專利名稱：廢銅箔回收的方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種廢銅箔回收的方法，尤指一種化學溶解、結晶純化，以含硫酸的溶液回收電鍍一種或一種以上重金屬的廢銅箔的方法。
目前一般銅箔廠回收廢銅箔有二種方法。
1、方法之一是委外熱融處理后，回收再使用。
委外將廢銅箔投入熱融槽中，待其融化及分離其中所含的重金屬后，再予以重新鑄型、加工而回收再利用。其主要缺陷在于由于重金屬的分離程序所需消耗的費用昂貴，在整體的程序上無經濟價值，下面列出此處理方法所需消耗的經費核算假設某工廠目前廢銅箔委外處理量平均為145噸/月，處理費用為8.54千元/噸，則每月委外處理費平均約1238千元/月。
2、方法之二是將廢銅箔直接投入原料溶解槽，回收再使用。其主要缺陷在于由于廢銅箔含重金屬，如直接投入原料溶解槽，會造成其它重金屬析出，當這些析出的重金屬濃度超過一定濃度(如6g/l)以上時，系統(tǒng)的溶解度會下降，造成原料溶解槽內硫酸銅大量的結晶，而影響制程的穩(wěn)度及產品品質，故需將原料溶解槽鍍液抽換掉，再重新造液。
下面列出重新造液所需消耗的經費核算假設某工廠目前共有四條生產線Line-Line4，則重新造液所需費用估算如下一、各線鍍液總量(液位100％＝222m3)Line1[222m3×42％(溶解槽)1+[41m3(過濾器)]+[9m3(中間槽)]+[10m3(機臺)×6]+[4m3(管路)＝208m3/Line；Line2[222m3×42％(溶解槽)]+[41m3(過濾器)]+[9m3(中間槽)]+[10m3(機臺)×6]+[4m3(管路)]＝208m3/Line；Line3[222m3×49％(溶解槽)]+[41m3(過濾器)]+[9m3(中間槽)]+[10m3(機臺)×6]+[4m3(管路)]＝223m3/Line；Line4[222m3×52％(溶解槽)]+[21m3(過濾器)]+[9m3(中間槽)]+[10m3(機臺)×4]+[4m3(管路)]＝189m3/Line；總鍍液量Line+Line2+Line3+Line4＝828m3。
以每月145噸廢銅箔估算，約造成1.75g/l濃度的提升(145噸×I％×1000公斤/噸/828m3)，以一卡車20m3估算，約需12車次才能將濃度稀釋至合理標準值。
二、鍍液抽掉所需造液的銅及硫酸費用1、銅(單價61元/kg)20m3車次×12車次×I,0001/m3×103g/1×1kg/1,000g×61元/kg＝1,508千元；2、硫酸(單價1.64元/kg)20m3車次×12車次×I,0001/m3×103g/1×1kg/1,000g×1.64元/kg＝40.5千元；
銅及硫酸花費1,508+40.5＝1,548千元/月。
由以上可知，廢銅箔每月直接投入生箔溶解槽，可節(jié)省委外處理費用1,238千元/月<方法之一>，但重新造液所需的銅線及硫酸費卻高達1,548千元/月<方法之二>；故廢銅箔直接投入溶解槽不符合經濟效益。
由上可知，傳統(tǒng)的廢銅箔回收方法，在實際使用上，顯然具有不便與缺失存在，必須加以改善。
本發(fā)明的主要目的是提供一種廢銅箔的回收方法，其是將銅箔在投入生箔溶解槽回收之前，先予以進行先進行一化學溶解、結晶純化的反應處理，達到降低回收銅箔費用的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現的一種廢銅箔回收的方法，其特征是它包括如下步驟首先，將廢銅箔與硫酸溶液反應形成硫酸銅溶液并待該溶液穩(wěn)定；使硫酸銅溶液與水分分離，并使硫酸銅溶液降溫至較分離前更低的飽和溫度；再將硫酸銅溶液結晶，同時形成硫酸銅結晶及母液，并以清水沖洗，將硫酸銅結晶及母液分離；將硫酸銅結晶以水或電鍍液溶解，以完成回收步驟。
