PCB企业含铜废水处理污泥技术研究
摘要：印刷线路板（PCB）行业作为电子信息业的基础，随着电子产业的快速发展，对PCB的需求量也越来越多。但是PCB的生产过程中产生的大量酸性废水，废水污泥中含有铜的价值相对较高，如不加以回收利用，不仅危害环境，也将构成资源的浪费。本文依据本人真实项目实例，论述了PCB企业含铜废水处理污泥的技术研究，供同业人员参考。
关键词：PCB企业；铜；废水污泥处理；研究
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0104-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.060
Abstract： Printed circuit board （PCB） industry as the basis of electronic information industry， with the rapid development of the electronics industry， the demand for PCB is also increasing. However， a large amount of acidic wastewater generated in the production of PCBs and wastewater containing copper are relatively high in value. If they are not recycled， they not only endanger the environment， but also constitute a waste of resources. Based on my real project example， this article discusses the PCB technology of copper-containing wastewater treatment of sludge for the reference of professionals.
Keywords： PCB enterprise； Copper； Wastewater sludge treatment； Research
近年来，随着国外大量PCB企业进驻苏州，造成水环境污染的同时，产生的重金属污泥也逐步上升。因此，如何将产量大、含有重金属污染物的污泥，进行科学的资源化处置，已成为我市乃至整个环保界深为关注的问题之一。
1 PCB企业含铜废水处理污泥技术研究现状
PCB制造企业在蚀刻、酸洗、刷磨及水洗等工序中会产生大量含铜废水，这部分废水经加减沉淀处理后产生的污泥中主要含有铜。目前，对PCB企业含铜污泥的资源化综合利用技术主要可分为四类：（1）污泥固化填埋处理技术；（2）污泥的材料化技术；（3）污泥的热化学处理技术；（4）污泥中金属铜的回收技术。前两种方法都未能回用其中的重金属，造成了资源的浪费[1]。PCB含铜污泥中铜的回收通常需首先采用酸浸、氨浸或生物浸取等方法将污泥中的铜浸出，然后再采取化学沉淀法、离子交换法、电解法、溶剂萃取法及微生物净化法等进行回收单质铜或铜盐[2]。溶剂萃取法由于具有环保、快速等优势而很快占据重要地位。PCB企业含铜污泥的资源化与无害化处理技术也在不断探索更新，回收效率高、污染少的技术工艺必将取得进一步发展。
2 PCB企業含铜废水处理污泥技术研究的意义
项目技术的研究，解决了PCB企业含铜污泥的处置问题，缓解了我市环境污染治理的压力和铜资源不足的压力。在技术上，有利于污泥的资源化利用技术的更新优化和积累推广，满足国家清洁生产和循环经济的要求。该项目技术的应用，一方面减少了污泥填埋、焚烧等处置的费用[3]；另一方面“变废为宝”，实现铜资源的回收利用，为企业带来了良好的经济效益，降低企业成本，充分实现了污泥的经济价值。实现污泥的资源化利用，有利于保护环境，减少重金属污染物的排放，解决污染物排放总量问题。
3 项目研究内容
本项目以PCB企业产生的含铜废水处理污泥为对象，主要采用酸浸-萃取工艺进行污泥中铜的资源化回收利用技术的研究[4]。含铜污泥首先通过硫酸酸浸出铜，然后采用萃取剂和反萃剂循环运行回收浸出液中的铜。
3.1 含铜污水处理污泥工艺
本项目主要采用浸出和溶剂萃取相结合的方法，研究了从PCB企业产生的含铜污泥中进行回收铜的资源化处理技术，实现污泥中重金属的再生利用。
项目设计的工艺流程如下图：
工艺运行的条件：（1）酸浸工艺，硫酸浓度为5mol/L，液固比为4∶1，浸出时间为6h，浸出温度为60℃，浸出方式选择连续搅拌的方式。采用该浸出工艺条件，含铜污泥中铜的浸出率可达98%以上；（2）萃取工艺，浸出液的PH调节为2左右，萃取剂选用M5640，浓度为20%（V/V）M5640+磺化煤油，萃取相比1∶1，在室温下，需强力震荡3min，静置5min。通过二级萃取，铜的萃取率可达99%左右。
