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蚀刻废液回用

目录

一、可行性分析 (2)

1.1背景 (2)

1)选题意义 (2)

2 )产品用途 (3)

1.2 产品的技术路线分析 (4)

1)产品开发理念 (4)

2)技术开发战略 (4)

3)技术路线 (5)

1.3 核心技术及创新性分析 (5)

1.4蚀刻液再生循环系统工作原理图 (6)

1.5蚀刻液再生循环系统工作原理明 (7)

1.6技术水平分析 (8)

1.7技术的成熟性分析 (8)

1.8再生液参数控制 (8)

二、营运模式 (9)

三、社会效益与经济效益分析 (9)

四、服务承诺 (10)

五、结语 (11)

《铜蚀刻液再生循环系统》项目建议书

一、可行性分析

1.1 背景

1)选题意义

印制电路板(PCB)行业是电子工业、信息产业和家电行业的基础,近20年来,作为重污染行业之一的PCB行业纷纷向中国转移,使得中国的PCB行业近几年一直保持高于10%的年增长速度。目前全国约有各种规模的PCB企业近3000家,年产量达到2亿平方米以上,每年消耗精铜在10万吨以上,产出的蚀刻废液中总铜量在5万吨以上,对我国环境尤其是PCB厂周边地区的水资源环境构成了严重威胁和危害。蚀刻生产线是PCB生产中消耗药水量较大的工序,也是产生废液(即危险废物——废蚀刻液,按国家环保总局的废物分类命名)和废水(即一次洗涤废水和二次洗涤废水)最大的工序。一般而言,每生产一平方米正常厚度(18μm)的双面板消耗蚀刻液约为2—3升,并出废蚀刻液2—3升、一次洗涤废水5—10升、二次洗涤废水8——12升。目前的做法是定时或不定时地从蚀刻槽排出部分铜含量很高的母液——废蚀刻液,同时向其中添加新的蚀刻液。由于蚀刻液的最佳蚀刻铜离子浓度在100—140克/升,而废液外排时则希望铜离子浓度越高越好(常在150——160克/升),以尽可能提高蚀刻液利用率,降低溶液总的使用量。因此,不论是采用人工间歇排放工艺还是比重控制的连续排放工艺,实际生产中蚀刻液并未处于其最佳技术状态。从经济成本上说,目前的做法对PCB企业不利,一方面需要花费

大量的钱购买蚀刻子液,而外排的废蚀刻液交给有废水处理能力的企业无偿或有偿处理后达标排放,增加了PCB企业的运菅成本和环保压力。

本项目立项的目的是开发一种使蚀刻生产工序废液零排放的清洁生产技术。即铜蚀刻液再生循环设备,它由三块集成:1)蚀刻液配方及循环再生技术,其中包括性能优良的蚀刻液组份调节剂成分的选择;2)从废蚀刻液中无损分离铜的技术,它由萃取分离技术和专用设备制造技术组成;3)电解铜技术,通过使用不溶性阳极板等特殊设备将废蚀刻液中的铜离子转化成高纯电解铜的技术。蚀刻液再生循环设备实际上是一个完整的系统,该系统植入蚀刻工序后,不但可使其成为清洁生产工艺,同时可使该工序处于蚀刻的最佳状态,即在添加新液时使溶液混合时间最短、铜离子浓度梯度最少、蚀刻速度最快,侧蚀最小;在物料使用总量上大大减少,再生循环过程仅消耗少量蚀刻盐、组份调节添加剂和调节PH的酸碱,物耗总量减少96%以上;整个再生循环过程上变有危害的大量液体废物为工业应用广泛的宝贝——金属铜,它可以为冶金、材料加工及化工业行业直接使用,大幅提高PCB企业的经济收益;使PCB蚀刻工序的总成本(包括添加剂消耗、电力、设备维护等)比原来的(蚀刻液消耗、电力、水和废水处理费等)降低75%以上,使蚀刻工序这个倍受关注的产生危险废液的工序变成为一个清洁生产工序。