該廢銅箔與硫酸溶液反應后所形成的硫酸銅溶液置于暫存桶一中，以待該溶液穩(wěn)定。該硫酸銅溶液是通過一濃縮系統(tǒng)分離出水分，該濃縮系統(tǒng)為蒸發(fā)罐裝置、滲透膜裝置、蒸餾塔裝置或驟沸塔裝置。該硫酸銅溶液經分離后所得的水分，作為清洗硫酸銅結晶及母液之用。該水分置于暫存桶二中，以待清洗硫酸銅結晶及母液之用。該硫酸銅溶液與水分分離后，經過冷卻系統(tǒng)予以降溫。該硫酸銅溶液經過結晶系統(tǒng)予以結晶，該結晶系統(tǒng)為結晶罐。該硫酸銅結晶經過分離系統(tǒng)將其與母液分離，該分離系統(tǒng)為真空分離機、離心分離機或加壓脫水機。該硫酸銅結晶經過分離后所得的母液，是由一蒸氣系統(tǒng)循環(huán)回硫酸溶液。該母液是置于暫存桶三中，以待循環(huán)回硫酸溶液。
本發(fā)明的方法是利用化學溶解、結晶純化反應來達成，首先，將廢銅箔以硫酸溶液溶解，再經一濃縮系統(tǒng)，將溶解廢銅箔后的硫酸銅溶液予以濃縮至一穩(wěn)定濃度后，經一結晶系統(tǒng)將溶液中的硫酸銅結晶，亦即分離成結晶與母液兩部分，此時，廢銅箔上的重金屬己移至母液，再通過一分離系統(tǒng)將結晶與母液分離；據此，母液可回收至原先溶解廢銅箔所使用的含硫酸溶液的溶解槽內繼續(xù)使用，而硫酸銅的結晶則可送至電鍍槽中溶解，以完成回收的步驟。
下面結合較佳實施例和附圖
進一步說明。
(c)當硫酸銅溶液繼續(xù)經冷卻系統(tǒng)40予以降溫至較分離前更低的飽和溫度時，即可準備進行結晶。
(d)該結晶系統(tǒng)50可為結晶罐；在結晶系統(tǒng)50中，將步驟(c)的產物分離為硫酸銅結晶與母液，此時，廢銅箔10上的重金屬離子己移至母液中。
(e)該分離系統(tǒng)60為真空分離機、離心分離機或加壓脫水機；在分離系統(tǒng)60中，將步驟(d)所產生的結晶與母液分離，同時以步驟(b)置于暫存桶二31的清水或外加的清水，或是兩者的混合水，將結晶上殘留的母液洗凈；此時，含重金屬離子的母液會先導人暫存桶三61，再將過蒸氣系統(tǒng)70的處理后，可循環(huán)回步驟(a)的溶解槽20當作溶解廢銅箔10的溶液或作其它用途，所以不會有二次污染的問題。
(f)最后，將硫酸銅結晶送入電鍍槽內，并通過電鍍槽內的水或電鍍液使硫酸銅結晶溶解，以完成回收步驟。
在步驟(e)中，該母液雖含廢銅箔10經濃縮系統(tǒng)30所洗出的硫酸銅溶液及部分重金屬離子溶液，然而溶液中的重金屬離子濃度未達一定前，其溶液尚有與廢銅箔10反應的能力，不致使廢銅箔10無法釋出其上的重金屬離子，待重金屬離子到達一定濃度之后，再予以排出作廢水處理，或另行補充新的硫酸溶液。
以此方法進行的回收程序，其成本分析如下(1)如將每月145噸廢銅箔投入溶解槽，再利用結晶系統(tǒng)將銅金屬結晶去除，約需0.32千元/月的純水費(6.4m3純水/月×50元/m3)；損失的硫酸及銅箔費用分別約5.6千元/月(3.4噸/月×I.64千元)及134.2千元/月(2.2噸/月×61元/kg)；造成的廢液處理費用為42千元/月(12噸/月×3.5千元/噸)。
(2)重金屬結晶系統(tǒng)每月所耗用的冷卻水及蒸氣系統(tǒng)費用分別為10.4千元/月及85千元/月。
《具體估算如下》*循環(huán)水需求量145噸/月/(30日/月×24Hr/日×0.5)/(0.475-0.285)＝2.11m3/Hr。
*循環(huán)液需求量2.11m3/Hr/(1-0.475)＝4.02m3/Hr。
*冷卻水需求量4.02X1000kg×1000g×(70-40)cal/g-℃/5℃/1000/1000＝24m3/Hr。
*蒸氣系統(tǒng)需求量4.02×1000噸×1000g×(70-40)cal/g-℃/1000/510(潛熱)＝236kg/Hr*冷卻水費用24m3/Hr×0.6元/m3×30日/月×24Hr/日＝10.4千元/月。
*蒸氣系統(tǒng)費用0.236噸/Hr×500元/m3×30日/月×24Hr/日＝85千元/月。
(3)工程投資設備假設8,000千元，則每月折舊費為95千元/月(8,000千元/7年/12月)；修護費為9.3千元/月(8,000千元×I.4％/12月)。
