PCB酸性蚀刻废液再生膜电积回收铜及副产三氯化铁术开发可行性研究报告.docx

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PCB酸性蚀刻废液再生膜电积回收铜及副产三氯化铁术开发可行性研究报告

PCB酸性蚀刻废液再生膜电积回收铜及副产三氯化铁术开发

可行性研究报告

4.4预期贡献………………………………………………………………………19

8.2项目核心研发人员………………………………………………………………30

一、项目实施的背景和意义

1.1项目的实施背景

印制电路板（PCB）是组装电子零件用的基板材料，是指在通用基材上按照预定设计所形成的点间连接以及印制元件印制板。

PCB产业是工业化与信息化发展的基础，随着科技的日益发展和人们生活水平的大幅度提高，对于PCB的需求量也是逐渐加大。

但是当前，PCB行业诸多原材料供不应求，价格纷纷上扬。

比如，自2002年以来，金属价格飙涨，铜箔涨50%以上，2002年4月伦敦金属交易公布的铜价格为1450美元/吨，2004年1月为2200-2300美元/吨，2004年4月则达到了3100美元/吨，2009年10月，铜价甚至达到了8000美元/吨。

直至近日，国际铜价也长期徘徊在5000美元/吨左右。

就在PCB行业生产成本在大幅攀升的同时，PCB下游企业却顺应终端市场的需求，不断压低PCB板价格，导致整个产业环节价格未能同步上涨，过高的成本以及偏低的价格给PCB企业带来了很大的压力，大大减少了PCB行业的利润。

同时，在PCB需要的多种原材料中，涉及金属、高分子树脂、化学溶液等，加工过程又消耗大量水电资源，属于是高能耗高污染的行业。

2007年，广东省环境保护局发布《关于进一步加快我省电镀行业统一规划统一定点基地建设工作的实施意见》，设定企业入电镀基地条件，要求电镀类企业（包括电镀生产企业和企业内电镀车间）摒弃落后的生产工艺，采用低毒、无毒电镀工艺和清洁生产技术，实行全行业节能、降耗、减污和清洁生产审核，最大限度地减少污染物的排放量。

这就要求我们在电路板行业的“三废”治理过程重污染源头预防，采取无废工艺，以求达到废料最小化、削减能源浪费，最终实现清洁生产。

在PCB的制作过程中，蚀刻是一个十分重要的工艺过程。

常见的PCB蚀刻液主要有碱性蚀刻液、酸性蚀刻液，以及传统的氯化铁蚀刻液几种。

酸性蚀刻液主要成分是含有铜氨离子的溶液，主要成分包括盐酸、氯化铜、氯化钠、氯化铵等。

在蚀刻电路板时，酸性蚀刻液具有消耗低、价格便宜、溶铜量高、侧蚀小、蚀刻速度快等优点，并且不会破坏覆铜基板上的油墨成分，现在已广泛应用在PCB企业中。

但是随着蚀刻过程的不断进行，产生大量的废液。

这样的废液如果不经过处理而任意排放，不仅浪费了大量资源，而且还会造成地下输送管道的腐蚀，更为严重的是造成江，河、湖海和地下水的严重污染。

但是这些蚀刻废液在造成污染的同时，又具有回收价值，是铜资源较丰富的废液。

因此，在发展印制板生产的同时，如何使废水处理循环使用，废液回收再生，减污降污，使其中的有用资源得到最大限度的重复利用，减少污染排放，变废为宝，实现“以废养废”、增产不增污、创造人和自然的和谐发展，走可持续发展的道路，对PCB行业有着特别重要的意义。

1.2项目的实施意义

1.2.1项目的先进性、重要性、必要性和可行性

✓先进性

1.循环经济，清洁生产

在线路板蚀刻过程中，蚀刻液中的铜离子浓度会逐渐升高而降低蚀刻效果，要使蚀刻液达到最佳的蚀刻效果，就必须将蚀刻液中的铜离子（Cu2+）、氯离子（Cl－）和酸度保持在一个合理稳定的范围内，要持续蚀刻液中上述各种成份的最佳浓度，就需不断添加子液来取代已失去蚀刻能力的“废蚀刻液”。

