离子尽可能高的剥离能力 ( 在实践中是酸 ) 可保留在废液 中。 本方法的目的是通过使被溶解的或悬浮的金属化合物从剥离液中发生沉淀而恢复剥离 液的剥离能力。 目前已经发现， 通过包括加热剥离液并加入草酸盐形成试剂的过程来改善沉 淀效率可获得冷人惊讶的良好结果。 溶液的剥离能力是指其从印刷电路板的表面上剥离锡的能力。 在该剥离液中使用的硝酸 对剥离能力具有最大的影响。 该剥离能力还受到其它无机酸和有机酸的影响。 剥离能力由于 用于氧化元素金属和溶液中的金属离子的酸的消耗而降低， 另外， 如果溶液中的金属离子例 如通过鳌合约束剥离能力，则剥离能力降低。相反地，如果金属离子离开或从溶液被除去，