文/張文禮

銅蝕刻液適用于印制版銅的蝕刻。雖然蝕刻速度快，但對(duì)人類健康和環(huán)境均存在著較大威脅。華星光電通過(guò)對(duì)銅蝕刻廢液處理工藝的技術(shù)改良，避免化學(xué)品泄漏事故的同時(shí)，還降低環(huán)境污染負(fù)荷、降低廢水處理成本、回收有價(jià)值的金屬銅。

華星光電公司概貌

深圳市華星光電技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“華星光電”)是由深圳市政府和TCL集團(tuán)合資成立的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，首批國(guó)家智能制造試點(diǎn)示范單位。公司注冊(cè)資本183.42億元，投資總額超1 500億元，其中，投資538億元的G11項(xiàng)目是深圳市建市以來(lái)單筆投資額最大的工業(yè)項(xiàng)目，也是深圳市政府重點(diǎn)推動(dòng)的項(xiàng)目。華星光電是具有標(biāo)志性的重點(diǎn)工業(yè)項(xiàng)目和電子信息高端制造業(yè)，產(chǎn)品重點(diǎn)聚焦以8K分辨率為代表的超高清、超大尺寸、OLED三大技術(shù)領(lǐng)域，致力于為消費(fèi)者帶來(lái)更清晰、更極致的視覺(jué)盛宴，對(duì)中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的崛起和加快國(guó)際科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新都具有重要的戰(zhàn)略意義。

銅蝕刻處理工藝改良背景

銅蝕刻廢液是銅蝕刻技術(shù)的必然產(chǎn)物，對(duì)人類健康和環(huán)境均存在著較大威脅。其主要成分為銅離子等。金屬銅作為一種過(guò)渡元素，呈現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性、延展性和優(yōu)異的機(jī)械性能，因此在諸多工藝及技術(shù)上具有很高的利用價(jià)值。然而，長(zhǎng)期接觸銅離子會(huì)對(duì)生殖能力及新生兒身體狀況帶來(lái)?yè)p傷，致使肝臟器官喪失功能，甚至引發(fā)癌癥。同時(shí)，蝕刻液還具有強(qiáng)氧化性和腐蝕性，皮膚和眼部直接接觸會(huì)引發(fā)嚴(yán)重灼傷。此外，金屬銅還具有多次回收利用而無(wú)損其機(jī)械性能的性質(zhì)。綜上，對(duì)銅蝕刻廢液的處理具有十分重要的環(huán)境意義及深遠(yuǎn)的社會(huì)價(jià)值。

原有的銅蝕刻廢液處理技術(shù)主要是通過(guò)酸堿調(diào)節(jié)pH， 并在此基礎(chǔ)上添加除銅劑等化學(xué)試劑，與主要污染物發(fā)生反應(yīng)，生成不溶性物質(zhì)，再通過(guò)添加絮凝劑，加快沉淀速度，最終實(shí)現(xiàn)固液分離，使出水達(dá)到指定要求，以便進(jìn)入下一處理工序。

然而原有工藝處理技術(shù)中，除銅藥劑成本高昂，且銅蝕刻廢液中含有有價(jià)金屬銅，金屬銅形成沉淀絮凝處理后，并未對(duì)銅進(jìn)行有效地回收再利用。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷學(xué)習(xí)考察和經(jīng)驗(yàn)交流，公司聯(lián)合技術(shù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)建筑廠商，在原有銅蝕刻處理工藝的基礎(chǔ)上提出了新的改善工藝。

新工藝改良內(nèi)容

新工藝通過(guò)采用高選擇性液態(tài)萃取劑，將廢液中銅離子整合吸附進(jìn)行萃取反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)再生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為鹽，搭配電解回收系統(tǒng)，最終產(chǎn)出高質(zhì)量金屬銅管，從而大大提升廢液回收價(jià)值。該系統(tǒng)一整套流程皆為自動(dòng)化操作，減輕了人員負(fù)擔(dān)及人事成本，同時(shí)提高產(chǎn)銅效率。針對(duì)該技術(shù)，通過(guò)前期可行性探究和實(shí)地考察規(guī)劃得出以下結(jié)論：一是新處理工藝廢液回收方案原理科學(xué)，小試實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果滿足要求；二是合作廠商擁有較多銅回收項(xiàng)目業(yè)績(jī)，項(xiàng)目真實(shí)成熟有效，運(yùn)行情況良好；三是針對(duì)公司廢液性質(zhì)，經(jīng)環(huán)安中心安全、環(huán)保、水務(wù)等專業(yè)人員共同評(píng)估，工程改造、新建，系統(tǒng)安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)可管控，場(chǎng)地亦可滿足該項(xiàng)目實(shí)施。