而该系统则可将原本需要排放的“废蚀刻液”再生成为新子液即“再生蚀刻液”，它只需添加极少量的补充剂，补充因蚀刻过程中损失的部分就可以循环使用。

同时还回收氨洗水，将氨洗水再生后循环利用。

在产出结果上变有危害的大量液体废物为无污染之嫌的固体商品一一金属铜，大幅提高PCB企业的副产品收益，符合国家实现清洁生产可持续发展的循环经济总体战略发展目标。

2.“化工产生”向“电气生产”转变

传统的处理的方法随着蚀刻过程的不断进行，溶铜量也不断增加，蚀刻液含铜量会不断增大，直至接近其饱和状态，此时的蚀刻速度迅速下降，不能满足蚀刻工序的要求，需要不断地添加药学药剂，保持蚀刻液的活性，不断转移走膨胀的蚀刻液，也因此源源不断地产生过多的成本和污染源。

这种生产模式需要迫切转换，以萃取技术加电能生产的模式将会带来新的生产理念，也为清洁生产带来新的革命。

3.设备操作简单，生产过程全自动化

该设备操作维护简单，在安装调试过程中不影响生产，安装调试完毕即可投入使用。

并且自动运行电气系统，若有故障，自行处理及报警。

只需维护人员做少量的维护工作，不需直接接触化学药品，安全可靠。

✓重要性

1.减轻污染，降低生产成本

传统的蚀刻液的治理办法是：

由环保部门指定有资质的公司收去，收废蚀刻液的公司将废蚀刻液中的铜提取出来，然后将废液简单处理就排放掉了。

通过本项目的研发，PCB企业不仅可以自主将废蚀刻液中的铜提取出来，废蚀刻液中的化工原料还可以重新回用，循环使用，达到清洁生产，循环再生的目的。

本项目研发的设备与蚀刻机将实行无缝对接，在线闭路循环，整个生产过程无废水废气产生，从而实现蚀刻工序段的真正清洁生产；对国家的环境治理意义重大。

并且企业无需重新购买蚀刻子液。

而且能实现蚀刻废液中铜离子的全部回收，形成高纯度电解铜。

客户通过卖铜，即可获得丰厚的现金收入。

降低了企业的生产成本 。

2.改变生产工艺，提升线路板品质

传统的生产过程中外界掺杂进去的无机物，以及粘状有机物等，杂质吸附在板面上，容易造成不良品。

采用该生产工艺后，将不会产生多余的蚀刻液，不产生污染源，有效地避免污染，不仅可使蚀刻工序成为清洁生产工序；而且在线循环再生模式能及时地转移药水中的杂质，提高药水的洁净度，提升药水品质，提升生产线路板的品质。

3.消除污染源，减轻违法环保压力。

蚀刻液中含有大量的贵金属，利润可观，由此使得不法的商贩收购、转移蚀刻液，提取铜后，残液不加任何处理地排入江河湖海，造成土壤，水质的污染，并对生态造成极大的破坏。

在利润的驱使下，此行为屡禁不止，这也是线路板行业造成环境污染的主要原因。

本系统是采用全封闭，零排放的生产流程，不产生废弃药水，无需要处理“三废”，采用该生产工艺后，将不会产生多余的蚀刻液，不产生污染源，有效地避免污染。

并且迫于污染治理成本和利润下滑的压力，很大一部分企业不彻底推行ISO14001，蚀刻液多以外售的方式转移到商贩，而这些商贩多数没有完善的治理提炼铜的残液的基础措施，造成污染的后果。

这也是污染难以治理的重要因之一。

本项目的研发成果，将从根源杜绝污染源，是行之有效的治理污染手段之一。

✓必要性

如今作伴随电子工业的快速发展，作为电子元件的线路板工业也随之迅速发展，仅我国大陆东南沿海地区PCB生产企业已达1600多家。

由于印制线路板的生产工艺，此类生产厂家是重污染企业，因此由线路板生产企业产生的废水、废液所造成严重的环境污染和资源浪费问题日益受到社会的普遍关注。

并且PCB行业诸多原材料供不应求，价格纷纷上扬。

PCB行业生产成本在大幅攀升的同时，PCB下游企业却在顺应终端市场的需求，不断压低PCB板价格，导致整个产业环节价格未能同步上涨，PCB产业没有出现统一的调价行为，这对于竞争空前激烈的PCB企业无疑是雪上加霜。

过高的成本以及偏低的价格给PCB企业带来了已经超过PCB企业的承受能力，大大减少了PCB行业的利润。

现在，PCB价格已经接近成本，许多企业难以为继。

因此，在PCB行业发展面临机遇和挑战的今天，我们应该积极实施内部挖潜，改革管理体制，改进PCB工艺，节能降耗，实现废水，废液循环使用，减少单位产品排污量，甚至实现“零排放”，达到PCB生产的低成本、高效率、少污染、高品质的目标，这对保护环境、资源综合利用，以及对促进我国印制电路板行业的健康、持续发展都具有重大的现实意义。

