Технологии

Технологический процесс комплексной утилизации медьсодержащих растворов травления от производства печатных плат

Авторы: Корякова З.В., Казимирчук С.В., Никерова Л.К.

При современном уровне развития радиоэлектронной промышленности одной из острых экологических проблем является защита окружающей среды от токсического воздействия отходов химико-гальванических процессов, в том числе стоков травления печатных плат.

В сбрасываемых водопотоках, как правило, смешанных, содержится большое количество дефицитных металлов в виде оксидов, гидроксидов, солей и других соединений, утилизация которых на очистных реагентных сооружениях предприятий с учетом современных требований не представляется возможной.

Наиболее эффективным подходом к решению данной проблемы является внедрение локальных малоотходных технологий, предусматривающих постадийное извлечение ценных металлокомпонентов, их возврат в технологический цикл, вторичное использование очищенной промывной воды, а также получение товарных форм утилизируемых материалов.

Авторами данной публикации разработана принципиально новая, экономически эффективная технология комплексной переработки медьсодержащих стоков травления печатных плат с целевым получением фунгицида-хлорокиси меди (ХОМ) и хлорида аммония.

Основные технико-экономические характеристики процесса утилизации:

  • экологически чистое производство, исключающее образование токсичных отходов, газовых выбросов и загрязнение сточных водопотоков ионами тяжелых металлов;
  • безотходное производство с замкнутой системой водоснабжения и возвратом массопотоков в технологический цикл;
  • использование дешевого сырья при минимальных энергозатратах:
    • для производства ХОМ — травильные стоки с содержанием меди 100-140 г/дм3 (в виде медно-аммиачного комплекса), рН не более 9;
    • для производствами NН4Сl — водно-солевые потоки после осаждения XОМ с содержанием хлорида аммония до 14% масс.;
  • возможность утилизировать как щелочные, так и кислые растворы травления со степенью извлечения меди не менее 96-98%, хлорида аммония не менее 97%;
  • метрологический контроль и управление процессом утилизации, аналитический контроль химического состава сырья, промежуточных соединений, промывной воды и готовых товарных форм;
  • выпуск народнохозяйственной продукции, отвечающей по нормативам качества ее промышленному аналогу (для XОM — ГОСТ 13200-75, для хлорида аммония — ГОСТ 2210-73).

Реализация данной технологии осуществляется на блочно-модульном комплексе, представляющем собой замкнутую техно-технологическую систему из 2-х локальных установок (линий): для утилизации меди из травильных стоков и побочного продукта-хлорида аммония из массопотоков после осаждения ХОМ. Производительность типового технологического комплекса зависит от объемов утилизируемых стоков и рассчитана на выпуск ХОМ от 50 до 100 тн в год. Количество технического хлорида аммония определяется следующей зависимостью: при производстве 1 тн хлорокиси меди извлекается 1,3 тн NН4Сl (сухой продукт).

В основе осаадения ХОМ лежит реакция взаимодействия медно-аммиачного комплекса травителя и соляной кислоты. Процесс утилизации включает в себя следующие основные стадии: синтез и осаждение суспензии хлорокиси меди в реакторе; отмывку реакционной массы от свободного хлорида аммония; вакуумную фильтрацию осадка; сушку; получение товарной продукции.

Хлорокись меди может быть получена в виде двух препаративных форм: 90%- ного смачивающегося порошка и 30%-ного суспензионного концентрата (пасты). Кристаллическая модификация ХОМ готовится по ГОСТ 13200-75 «Хлорокись меди, 90%-ный с.п.». Для получения пастообразной модификации в технологической схеме утилизации предусмотрена стадия перемешивания пульпы XОМ с фильтра и целевых добавок с последующим помолом смеси в бисерной мельнице до однородной массы.

Обе формы ХОМ являются действующим началом для приготовления высокоэффективного фунгицида, широко применяемого в сельском хозяйстве для подавления болезней, плодоовощных и декоративных культур. ХОМ 90%-ный смачивающийся порошок соответствует ГОСТ I3200-75 по нормам 1-го сорта; массовая доля технической хлорокиси меди не менее 96-98%, массовая доля меди в ХОМ не менее 52-54%. Содержание основного вещества в ХОМ-пасте не менее 30,5%, меди — 16-19%.

Биологическая активность фунгицида на основе ХОМ из травильных стоков не уступает промышленно выпускаемому биопрепарату.

Метод извлечения хлорида аммония из водно-солевых стоков производства ХОМ включает в себя следующие технологические стадии: упаривание исходного раствора с отгонкой дистиллата, кристаллизацию пульпы, фильтрацию осадка и сушку готового продукта. Утилизированный хлорид аммония сертифицирован по первой категории качества, марка Б, сорт 2, по ГОСТ 2210-73 для промышленного химиката.

Характеристика процесса:

  • экологически чистое производство без образования токсичных соединений;
  • безотходное производство за счет возврата промывных вод и фильтрата на стадии упаривания и отмывки осадка NН4Сl, а получаемого дистиллата — на установку утилизации ХОМ;
  • степень извлечения хлорида аммония не менее 97-98%.

Для проведения комплексной утилизации травильных растворов используют каталожное оборудование и ряд нестандартных модулей (реактор, вакуум-фильтр, сушильный шкаф), которые изготавливают по чертежам разработчика. Опытно-промышленная линия с выпуском хлорокиси меди и хлорида аммония внедрена на ЭМЗ, г. Сергиев Посад; процесс утилизации осуществляется в соответствии с разработанной НТД: «Временным технологическим регламентом по производству» и «Техническими условиями на товарные продукты».

Вернуться к разделу "Технологии"