新處理工藝在實(shí)施的過(guò)程中，基于操作現(xiàn)場(chǎng)及勞動(dòng)人員安全考慮，針對(duì)可能存在的安全隱患，在后續(xù)廢液處理新工藝中有以下幾點(diǎn)具體改善：

一是廢液回收系統(tǒng)的萃取反應(yīng)槽和再生槽在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生異味（因萃取劑成分中有有機(jī)物參與萃取反應(yīng)），后續(xù)新工藝中通過(guò)設(shè)置單獨(dú)隔間，使房間保持輕微負(fù)壓，氣味不易散逸，再對(duì)隔間廢氣進(jìn)行統(tǒng)一收集處理。除此之外，后續(xù)采取相應(yīng)措施優(yōu)化密閉過(guò)濾環(huán)節(jié)，避免氣味散逸。

二是化學(xué)品儲(chǔ)存槽內(nèi)，如果化學(xué)品發(fā)生泄漏，可能會(huì)分解導(dǎo)致區(qū)域溫度升高，故設(shè)置溫度計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度二級(jí)監(jiān)控（水池溫度不超過(guò)33 ℃）和單獨(dú)排風(fēng)系統(tǒng)（輕微負(fù)壓）。

三是系統(tǒng)區(qū)域空間密閉，反應(yīng)區(qū)內(nèi)氣體濃度及溫度風(fēng)險(xiǎn)不可管控，后續(xù)措施增加氣體濃度監(jiān)測(cè)儀及溫度監(jiān)控。

四是銅蝕刻液反應(yīng)區(qū)氣體濃度較高時(shí)易發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)該情況，后續(xù)除增加視頻監(jiān)控及氣體溶度探測(cè)儀器外，另設(shè)置抽風(fēng)系統(tǒng)。

五是現(xiàn)場(chǎng)6s管理保障[整理（SEIRI）、 整 頓（SEITON）、 清 掃（SEISO）、清潔（SEIKETSU）、素養(yǎng)（SHITSUKE）、安全（SECURITY）]，定期清理設(shè)施，避免設(shè)備結(jié)晶堵塞，另增加可視化標(biāo)識(shí)，預(yù)防人員誤操作等問(wèn)題。

改良成果與未來(lái)展望

原處理工藝

新處理工藝

對(duì)比新舊工藝處理技術(shù)，新工藝主要取得以下成果：一是回收有價(jià)金屬銅，推行綠色環(huán)保技術(shù)及理念，同時(shí)為后續(xù)厚銅工藝的銅蝕刻廢液處理提供參考及借鑒；二是廢液經(jīng)回收系統(tǒng)回收銅后，廢液剩余量與進(jìn)入系統(tǒng)的廢液量相當(dāng)，其他指標(biāo)無(wú)明顯變化，新工藝可以降低化學(xué)試劑用量，降低廢水處理成本，減輕氣味影響；三是處理新工藝對(duì)銅的回收，也可降低進(jìn)入下一系統(tǒng)的銅含量，有助于其他系統(tǒng)處理能力的穩(wěn)定和提升；四是回收系統(tǒng)采用萃取劑萃取廢液中的銅，萃取劑由各種有機(jī)化學(xué)品復(fù)合組成，屬于危險(xiǎn)廢棄物，根據(jù)現(xiàn)有廢液回收項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目萃取劑回收量大，可以內(nèi)部循環(huán)使用，故大大減少了危險(xiǎn)廢棄物的產(chǎn)生和排放。

銅蝕刻廢液本身既含有強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，同時(shí)又含有大量的重金屬離子銅，直接排放不僅僅會(huì)造成環(huán)境的重度污染，同時(shí)又是一種經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)含銅蝕刻廢液進(jìn)行回收處置，將其酸液調(diào)節(jié)并且提煉出銅產(chǎn)品，不僅能夠使得含銅蝕刻廢液達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又能夠創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

本文對(duì)銅蝕刻廢液處理新工藝與原有技術(shù)工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹和比較，基于安全環(huán)保角度考慮，著重闡述了新工藝的改善內(nèi)容及改善成果。希望通過(guò)本文的研究能夠有助于進(jìn)一步優(yōu)化銅蝕刻廢液處理工藝，減少其環(huán)境污染效應(yīng)，并且創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為后續(xù)相關(guān)工藝提供一定的參考和借鑒意義。