一种二元废酸的再生利用方法

技术领域

本发明涉及资源二次利用领域，具体涉及一种二元废酸的再生利用方法。

背景技术

目前，在电子设备制备领域通常需要对用到的铝材料进行蚀刻处理，以保证产品的性能。

如CN106148960A公开了一种铝蚀刻的方法，通过调节干蚀刻制程中蚀刻腔体内的温度和压力条件，使得氯化铝保持气体状态，减少氯化铝颗粒的生成，抽气后蚀刻腔体内氯化铝的残留量很小，从而降低蚀刻腔体内含铝化合物的含量，减少含铝颗粒物的产生；或者通过在干蚀刻制程之后氟-氯置换制程之前，增加气体冲洗步骤，降低蚀刻腔体内含铝化合物的含量，减少含铝颗粒物的产生；又或者通过在干蚀刻制程之前增加蚀刻腔体的清洁步骤，降低蚀刻腔体内含铝化合物的含量，减少含铝颗粒物的产生，以上三种方法均可减少蚀刻腔体内含铝颗粒物的含量，使得干蚀刻制程中颗粒物掉落于待蚀刻膜层上的概率减少，解决了线路蚀刻残留和短路的问题，提高产品良率。

CN102206821A公开了一种铝合金蚀刻、调整组合物，该铝合金蚀刻、调整组合物分为A和B两种组份，其中A组份是蚀刻液，B组份是调整液；所述A组份包括三氯化铁、磷酸、pH调节剂、缓蚀剂和消泡剂；所述B组份包括磷酸和硫酸，还提供了一种铝合金蚀刻方法，在20-40℃时将铝合金基材放在蚀刻液中进行蚀刻，然后将铝合金放在60-80℃的调整液中进行调整。采用两步酸性蚀刻体系很好的解决了蚀刻液在蚀刻时产生大量的黑灰不易除去、表面粗糙、边缘存在毛刺、侧蚀严重的缺点的缺陷。

而通常在蚀刻过程中会形成含酸的废蚀刻液，其中，针对材料蚀刻的废液中会含有大量铝离子，导致实现绿色回收比较困难。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种二元废酸的再生利用方法，以解决蚀刻过程中所产生的二元废酸无法被有效利用的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种二元废酸的再生利用方法，所述再生利用方法包括如下步骤：

(1)对二元废酸加酸液进行处理，之后经固液分离得到氟化铝沉淀和一次净化液；

(2)将步骤(1)得到的一次净化液进行蒸馏，得到二次净化液和所述酸液；

(3)将步骤(2)得到的所述二次净化液进行纳滤处理，得到二元酸液和磷硫二元酸蚀刻液。

本发明提供的再生利用方法通过采用特定的处理过程实现了对铝蚀刻中产生的二元废酸的再生利用，具有工艺简单,运行成本低,废酸再生利用率高,副产氟化铝产品等优点。

本发明中，步骤(2)所得酸液可以返回步骤(1)中进行再次处理。

本发明中，纳滤处理产生的浓水返回作为二元废酸进行循环迭代处理。

作为本发明优选的技术方案，所述酸液包括氢氟酸溶液。

作为本发明优选的技术方案，所述氢氟酸溶液的质量浓度为1-10％，例如可以是1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述蒸馏的温度为90-120℃，例如可以是90℃、92℃、94℃、96℃、98℃、100℃、102℃、104℃、106℃、108℃、110℃、112℃、114℃、116℃、118℃或120℃等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述蒸馏的压力为20-30kPa，例如可以是20kPa、20.5kPa、21kPa、21.5kPa、22kPa、22.5kPa、23kPa、23.5kPa、24kPa、24.5kPa、25kPa、25.5kPa、26kPa、26.5kPa、27kPa、27.5kPa、28kPa、28.5kPa、29kPa、29.5kPa或30kPa等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-80mV～-70mV，例如可以是-80mV、-79.5mV、-79mV、-78.5mV、-78mV、-77.5mV、-77mV、-76.5mV、-76mV、-75.5mV、-75mV、-74.5mV、-74mV、-73.5mV、-73mV、-72.5mV、-72mV、-71.5mV、-71mV、-70.5mV或-70mV等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述滤膜的孔径为8-10nm，例如可以是8nm、8.1nm、8.2nm、8.3nm、8.4nm、8.5nm、8.6nm、8.7nm、8.8nm、8.9nm、9nm、9.1nm、9.2nm、9.3nm、9.4nm、9.5nm、9.6nm、9.7nm、9.8nm、9.9nm或10nm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述纳滤中的压力为80-100bar，例如可以是80bar、81bar、82bar、83bar、84bar、85bar、86bar、87bar、88bar、89bar、90bar、91bar、92bar、93bar、94bar、95bar、96bar、97bar、98bar、99bar或100bar等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述纳滤中的膜通量为6-7L/(m