2)产品用途

蚀刻液再生循环系统是与PCB企业蚀刻工序配套的清洁生产设备,它全天候为PCB企业的蚀刻工序提供蚀刻液及氨洗液,它与常规的环保治污设备不同的是,它是在线随机封闭式循环运行,蚀刻液循

环再生设备还产出价值十分可观的副产品——金属铜,其价值远大于设备运行过程的水电、人工和物耗成本,使PCB蚀刻工序成为含铜废液零排放清洁生产工序变为现实。

1.2产品的技术路线分析

1)产品开发理念

蚀刻液循环再生系统是将精细化工、萃取工艺、有色冶金、电解工艺、环境工程、自动化控制、进行隐含和复合的高附加值技术组合。我公司开发者从工艺的成熟性、可操作性、稳定性、品质控制技术、安全性等全方位研发,针对我国线路板蚀刻工序的特点,总结了目前囯内外同类型产品性能,研发了专用铜萃取分离技术,该技术完全符合我国蚀刻工艺要求及环境要求,优于目前囯内其它废蚀刻液处理技术。我们以改善生态环境和公民健康状态为己任,积极响应国家和各级政府的号召,针对循环经济的时代要求,不断开发新技术以协助PCB企业进行节能降耗等技术改造。我公司在支持PCB行业走可持续发展道路的同时,与PCB企业分享本公司高科技产品给该行业带来的经济效益、环境效益等社会综合效益。

2)技术开发战略

我们的技术开发战略是从污染源头来预防而不是被动地从事后治理污染的角度出发。对PCB企业各工序的污染源特征进行本质分析,以确定其采用循环使用、清洁生产的技术可能性;针对各工序(即污染源)产出的不同类型液体废物(废蚀刻液、一次洗涤氨废水、)之具体特点,分别实行资源化、和无害化战略,对其有价值部分进行回收,有用部分进行完全回用,以确保PCB企业蚀刻工序在生产品质上更稳定、含铜废液零排放、使生产成本大幅降低(≥75%)。

3)技术路线(如图2所示):

蚀刻废液回用

图 2 铜蚀刻液循环再生技术路线

1.3核心技术及创新性分析

该系统由三部分组成:1、自控铜无损分离系统。2、铜电积系统。3、蚀刻液存储及组份调节系统。

自控铜无损分离系统:是将废蚀刻液中的铜离子通过富铜剂从废液中无损分离铜离子,并将铜离子移送到铜电积系统,释放铜离子后的贫铜剂再回到此系统继续工件。

铜电积系统:富铜剂中的铜离子释放到此系统中,通过电积提取高纯度电解铜。

蚀刻液存储及组份调节系统:系统将已降低铜含量的蚀刻液通过组份调节,使Cu2+、Clˉ、PH值达到生产要求,待生产所用。

系统工作时,整个系统物料实现无排放封闭式循环运行。

1.4蚀刻液再生循环系统工作原理图

蚀刻废液回用

1.5蚀刻液再生循环系统工作原理说明(即四个循环)

在线路板的蚀刻工序中,蚀刻液中铜离子含量会逐渐上升而使蚀刻性能下降。要使蚀刻液达到最佳工作状态,须将蚀刻液中的Clˉ、

Cu 、PH值调整到最佳范围内,通常采取不断添加子液,溢流排放母液(废蚀刻液)来调整上述各种成份达最佳浓度,从而恢复蚀刻液性能。蚀刻液再生循环系统将生产中已失去功效的药液(废蚀刻液)采取无损分离降低铜离子浓度至生产需求的合理范围,添加少量的补充液使Cu 、Clˉ、PH值恢复到最佳蚀刻状态,同时对蚀刻工序中氨水洗液经再生系统处理后也可循环使用,使蚀刻工序含铜废水零排放,同时,过程物料也再生循环使用以达到清洁生产的目地(即蚀刻液-氨水洗液-硫酸-富铜剂(国产铜萃取剂)四个物料闭路循环)。如图5。

