蚀刻废液超临界水热合成制备纳米铜技术

在 PCB 生产过程中会产生大量含有高浓度铜的蚀刻废液。这些蚀刻废液中的主要成份是铜盐，也包含其它无机物，如氨、盐酸、双氧水、硫酸等，这些成分组成在一起，污染指数极高，属于危险性液体废物。同时，蚀刻废液中存在的铜离子浓度超标几百万倍，资源回收的潜力巨大。目前，我国平均日产蚀刻废液超过 2000 吨/天，并且每年仍以约 10%的速度增长。一般来说，每生产 1m2 线路板需消耗蚀刻液 2~2.5L，相应的也产出蚀刻废液 2~2.5L，PCB 行业每年消耗精铜10 万吨以上，而蚀刻废液中的铜含量在 5 万吨以上。
在我国工业实际生产过程中，蚀刻废液处理目前采用的普遍做法是，将蚀刻废液在各 PCB 生产厂家内采用密闭的储罐存储起来，送由外包的环保单位处理。通常采用的废液处理方式为化学沉淀法、电解法和萃取法等，将蚀刻废液中的铜制备为硫酸铜、电解铜板或氧化铜粉等产品。这些处理方法的产品的附加价值低、经济性较差。

超临界水热合成反应是指在密闭的高压反应器中，以超临界水作为反应介质，使金属盐在水热介质中发生水解、脱水反应，进而成核、生长、最终形成具有一定粒度和结晶形态的纳米晶粒的反应。由于反应介质为超临界水，反应过程在密闭的高压容器中进行，因而在反应过程中不会引入其它污染物，被认为是一种绿色环保的纳米制备技术。
采用超临界水热合成法处理含铜废液可使 Cu2+的转化率达到 99.8%以上，产物的平均粒径可达到 10~20nm。经检测分析表明产物全部为 Cu，产品纯度可达到99.9%以上。此外，处理后的废液可完全回用，实现废液零排放。

以处理能力为 10t/d 的印制电路板蚀刻废液超临界水热合成制备纳米铜的系统为例，按废液 Cu2+浓度 120g/L 计，设备投资费用约为 1000 万元，处理吨废水运行费用为 3514 元/吨，处理吨废水收益约为 36 万元/吨。据此估算，整个项目的投资可在 3 个月内便可收回全部项目投资成本，此外每年可创造纯利润约 1 亿元/年。因此，该技术具有极强的技术经济优势，市场前景广阔。

本技术适用于印制电路板厂生产废水无害化处理及资源利用相关领域。本技术应用无地域限制。

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