作为本发明优选的技术方案，所述再生利用方法包括如下步骤：

(1)对二元废酸加酸液进行处理，之后经固液分离得到氟化铝沉淀和一次净化液；所述酸液包括氢氟酸溶液；所述氢氟酸溶液的质量浓度为1-10％；

(2)将步骤(1)得到的一次净化液进行第一蒸馏，得到二次净化液和所述酸液；所述蒸馏的温度为90-120℃；所述蒸馏的压力为20-30kPa；

(3)将步骤(2)得到的所述二次净化液进行纳滤处理，得到二元酸液和磷硫二元酸蚀刻液；所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-80mV～-70mV；所述滤膜的孔径为8-10nm；所述纳滤中的压力为80-100bar；所述纳滤中的膜通量为6-7L/(m

与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)经过测试,该工艺得到的再生二元酸达到使用要求,实现循环利用。

(2)降低了原来二元混酸需要外协处理这一较高的经营费用。

(3)再生酸回收率高,常规方案利用率为70％，本发明回收率可以达到90％以上。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的再生利用方法的示意图。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供一种二元废酸的再生利用方法，如图1所示，所述再生利用方法包括如下步骤：

(1)对二元废酸加酸液进行处理，之后经固液分离得到氟化铝沉淀和一次净化液；所述酸液包括氢氟酸溶液；所述氢氟酸溶液的质量浓度为6％；

(2)将步骤(1)得到的一次净化液进行第一蒸馏，得到二次净化液和所述酸液；所述蒸馏的温度为108℃；所述蒸馏的压力为25kPa；

(3)将步骤(2)得到的所述二次净化液进行纳滤处理，得到二元酸液和磷硫二元酸蚀刻液；所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-75mV；所述滤膜的孔径为9nm；所述纳滤中的压力为90bar；所述纳滤中的膜通量为6.5L/(m

本实施例中所用二元废酸的组成为：20％硫酸，35％磷酸，40％水，2.5％铝；

所得产品的纯度和回收率详见表1。

实施例2

本实施例提供一种二元废酸的再生利用方法，所述再生利用方法包括如下步骤：

(1)对二元废酸加酸液进行处理，之后经固液分离得到氟化铝沉淀和一次净化液；所述酸液包括氢氟酸溶液；所述氢氟酸溶液的质量浓度为1％；

(2)将步骤(1)得到的一次净化液进行第一蒸馏，得到二次净化液和所述酸液；所述蒸馏的温度为90℃；所述蒸馏的压力为20kPa；

(3)将步骤(2)得到的所述二次净化液进行纳滤处理，得到二元酸液和磷硫二元酸蚀刻液；所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-80mVmV；所述滤膜的孔径为10nm；所述纳滤中的压力为100bar；所述纳滤中的膜通量为6L/(m

本实施例中所用二元废酸的组成为：20％硫酸，35％磷酸，40％水，4％铝；

所得产品的纯度和回收率详见表1。

实施例3

本实施例提供一种二元废酸的再生利用方法，所述再生利用方法包括如下步骤：

(1)对二元废酸加酸液进行处理，之后经固液分离得到氟化铝沉淀和一次净化液；所述酸液包括氢氟酸溶液；所述氢氟酸溶液的质量浓度为10％；

(2)将步骤(1)得到的一次净化液进行第一蒸馏，得到二次净化液和所述酸液；所述蒸馏的温度为120℃；所述蒸馏的压力为30kPa；

(3)将步骤(2)得到的所述二次净化液进行纳滤处理，得到二元酸液和磷硫二元酸蚀刻液；所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-70mV；所述滤膜的孔径为8nm；所述纳滤中的压力为80bar；所述纳滤中的膜通量为7L/(m

本实施例中所用二元废酸的组成为：15％硫酸，35％磷酸，45％水，4％铝；

所得产品的纯度和回收率详见表1。

对比例1

与实施例1的区别仅在于所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-100mV。所得产品的纯度和回收率详见表1。

对比例2

与实施例1的区别仅在于所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为-50mV。

所得产品的纯度和回收率详见表1。

对比例3

与实施例1的区别仅在于所述纳滤处理中所用滤膜的Zeta电位为20mV。

所得产品的纯度和回收率详见表1。

表1

通过上述实施例和对比例的结果可知，本申请中需要严苛控制滤膜的Zeta电位方能保证二元酸高效的回收。

声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。