一种棕化废液电解提铜添加液及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种电解液添加剂，具体来说，涉及一种棕化废液电解提铜添加剂的制备方法及应用。

背景技术：

1、在印制电路板（pcb）生产过程中，为了防止内层线路板的铜面氧化和增强压合过程中的结合力，需采用棕化处理技术来提高内层板的稳定性能，随着棕化处理的进行，棕化液中的铜离子浓度会不断上升，当铜离子浓度超过一定量（30-50g/l），棕化液会因铜离子过多而产生棕化铜面发白、棕化铜面色泽不均等质量问题，为了保证棕化产品的质量，需要将棕化槽内废液全部排放或者不断排放，更换新液或者不断补充新的棕化液，从而产生棕化废液。棕化废液中铜离子含量较高，还含有许多毒性有机物，如三氮唑类、聚乙二醇类等，铜离子易与其形成离子化合物，难以分离单质铜。如果不能合理地环保处理棕化废液，一方面造成资源的严重浪费，另一方面重金属铜排放后渗入至土壤及水源之中，对赖以生存的自然环境及健康产生严重的污染和危害。尽管目前已研究出多种铜回收方法，但是往往存在药液耗费量大，电解前处理时间长，阴极铜纯度低，回收效率低等问题。

技术实现思路

1、为解决上述提到的问题，本发明提供一种棕化废液提铜添加液，所述的添加剂包括有质量百分含量为0.1~20%的可向溶液提供铵根离子的物质、和/或质量百分含量为0.1~20%的可向溶液提供氯离子的物质、和质量百分含量为0.1~20%表面活性剂，余量为去离子水；

2、所述的添加液中，铵根离子(nh4+)或氯离子（cl-）的存在可以实现提高电解效率和提铜纯度的技术效果，其中氯化铵的技术效果最佳。

3、可向溶液提供铵根离子的物质可以是氨气，氨气可以代替氨水在水中可以形成铵根离子(nh4+)，也可以是铵根离子与各种无机或有机阴离子结合形成的化合物，其溶解后向溶液中释放铵根离子(nh4+)，包括但不限于硫酸根、硝酸根、碳酸根等阴离子形成的铵盐类，如碳酸铵、尿素、硝酸铵、硝酸铵、硫酸铵、氨基化合物等。

4、氯化物是氯离子与其他阳离子结合形成的化合物，其溶解后向溶液中释放氯离子，包括但不限于氯化氢、氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化铁、氯化亚铁、氯化钙、氯化铜、氯化钠、三氯化磷等。

5、所述表面活性剂包括但不限于离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂）、非离子型表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

6、本发明的第二目的还在于提供棕化废液提铜添加液的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

7、(1.1)、准备如下组分：可向溶液提供铵根离子的物质质量百分含量0.1~20%、和可向溶液提供氯离子的物质质量百分含量0.1~20%、和/或表面活性剂质量百分含量0.1~20%，余量为去离子水。

8、(1.2)步骤（1.1）的组分搅拌均匀即可。

9、本发明的第三目的还在于提供棕化废液提铜添加液的使用方法，该使用方法包括如下步骤：

10、（2.1）将占棕化废液0.1~2%的质量百分含量的提铜添加液加入到棕化废液中，搅拌均匀；

11、（2.2）搅拌步骤（2.1）得到的混合物的同时电解，电解阳极基材为铁基活性涂层析氧阳极，电解阴极基材为铜片，电解过程中电流密度为150~300a/m2，电解2~9小时；

12、（2.3）电解完成后剥下阴极的铜并烘干即得到铜单质。

13、本发明提供的技术方案，添加剂中的阳离子（铵根离子）在阳极发生氧化反应从低价态变成高价态，对棕化废液中的络合物铜进行破坏，将铜离子破络为游离态，主要原理是采用变价态的元素（如铵根离子里面的氮元素）在电极处发生氧化还原，与铜离子形成更好稳定的离子化合物；同时阳离子受到阴极吸引，在阴极形成类似于半透膜的膜层，铜离子透过该膜而溶液中的大分子络合物不能通过，被破络出的铜离子在电流的作用下被电解沉积出来，成为铜单质，而阳离子继续在阳极和铜离子形成离子化合物，电极处自催化效应，不会有消耗；另外，溶液中的表面活性剂会与少量吸附在阴极的铜络合物结合，使其从阴极上剥落，有效的抑制在阴极表面形成有机金属钝化层。

14、与现有技术比较，本发明提供的棕化废液提铜添加液具有如下优点：(1)药液耗费量极少；(2)破络高效提铜一体化，可即加即用，电极处自催化效应，不会有消耗；(3)在同等条件下，缩短电解时间，提高了电流效率；(4)阴极铜纯度高，可达89%~97%，解决了阴极铜纯度不高的瓶颈问题；(5)在实际应用中，无需更改产线硬件，极大降低运营成本；（6）提供的棕化废液提铜添加液稳定性好。

技术特征：

1.一种棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，所述的提铜添加液包括有质量百分含量为0.1~20%的可向溶液提供铵根离子的物质、和/或质量百分含量为0.1~20%的可向溶液提供氯离子的物质和质量百分含量为0.1~20%表面活性剂，余量的去离子水。

2.如权利要求1所述的棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，所述的提铜添加液包括有质量比为1:1的可向溶液提供铵根离子的物质和可向溶液提供氯离子的物质。

3.如权利要求1所述的棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，可向溶液提供铵根离子的物质包括有氨气和/或铵根离子与阴离子结合形成的化合物。

4.如权利要求3所述的棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，所述的阴离子为硫酸根离子、硝酸根离子或碳酸根离子。

5.如权利要求1所述的棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，可向溶液提供氯离子的物质为氯离子与阳离子结合形成的化合物。

6.如权利要求5所述的棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，所述的化合物为氯化氢、氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化铁、氯化亚铁、氯化钙、氯化铜、氯化钠和/或三氯化磷。

7.如权利要求1所述的棕化废液电解提铜添加液，其特征在于，所述的表面活性剂子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和/或复配表面活性剂。

8.如权利要求1-7任一权利要求所述的棕化废液电解提铜添加液的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为将所述的可向溶液提供铵根离子的物质和/或可向溶液提供氯离子的物质和/或表面活性剂以及去离子水搅拌均匀即可。

9.如权利要求1-7任一权利要求所述的棕化废液电解提铜添加液的使用方法，其特征在于，所述的使用方法包括如下步骤：

技术总结一种棕化废液电解提铜添加液及其制备方法和应用，涉及一种电解液添加剂，为解决目前存在的药液耗费量大、电解前处理时间长、阴极铜纯度低、回收效率低等问题，本发明提供一种棕化废液提铜添加液，所述的添加剂包括有百分含量为0.1~20%的可向溶液提供铵根离子的物质、和/或质量百分含量为0.1~20%的可向溶液提供氯离子的物质、和/或百分含量为0.1~20%表面活性剂，余量为去离子水；本发明提供的棕化废液提铜添加液具有如下优点：(1)药液耗费量极少；(2)破络高效提铜一体化，可即加即用，电极处自催化效应，不会有消耗；(3)缩短电解时间，提高了电流效率；(4)阴极铜纯度高；(5)无需更改产线硬件，极大降低运营成本；（6）提供的棕化废液提铜添加液稳定性好。技术研发人员：肖静文,万涛明,李淑晶受保护的技术使用者：深圳市瑞世兴科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18