吉星qq技术论坛:请问二氧化锡如何还原成锡(工业化生产).谢谢

剥锡(锡铅)废液资源化技术之探讨
印刷电路板制造原理乃结合电学,化学,机械,材料,光学等科学而构成,因此其制
程复杂且必需使用多种化学药剂及特殊原料来搭配.制造过程中所衍生之废弃物种类繁
多,或为液状;或为泥状;或为固状等.其成分除含有多样有机性污染物外,更含有为量
不少之铜,铅及镍等重金属.此类废弃物如未加以妥善处理(中间处理,再利用或最终处
置)而任意丢弃,其影响所及甚广,如污染饮水水源,环境破坏,人体健康受损等,亦会
造成企业体及社会成本增加.
如上所述,印刷电路板制造业废弃物种类多样,且其各类废弃物(如废印刷电路板或
粉屑,含铜污泥,废蚀刻液,废酸碱或含重金属废液等)对应之资源化方式各有不同,本
文仅将针对剥锡(锡铅)废液之资源化技术进行探讨.
一,剥锡(锡铅)废液来源
一般而言,印刷电路板制程之镀锡铅单元,其主要目的在保护布置於印刷电路板
上之印刷线路於蚀刻时不被侵蚀.接著进行蚀刻单元,在蚀刻完成后,进入剥锡铅单
元;而该制程单元中所使用之剥锡铅液种类可概分为硝酸系,氢氟酸系,氟硼酸系等,
其主要成分有剥除酸液(如氢氟酸,硝酸等),氧化剂(如双氧水等),缓冲剂,界面
活性剂等.
剥锡铅单元系使用剥锡铅液将布置於印刷电路板上之印刷线路锡铅镀层剥除,由
於剥除过程中剥锡铅液组成成分会逐渐减少,其剥锡铅之效力亦逐渐减弱,同时剥锡
铅液中之锡铅及铜含量浓度将增加.依据实厂经验判断:不同种类剥锡铅液其老化程
度不同,综括而言,锡含量达50 100gL左右或酸当量降至3 4 N以下时,即被
当作废液,需要更换.
总之,剥锡(锡铅)废液则来自印刷电路板制程剥锡铅单元,其主要成分以氟化
铵,硝酸,双氧水等为主,其他如:COD约为20,000 25,000 mgL;Cu2+约为1,000
1,500 mgL;Pb2+约为10,000 15,000 mgL;Fe3+约为0 30,000 mgL等.
二,剥锡(锡铅)废液资源化技术
技技技术术术报报报导导导
由於国际间目前金属原物料需求甚殷,所以剥锡(锡铅)废液资源化具有极大之
经济诱因,只要技术原理与工程实务可行,即可实厂运作.至於其资源化方式大致可
分为「原液再生」与「再利用」等类型,所谓「原液再生」意指直接将原废液进行杂
质(即非原液成份)之有效分离后,再适度调配成分与组成而成为新剥锡(锡铅)液;
「再利用」意指藉由物理,化学,热处理等技术将原废液中之有价物(如锡,铅,铜
等)分离成单一金属或复合为氧化物盐类等.
然而在实厂操作应用上,上述之两种资源化方式并非均单独运作.目前国内外已
发表之剥锡(锡铅)废液资源化技术或案例,其资源化方式或为单独「再利用」;或
为再搭配「原液再生」;或为单独「原液再生」等.现将各类型较具代表性之剥锡(锡
铅)废液资源化技术摘要汇集如表一所述.如由技术面分析,「再利用」之系统设备
可适用於各种不同系列之剥锡(锡铅)废液,一般采厂外(相对於产源而言)再利用,
技术层次不高,其衍生产品多样化.「原液再生」之系统设备需依各种不同系列之剥
锡(锡铅)废液进行调整,厂内或厂外(相对於产源而言)进行操作均可,技术层次
较高且具有独特性,其衍生产品如具效能,足以独占市场.以目前国内现况,已有实
厂案例系运用电解回收方式为主要单元,再搭配相关物化程序来进行剥锡(锡铅)废
液之「原液再生」与「再利用」工作.另外,也有应用中和沈淀或氧化还原配合火法
冶金程序,来回收「再利用」其中之锡金属.
表一,剥锡(锡铅)废液资源化技术摘要汇集及评析
资源化方式
原液再生 再利用
技术特点 资料来源 评析
◎ ○
以硝酸系剥锡(锡铅)废液为其再生对象;
利用电解方法处理,可采厂内回收原液再
生;连续或半连续操作均可;原废液中之
有价物(如锡,铅,铜等)可以金属形态
回收;勿需后续沉淀,过滤等程序.
美国专利号
码:4,944,851 技术层次高;系统流程简
要;资源化效益高.
◎
以氟硼酸系剥锡(锡铅)废液为其再生对
象;利用沉淀,过滤,离子交换等程序,
直接由剥锡废液中去除杂质后再补充氟化
氢铵,过氧化氢及其他添加剂等,经调配
再生.
美国专利号
码:4,673,521
系统流程较复杂高但相对资
源化效益高;需具有特定系
列之原液配方能力.
◎
於含有氧化锡硫化锡废液中加入KOH,
经电解法制成锡金属.
美国专利号
码:4,737,351 技术层次不高;系统流程较
简要;资源化效益尚可.
◎
以硝酸系剥锡(锡铅)废液为其再生对象;
利用硫酸盐或硫酸氢盐去除铅后分离之,
再进行原液再生.
美国专利号
码:5,505,872 技术层次高;系统流程简
要;需具有特定系列之原液
配方能力;资源化效益高.
◎:主要;○:次要
表一,剥锡(锡铅)废液资源化技术摘要汇集及评析(续)
资源化方式
原液再生 再利用
技术特点 资料来源 评析
◎
应用中和沈淀,氧化还原,火法冶金技术,
回收其中之锡金属.
中华民国专
利号码:
177,911
技术层次不高;系统流程较
简要;资源化效益尚可;应
考虑能源及污染防治成本.
◎
以氟硼酸系或硝酸系剥锡(锡铅)废液为
再利用对象;其方法为应用连续化学反应
步骤,於废液中分别加入沈淀剂与中和
剂,并进行过滤,加热去氨,沈淀溶解等
分离程序,达到废液中有价成份回收(如
96%以上纯度之锡酸钠,80%氟化钠(或
硝酸钠),以及93%硫酸铜结晶等).
中华民国专
利号码:
472,030
系统流程较复杂;相对资源
化产品品质高;其整体效益
有待考量.
◎ ◎
以『选择性电解回收法』将剥锡铅废液再
生为剥锡铅原液,同时回收其中具有价值
的铜,锡及铅等金属,二氧化锡,氧化亚
锡,氢氧化锡等化合物及有价之无机盐类
产品.
中华民国专
利号码:
160,880
技术层次高;系统流程较复
杂;需具有特定系列之原液
配方能力;资源化效益高.
◎:主要;○:次要
三,结语
综合上述分析可知,如何选用剥锡(锡铅)废液资源化技术,其必需考量之因子
颇多,如「适用废液」,「药剂使用量」,「实务操作性」,「能源投入」,「污染防治」,「衍
生产品价值」等.如由表一所列之代表性技术来评析,事实上各有其优缺点.总之,
为同时兼顾环保与经济之目的,如何找出「合适」技术,则是一项挑战 建议结合产
生源未来动态及资源化趋势来综合分析,应可得到较圆满答案.
【工业技术研究院环安中心经理 郑智和】