CN102730892A

CN102730892A - 表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法

Info

Publication number: CN102730892A
Application number: CN2012102740800A
Authority: CN
Inventors: 傅新民; 上野山卫; 许学晃; 林诗诠; 张芳淑; 薛慕棨
Original assignee: HUAXIA NEW RESOURCE CO Ltd
Current assignee: HUAXIA NEW RESOURCE CO Ltd
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，包括如下工序：收集处理将处理液收集于收集储存槽中以形成储存液；过滤处理接收储存液并过滤较大的硝酸盐而形成不含硝酸盐的过滤液及含有硝酸盐的浓缩液，且过滤液被回送至收集储存槽；蒸馏处理将浓缩液中低沸点的水及硝酸加热形成硝酸混合蒸气，并留下高沸点溶液；冷凝处理将硝酸混合蒸气冷却而形成硝酸溶液，并回送至收集储存槽；以及电沉积处理利用电力将高沸点溶液中的金属离子还原成金属态而留下硫酸溶液，且硫酸溶液进一步回送至蒸馏器。因此，本发明可实现硝酸的回再利用及零排污目的。

Description

表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法

技术领域

本发明特别涉及一种表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，其利用纳米过滤、蒸馏及电沉积处理以实现硝酸的循环利用。

背景技术

在一般的表面处理湿制程中，比如液晶面板、半导体元件或印刷电路板(PCB)的湿制程，通常使用醋酸、硝酸或氟酸的混合酸液以进行蚀刻处理，因而在制程中会产生大量含有醋酸、硝酸或氟酸的废液。而废液的排放在环保法规的规定标准下，业者必须进行适当的处理以减少其中酸液的浓度。由于废液的处理需要相当复杂的硬设备以及操作技术，因此，大部分的湿制程业者是将所有制程的废液集中后，交由专业厂商代为处理。

然而，现有技术的缺点在于，不仅增加湿制程业者的操作成本，且废液中的各种酸液其实是可回收并再利用，造成可贵资源的浪费，尤其是废液中硝酸，是应用非常广泛的酸液，可当作溶剂或洗剂用。此外，废液中所包含的重金属对于环境具有可怕的负面影响，同时也是可再利用的资源，应该进行适当的回收处理。

因此，需要一种表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，利用收集处理、过滤处理、蒸馏处理、冷凝处理以及电沉积处理而形成封闭循环的废液处理方式，循环利用硝酸，并分离硫酸及重金属，以解决上述习用技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，包括依次进行的收集处理、过滤处理、蒸馏处理、冷凝处理以及电沉积处理工序，用以循环利用表面处理湿制程中处理液所包含的硝酸，且处理液进一步包含水、硫酸以及金属杂质，其中：

收集处理，将处理液收集于收集储存槽中以形成储存液；

过滤处理，接收储存液并利用纳米级过滤膜以过滤分离储存液中较大的硝酸盐而形成过滤液及浓缩液，其中纳米级过滤膜可由聚伦氟乙烯构成，且过滤液不含硝酸盐，而浓缩液含有硝酸盐，同时过滤液被回送至收集储存槽；

蒸馏处理，利用蒸馏器将浓缩液中低沸点的水及硝酸加热形成硝酸混合蒸气，并留下由金属杂质及高沸点的硫酸所形成的高沸点溶液；

冷凝处理，是将硝酸混合蒸气冷却而形成硝酸溶液，并回送至收集储存槽，以进行循环及再利用；以及

电沉积处理，利用电力将高沸点溶液中的金属杂质还原成金属态而析出，并留下硫酸溶液，且硫酸溶液进一步回送至蒸馏器。

因此，本发明的方法可有效的回收利用处理液中的硝酸，并使其中硫酸溶液在封闭路径中循环，同时将处理液中所包含的金属杂质以金属态析出，具体实现硝酸的回收，并达到零排放且零污泥的目标。

附图说明

图1是本发明表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法的处理流程示意图；

主要符号说明：S10收集处理、S20过滤处理、S30蒸馏处理、S40冷凝处理、S50电沉积处理。

具体实施方式

以下配合图式及元件符号对本发明的实施方法式做更详细的说明，俾使熟习该项技艺者在研读本说明书后能据以实施。

参阅图1，本发明表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法包括依序进行的步骤S10、S20、S30、S40以及S50，用以循环利用表面处理湿制程中处理液所包含的硝酸，且该处理液进一步包含水、硫酸以及金属杂质，其中金属杂质至少可包括镍、铜、钴及钕中的任意一种。