3.2 工艺形成的技术指标
项目工艺通过对线路板企业含铜废水处理的污泥进行酸浸-萃取处理，可完成如下技术指标：污泥中Cu的浸出率达到98%以上；浸出液中Cu的萃取率和反萃率达到99%以上；污泥中Cu的总体回收率达到96%以上；所得产品CuSO4·5H2O的纯度为98%以上，达到化学纯试剂的纯度。
3.3 项目经济效益
项目工艺经过运行实施，污泥中铜的总体回收率达到96%以上，同时可获得98%以上的CuSO4·5H2O，达到产品要求。该项目实现铜资源的再生利用，工艺通过“变废为宝”，充分实现了污泥的价值。目前市场上98%的CuSO4·5H2O的价格为5.3万元/t左右，通过出售，可获得较好的经济效益，扣除污泥的收购成本和回收处理过程中消耗的药剂、人工费用等，仍可带来可观的经济收入，本项目具有良好的经济效益。
4 项目产生的社会环境效益
本项目技术的研发，实现含铜污泥的资源化回收，整个工艺过程简单，循环运行，基本不产生二次污染，环境效益显著。污泥经过资源化利用后，节省了污泥填埋、焚烧等处置的成本费用，同时不仅实现了污泥的价值，而且也解决了污泥的最佳出路问题。该项目符合我国循环经济和可持续发展的政策，缓解了我国资源危机的问题，对促进和谐社会的发展具有重要的意义。PCB含铜污泥进行资源化回收处理，节省了污泥的处置费用，解决了污泥的出路问题，同时实现铜资源的再生利用，缓解资源压力，减少重金属的排放，具有显著的社会环境效益。
5 结束语
铜作为有价资源，具有一定的回收价值，将含铜污泥作为是一种二次可再生资源，回收其中较高浓度的铜，不仅可以缓解环境污染，实现清洁生产，而且具有显著的环境和经济效益。因此，研究PCB企业含铜污泥的资源化及铜的回收等综合利用技术对我国实现可持续发展将具有深远的现实意义。
参考文献
[1]雷兆武，孙颖.离子交换技术在重金属废水处理中的应用[J].环境科学与管理，2008，33（10）：82-84.
[2]王玉珠.有色冶金废水处理中硫化沉淀法的应用研究[J].化工管理，2013，（5）：226.
[3]许延辉，段丽萍.稀土湿法冶金废水处理[J].工业用水与废水，2004，35（2）：13-15.
[4]陈毅宏，李日清.冶金污水处理中流量计的选型与应用[J].机械工程与自动化，2009，（5）：199-200.
收稿日期：2018-01-15.
作者简介：郭菊花（1982-），女，硕士研究生，工程师，研究方向为环境保护。
关键词：PCB企业；铜；废水污泥处理；研究
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）03-0104-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.060
Abstract： Printed circuit board （PCB） industry as the basis of electronic information industry， with the rapid development of the electronics industry， the demand for PCB is also increasing. However， a large amount of acidic wastewater generated in the production of PCBs and wastewater containing copper are relatively high in value. If they are not recycled， they not only endanger the environment， but also constitute a waste of resources. Based on my real project example， this article discusses the PCB technology of copper-containing wastewater treatment of sludge for the reference of professionals.
Keywords： PCB enterprise； Copper； Wastewater sludge treatment； Research
近年来，随着国外大量PCB企业进驻苏州，造成水环境污染的同时，产生的重金属污泥也逐步上升。因此，如何将产量大、含有重金属污染物的污泥，进行科学的资源化处置，已成为我市乃至整个环保界深为关注的问题之一。
1 PCB企业含铜废水处理污泥技术研究现状