1.5.1蓝色线条是系统的第一个循环系统,废蚀刻液经该系统MX1处理后铜离子被吸附分离出来,处理后的蚀刻液经调配后返回蚀刻机被循环使用;粉红色线条是第二个循环系统,是含铜的富铜剂被送入MX2系统,MX2系统也是氨水洗废液回收系统,当MX1系统富铜剂完成工作后则进入XW -Ⅱ系统中继续工作吸附氨水洗废液中的铜离子,使铜离子降达氨水洗正常工作要求并返回蚀刻机再使用;黑色线条是第三个循环系统,是含铜的富铜剂进入到MX3系统内,当富铜剂进入后会将其中的铜离子分离释放进硫酸中生成硫酸铜溶液, 富铜剂释放铜离子后经油缸进入MX1系统中重新开始工作;红色线条是第四个循环系统,即硫酸铜溶液形成电解液进入电解槽将铜离子还原成有价值的高纯度铜,被提取铜后的电解贫液则返回MX3系统;至此.该设备完成了一个完整循环工作程序。

1.6技术水平分析

传统的生产硫酸铜工艺乃是对废蚀刻液进行“杀鸡取卵”的

处理方案即破坏原蚀刻液的组份,且运输和处理中存在二次污染问题,使得对蚀刻有用的成份(氨、氯化物、氯酸盐、硫脲等)成为二次污染物,加上铜提取过程无法避免的含铜废水一起被排放,对区域性的水体系造成了严重的二次污染。国外纯萃取工艺由于囯外萃取剂的性能与囯内蚀刻液不匹配造成组份调节不稳定,由于萃取剂不能稳定供货无法稳定生产和全面推广。国内个别的离子膜工艺在操作工序、环保达标方面、组份调节、产铜纯度等方面工艺尚不够成熟无法突破、无使用及推广价值,各处理方案已有样板及案列。

1.7技术的成熟性

本公司开发的蚀刻液循环再生设备已形成批量生产,并成功地在广东地区的怡富、胜华、瑞兴、普林、本立等线路板厂进行了连续工业化应用,证明该设备整个闭路工作循环时无废液、废气产生,产出的再生蚀刻液在生产中的应用性及稳定性能优于子液,蚀刻速度与原子液相比有微量变化在±5℅之间变化、但速度稳定性好。反映了该系统的技术成熟性和可靠性;产出的副产品铜含量达99.9%以上。1.8再生液参数控制

我司处理后的再生液Cu2+控制在60~90g/L,这对因系统Delay 而导致加药过度的问题大大改善,尤其对比重控制器不先进(未有渐进式加药控制)的蚀刻机效果更明显。因再生液含60~90g/L铜离子,生产添加时添加量比一般子液多,所以再生液PH控制在9.2~9.5便可保证生产线PH稳定在8.0~8.6。

我公司再生蚀刻液一般参考客户原生产线参数调配,如若贵司原生产参数为Cu2+=140g/L、Clˉ=170~190g/L、PH=8.0~8.6,则我

司再生液控制在Cu2+=60~90g/L、Clˉ=170~190g/L、PH=9.2~9.5,经前期短磨合期稍作调整后,可稳定贵公司生产线生产参数,保证生产线路板质量。

二、运营模式

PCB厂零成本运行:我司与PCB厂签订合作合同,是指只需厂方提供设备安装场所。设备制造、设备安装,运营水、电费、组份调节、物料成本、人工、药水品质保证及设备维护等成本费用均由我公司承担,付产品铜作为我方投资回报。厂方免费获取符合质量要求的生产用再生蚀刻液,同时还可在我司收回设备投资后按一定的比例分享附产铜的利润。使贵公司蚀刻工序在零资金投入情况下就可达到无废蚀刻液产生、真正实现清洁生产。此合作方式不同与传统的设备售卖方式,我公司的工程技术人员可以长期有效地保障设备在最佳的运行状态,以确保生产用再生蚀刻液质量,还可获得不断进行技术更新和免费的技术升级服务。