这就要求我们在电路板行业的“三废”治理过程重污染源头预防，采取无废工艺，以求达到废料最小化、削减能源浪费，最终实现清洁生产，走上经济可持续发展的道路。

✓可行性

本项目的研发，无论从企业自身的实力还是从项目涉及的技术而言，都具有可行性：

从企业自身的实力来看，某市某环保科技有限公司是某市某集团下属子公司，公司注册资金500万元。

以酸性蚀刻液再生及铜回收设备、碱性蚀刻液再生及铜回收设备及低含铜废水吸附电积铜设备为主营业务。

并且长期专注于资源回用和环保领域，是一家集科研、设计、制造、销售和系统工程服务于一体的高新科技企业。

并且作为在资源回用和环保技术的领先者，积累了丰富的经验，也能为用户提供环保和资源综合利用的最佳解决方案。

在企业研发队伍建设方面：

某汇集了环境工程、给排水、机械制造、化工、冶金、电气自动化等专业的技术骨干，通过多功能实验室，并广泛借鉴国内外科研机构的最新研究成果。

组建了一支10人的技术研发队伍，其中高级职称3人，中级职称3人。

公司结合自身的发展定位明确了科技研发战略方向，努力健全和发展具有自身特色的印制电路板企业重金属回收的技术创新体系，不断增强该领域的科技投入，完善自主创新基础能力建设，全面提升自主创新能力，积极开展核心技术和关键技术的研发和产业化，增强公司核心竞争力，加快科技研发人才的培养，明确发展模式，积极实施，稳步推进。

公司实行“以人为本，鼓励创新”的用人理念，为有真才实学的人才提供广阔的发展平台。

本项目研发团队由公司9名研发经验的人员组成，全部为大专及以上学历，其中拥有初级职称以上人员7人。

同时，公司聘请的技术研发顾问对本项目的技术研发全程给予指导。

目前，从公司自成立之日已获得多项印制电路板企业重金属回收技术相关的实用新型专利，为产品的应用化奠定了坚实的基础。

1.2.2在行业发展中的地位和作用

本项目的“PCB酸性蚀刻废液再生、膜电积回收铜及副产三氯化铁技术开发”旨在解决行业技术相关问题，对行业技术进步具有重要意义，具体体现在以下几点：

（1）有助于掌握核心技术，提升国际竞争力

本项目采用了公司核心技术，采用了和传统技术（中和沉淀法、萃取电解法）完全不同的思路，能从根本上解决PCB行业废蚀刻液，主要是酸性废蚀刻液的处理难题，提升了我国相关技术的国际竞争力。

（2）培养技术人才，提高行业整体竞争力

本项目核心技术有：

盐酸氯化铜环境下膜电积铜板工艺、电极氯气型氧化剂的再生利用和电解氯气副产三氯化铁盐的三个方面。

并在此基础上进行相关工艺设备的研发，最终实现技术的创新和转化，培养整个产业链大量相关人才，可以提高行业整体技术实力，从而提高整体竞争力。

（3）有助于发挥行业带头作用，带动相关产业发展

本项目的实施，有助于扩大公司市场影响力，提高公司在国内行业中的技术地位和优质品牌形象。

该技术转化为设备产业化生产应用后，更能迅速提升公司的市场认可度，利于进一步带动我国工业重金属废水资源化利用技术中涉及到的产业链如废水、处理技术、污泥处理技术等产业发展，完善废物资源化技术创新链，推动废物利用的全过程清洁化，提高废物资源化利用效率。

1.3项目的预期效益

1.3.1社会效益

据官方统计，仅广东省2010年的蚀刻废液排放量就为53万吨，此数据只是保守数字，根据行业现状的分析，预测真实的排放量可能在100万吨以上，因此迫切需要一种新的清洁生产技术来改变蚀刻废液处理行业的现状。

本项目的研发，能使含铜废水达到零排放的标准从而控制污染源的扩散和转移。

并且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更优于新购买的子液，真正的为PCB制造厂家降低了生产成本；设备制造厂家得到利润；使不可再生资源得到回收利用；实现三赢。

实现了废水，废气零排放的清洁生产，有效的解决了污染源转移的问题；对国家的环境治理意义重大。

其次，还可以培养环保行业的顶级专业的技术人员，为国家的环保事业培养人才。

本项目拟申请相关专利1~2项。

1.3.2经济效益

预计本