PCB制造企业在蚀刻、酸洗、刷磨及水洗等工序中会产生大量含铜废水，这部分废水经加减沉淀处理后产生的污泥中主要含有铜。目前，对PCB企业含铜污泥的资源化综合利用技术主要可分为四类：（1）污泥固化填埋处理技术；（2）污泥的材料化技术；（3）污泥的热化学处理技术；（4）污泥中金属铜的回收技术。前两种方法都未能回用其中的重金属，造成了资源的浪费[1]。PCB含铜污泥中铜的回收通常需首先采用酸浸、氨浸或生物浸取等方法将污泥中的铜浸出，然后再采取化学沉淀法、离子交换法、电解法、溶剂萃取法及微生物净化法等进行回收单质铜或铜盐[2]。溶剂萃取法由于具有环保、快速等优势而很快占据重要地位。PCB企业含铜污泥的资源化与无害化处理技术也在不断探索更新，回收效率高、污染少的技术工艺必将取得进一步发展。
2 PCB企業含铜废水处理污泥技术研究的意义
项目技术的研究，解决了PCB企业含铜污泥的处置问题，缓解了我市环境污染治理的压力和铜资源不足的压力。在技术上，有利于污泥的资源化利用技术的更新优化和积累推广，满足国家清洁生产和循环经济的要求。该项目技术的应用，一方面减少了污泥填埋、焚烧等处置的费用[3]；另一方面“变废为宝”，实现铜资源的回收利用，为企业带来了良好的经济效益，降低企业成本，充分实现了污泥的经济价值。实现污泥的资源化利用，有利于保护环境，减少重金属污染物的排放，解决污染物排放总量问题。
3 项目研究内容
本项目以PCB企业产生的含铜废水处理污泥为对象，主要采用酸浸-萃取工艺进行污泥中铜的资源化回收利用技术的研究[4]。含铜污泥首先通过硫酸酸浸出铜，然后采用萃取剂和反萃剂循环运行回收浸出液中的铜。
3.1 含铜污水处理污泥工艺
本项目主要采用浸出和溶剂萃取相结合的方法，研究了从PCB企业产生的含铜污泥中进行回收铜的资源化处理技术，实现污泥中重金属的再生利用。
项目设计的工艺流程如下图：
工艺运行的条件：（1）酸浸工艺，硫酸浓度为5mol/L，液固比为4∶1，浸出时间为6h，浸出温度为60℃，浸出方式选择连续搅拌的方式。采用该浸出工艺条件，含铜污泥中铜的浸出率可达98%以上；（2）萃取工艺，浸出液的PH调节为2左右，萃取剂选用M5640，浓度为20%（V/V）M5640+磺化煤油，萃取相比1∶1，在室温下，需强力震荡3min，静置5min。通过二级萃取，铜的萃取率可达99%左右。
3.2 工艺形成的技术指标
项目工艺通过对线路板企业含铜废水处理的污泥进行酸浸-萃取处理，可完成如下技术指标：污泥中Cu的浸出率达到98%以上；浸出液中Cu的萃取率和反萃率达到99%以上；污泥中Cu的总体回收率达到96%以上；所得产品CuSO4·5H2O的纯度为98%以上，达到化学纯试剂的纯度。
3.3 项目经济效益
项目工艺经过运行实施，污泥中铜的总体回收率达到96%以上，同时可获得98%以上的CuSO4·5H2O，达到产品要求。该项目实现铜资源的再生利用，工艺通过“变废为宝”，充分实现了污泥的价值。目前市场上98%的CuSO4·5H2O的价格为5.3万元/t左右，通过出售，可获得较好的经济效益，扣除污泥的收购成本和回收处理过程中消耗的药剂、人工费用等，仍可带来可观的经济收入，本项目具有良好的经济效益。
4 项目产生的社会环境效益
本项目技术的研发，实现含铜污泥的资源化回收，整个工艺过程简单，循环运行，基本不产生二次污染，环境效益显著。污泥经过资源化利用后，节省了污泥填埋、焚烧等处置的成本费用，同时不仅实现了污泥的价值，而且也解决了污泥的最佳出路问题。该项目符合我国循环经济和可持续发展的政策，缓解了我国资源危机的问题，对促进和谐社会的发展具有重要的意义。PCB含铜污泥进行资源化回收处理，节省了污泥的处置费用，解决了污泥的出路问题，同时实现铜资源的再生利用，缓解资源压力，减少重金属的排放，具有显著的社会环境效益。
5 结束语
铜作为有价资源，具有一定的回收价值，将含铜污泥作为是一种二次可再生资源，回收其中较高浓度的铜，不仅可以缓解环境污染，实现清洁生产，而且具有显著的环境和经济效益。因此，研究PCB企业含铜污泥的资源化及铜的回收等综合利用技术对我国实现可持续发展将具有深远的现实意义。
参考文献
[1]雷兆武，孙颖.离子交换技术在重金属废水处理中的应用[J].环境科学与管理，2008，33（10）：82-84.
[2]王玉珠.有色冶金废水处理中硫化沉淀法的应用研究[J].化工管理，2013，（5）：226.
[3]许延辉，段丽萍.稀土湿法冶金废水处理[J].工业用水与废水，2004，35（2）：13-15.
[4]陈毅宏，李日清.冶金污水处理中流量计的选型与应用[J].机械工程与自动化，2009，（5）：199-200.
收稿日期：2018-01-15.
作者简介：郭菊花（1982-），女，硕士研究生，工程师，研究方向为环境保护。