首先，本发明表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法是由步骤S10开始以进行收集处理，系利用收集储存槽以收集处理液，形成储存液。

接着在步骤S20中进行过滤处理，用以接收在收集储存槽中的储存液，并利用纳米级过滤膜过滤分离储存液中任何的硝酸盐或硫酸盐而形成过滤液及浓缩液，其中过滤液穿透过纳米级过滤膜，而浓缩液是未穿透过纳米级过滤膜。过滤液不含硝酸盐或硫酸盐，且过滤液被回送至收集储存槽，而浓缩液含有硝酸盐或硫酸盐。过滤液及该浓缩液的体积比可为5：100至15：100。纳米级过滤膜可由聚伦氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，PVDF)构成，且纳米级过滤膜具有多个纳米级孔洞，而纳米级孔洞的有效孔径大小为12至25纳米。

在步骤S30中，利用蒸馏器以进行蒸馏处理，是将浓缩液加热至某一蒸馏温度而使浓缩液中较低沸点的硝酸及部分的水形成硝酸混合蒸气，并留下由金属杂质及较高沸点的硫酸所形成的高沸点溶液，而蒸馏温度为115℃至125℃之间。

然后进入步骤S40进行冷凝处理，将步骤S30所产生的硝酸混合蒸气冷却而形成硝酸溶液，比如可利用冷凝管，并将硝酸溶液回送至收集储存槽。

最后，在步骤S50中进行电沉积处理，利用电力将步骤S40所产生的高沸点溶液中的金属杂质还原成金属态而析出，并留下硫酸溶液，且进一步将残留的硫酸溶液回送至蒸馏器，藉以形成封闭循环。

此外，上述的处理液可进一步包括柠檬酸，且该柠檬酸系经步骤S20的浓缩液及步骤S30的高沸点溶液，而在步骤S50中与硫酸溶液一起回送至蒸馏器，形成封闭循环。

本发明的特点在于，利用蒸馏处理及电沉积处理以分离硝酸、硫酸及金属杂质，进而实现对硝酸的再利用功能，同时形成封闭式的无排污循环，尤其是使硫酸及柠檬酸留在封闭循环中，而金属杂质是以固态纯金属析出，提高再利用的方便性及产业价值。因此，本发明的方法可直接应用于表面处理湿制程中以改善废水处理效率，将处理液中所含的硝酸分离出并将处理液中的金属杂质以金属态析出，以提供表面处理湿制程或其他处理制程所需。

需要指出的是，以上所述者仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims

1.一种表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，是用以分离表面处理湿制程中处理液所包含的水、硝酸、硫酸以及金属杂质，并循环利用该硝酸，其特征在于，所述的表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法包括如下步骤：

收集处理，将该处理液收集于一收集储存槽中，以形成储存液；

过滤处理，接收储存液，并利用纳米级过滤膜过滤分离储存液中任何的硝酸盐或硫酸盐而形成的穿透过该纳米级过滤膜的过滤液以及未穿透过该纳米级过滤膜的浓缩液，其中过滤液不含硝酸盐或硫酸盐，且过滤液被回送至收集储存槽，而浓缩液含有硝酸盐或硫酸盐；

蒸馏处理，利用一蒸馏器在加热至一蒸馏温度下将该浓缩液中较低沸点的硝酸及部分的水形成硝酸混合蒸气，并留下由该金属杂质及较高沸点的硫酸所形成的高沸点溶液；

冷凝处理，将该硝酸混合蒸气冷却而形成硝酸溶液，并将该硝酸溶液回送至该收集储存槽；以及

电沉积处理，利用电力将该高沸点溶液中的金属杂质还原成固态金属而析出，并留下硫酸溶液，且留下的该硫酸溶液进一步回送至该蒸馏器。

2.根据权利要求1所述的表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，其特征在于，所述的金属杂质至少包括镍、铜、钴及钕中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，其特征在于，所述的纳米级过滤膜是由聚伦氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride， PVDF)构成，且该纳米级过滤膜具有多个纳米级孔洞，而该纳米级孔洞的有效孔径大小为12至25纳米。

4.根据权利要求1所述的表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，其特征在于，所述的该过滤液及浓缩液的体积比为5：100至15：100。

5.根据权利要求1所述的表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，其特征在于，所述的蒸馏温度为115℃至125℃之间。

6.根据权利要求1所述的表面处理湿制程中硝酸的循环利用方法，其特征在于，所述的处理液进一步包括柠檬酸，且该柠檬酸系经该浓缩液及该高沸点溶液，而在该电沉积处理后与该硫酸溶液一起循环。