綜上所述，每月可節(jié)省856千元/月，年效益為10,272千元/年，回收年限為9.3個月。
由上可知，本發(fā)明的廢銅箔回收的方法可大幅減低重金屬處理所消耗的費用。本發(fā)明的廢銅箔回收的方法，至少具有以下的優(yōu)點1、節(jié)省廢銅箔直接予以熱融處理所耗費的昂貴費用。
2、程序中濃縮系統(tǒng)所排放的水分，可另外導至分離系統(tǒng)加以利用，如此可充分達到資源回收的成效。
3、程序中分離系統(tǒng)所排放的母液，亦可另外導至溶解槽中加以利用，可供重復利用的再生資源。
綜上所述，本發(fā)明確可達到預期的使用目的，克服傳統(tǒng)技術的缺陷，具有新穎性、創(chuàng)造性及實用性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡運用本發(fā)明說明書及圖式內容所為的修改或變化，均包含于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種廢銅箔回收的方法，其特征是它包括如下步驟首先，將廢銅箔與硫酸溶液反應形成硫酸銅溶液并待該溶液穩(wěn)定；使硫酸銅溶液與水分分離，并使硫酸銅溶液降溫至較分離前更低的飽和溫度；再將硫酸銅溶液結晶，同時形成硫酸銅結晶及母液，并以清水沖洗，將硫酸銅結晶及母液分離；將硫酸銅結晶以水或電鍍液溶解，以完成回收步驟。
2.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該廢銅箔與硫酸溶液反應后所形成的硫酸銅溶液置于暫存桶一中，以待該溶液穩(wěn)定。
3.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該硫酸銅溶液是通過一濃縮系統(tǒng)分離出水分，該濃縮系統(tǒng)為蒸發(fā)罐裝置、滲透膜裝置、蒸餾塔裝置或驟沸塔裝置。
4.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該硫酸銅溶液經分離后所得的水分，作為清洗硫酸銅結晶及母液之用。
5.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該水分置于暫存桶二中，以待清洗硫酸銅結晶及母液之用。
6.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該硫酸銅溶液與水分分離后，經過冷卻系統(tǒng)予以降溫。
7.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該硫酸銅溶液經過結晶系統(tǒng)予以結晶，該結晶系統(tǒng)為結晶罐。
8.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該硫酸銅結晶經過分離系統(tǒng)將其與母液分離，該分離系統(tǒng)為真空分離機、離心分離機或加壓脫水機。
9.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該硫酸銅結晶經過分離后所得的母液，是由一蒸氣系統(tǒng)循環(huán)回硫酸溶液。
10.根據權利要求1所述的廢銅箔回收的方法，其特征是該母液是置于暫存桶三中，以待循環(huán)回硫酸溶液。
全文摘要
一種廢銅箔回收的方法，其是利用化學溶解、結晶純化，以含硫酸的溶液回收電鍍一種或一種以上重金屬的廢銅箔的方法；將廢銅箔以硫酸溶液溶解，以產生硫酸銅溶液，并穩(wěn)定其濃度后，再將硫酸銅溶液結晶，亦即分離成結晶與母液兩部分，此時，廢銅箔上的重金屬已移至該母液，再通過清水沖洗，使結晶與母液分離，所得的硫酸銅結晶送至電鍍槽中溶解以完成回收銅箔。具有降低回收銅箔費用的功效。
文檔編號C22B3/08GK1414123SQ0113680
公開日2003年4月30日 申請日期2001年10月23日 優(yōu)先權日2001年10月23日
發(fā)明者呂明傳, 陳祝毅, 陳威端 申請人:金居開發(fā)銅箔股份有限公司