三.社会效益与经济效益分析

本项目提供的蚀刻液循环再生设备,技术标准已经技术监督部门备案,并己通过政府环保部门的相关检测,可实现PCB行业在蚀刻工序的废蚀刻液零排放,达到清洁生产的要求,彻底解决如今国内PCB 行业中产出的大量危险液体——废蚀刻液的污染源及其扩散问题。将有危害的大量危险废物转变为循环再生资源——金属铜,在收益上对PCB企业更加有利,采用蚀刻液循环再生设备后PCB企业的生产成本

大幅下降,有利于我国PCB行业的可持续发展和提高该行业的国际竞争力。该项目可作为一个国家所提倡的循环经济成功范例在PCB行业大力推广。其社会效益和经济效益及环保效益是非常巨大的。

根据贵公司具体情况,我们将给出一个合符实际情况的经济效益分析报告,给贵公司提供参考。

四、服务承诺

4.1 设备安装

一旦与贵公司签订合作协议,本公司在45天内(基建时间另计)将设备安装到位。与蚀刻线对接时不需要PCB厂停产停机,即可使回收系统与蚀刻液再生循环设备正常运转。

4.2 质量控制

本设备一旦安装完毕,我司即有技术服务人员2-4人24小时配合PCB厂生产,同时完成蚀刻液的组份分析、调配,及设备的运转及维护,保证客户生产线能连续的、正常的工作。

4.3 品质担保

我公司的碱性蚀刻回收系统技术成熟、品质优良,多家PCB 厂已成功的运用,获得了一致好评。如果PCB厂使用我司回收系统而确因蚀刻药水原因造成的损失,我公司承担因蚀刻液质量问题而引起的直接经济损失。

4.4应急处理方案

1.可保留原有的子液供给系统、储备系统再生液储备量为贵厂日使用

量的2倍。当蚀刻液循环再生系统异常时立刻起动储备系统、确保安全生产,并在24小时内清除异常现象

2.该系统安装二级防泄漏安全系统、万一发生泄漏所有泄漏液会通过防泄漏管进入贵厂废液处理系统、防止造成污染事故。

五、结语

蚀刻液循环再生设备,是一项专门为PCB(印制电路板)行业的蚀刻工序而设计,使该工序成为清洁生产并大幅度降低蚀刻生产成本的清洁生产系统。该系统由自控铜分离系统、电解提铜系统、蚀刻液存储及组份调节系统等软、硬技术件组成;产品具有自主的知识产权,该系统将精细化工、有色冶金、环境工程及机电一体化技术进行合理整合,技术的集成度高,抗模仿性强,是目前在PCB行业一款自主研发、完全由囯内技术生产的清洁生产设备。蚀刻液循环再生设备在使用中不但使蚀刻工序实现铜废液零排放,而且使PCB企业得到几乎免费的再生蚀刻液使用的同时附产出有价值的电解铜,其经济效益、环境效益和社会效益不可估量的。

蚀刻液循环再生设备是一项利国、利厂(PCB厂)、利民的环境保护产品,它的技术、经济、环保指标均十分优越,符合党和国家对工业产业实现清洁生产可持续发展的循环经济战略发展目标;产品的市场容量大,经济效益明显。其系统的推广应用将向世人表明:中国的改革开放不但可以引进污染行业(PCB行业)来发展经济,而且中国人有能力研发以清洁生产技术为特征的高新技术来控制污染,变废为宝,实施从源头上治理而不是被动地停留在的末端治理之中.同时中

国在迈向世界制造业中心的过程中,国人将不遗余力地逐步解决在经济快速发展中出现的环境保护问题,使中国的天更蓝、水更清、地更绿,最终实现经济、环境、社会的和谐发展!

我公司真诚邀请业界朋友加盟合作,共享新的技术成果,一起推动PCB厂的绿色革命!