淺談RO膜分離技術在電解銅箔生產(chǎn)廢水回收處理中的應用

葉敬敏 楊燕芹

（梅縣金象銅箔有限公司，廣東 梅州 514759）

電解銅箔是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎材料。銅箔制造是將高純度的銅溶解制成硫酸銅溶液，在專用的生箔機列中，硫酸銅溶液在直流電的作用下，電沉積制成原箔，然后根據(jù)技術要求對原箔進行粗化、固化、鈍化等一系列表面處理制成電解銅箔。

電解銅箔原箔生產(chǎn)及表面處理的各道工序中，都要有水洗過程，以清除銅箔表面附帶的電解液，所以在整個電解銅箔生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，而這些廢水主要含酸和銅。根據(jù)不同廠家的不同生產(chǎn)工藝，一般廢水酸含量在2 g/L ～5 g/L、銅含量在2 mg/L ～10 mg/L。

國內(nèi)早期的電解銅箔生產(chǎn)企業(yè)在對生產(chǎn)廢水進行回收處理時，一般采用的是置換法或中和法來回收、處理和降低其中的銅、酸含量，從而使廢水達到排放標準。但采用該兩種方法的不足之處在于：（1）置換法：廢水中的銅不能最大限度回收，反應條件不易控制，還會產(chǎn)生FeCl2等二次污染物；（2）中和法：在處理過程中要消耗大量的堿和H2SO4，且銅回收不完成，在清洗氯離子時，還會消耗大量的水資源。所以進入20世紀90年代末，國內(nèi)新建成投產(chǎn)的電解銅箔生產(chǎn)企業(yè)大部分采用國際流行的RO反滲透膜分離技術，這種回收處理技術能使生產(chǎn)廢水中的銅離子得到最大限度的回收，同時有效降低酸含量，各項指標達到或低于目前國內(nèi)執(zhí)行的有關生產(chǎn)企業(yè)廢水排放標準。本文就RO膜分離技術在電解銅箔生產(chǎn)廢水回收利用中的應用作一個簡述。

1 技術工藝的特點

RO膜分離技術主要是通過膜分離的方式將生產(chǎn)廢水中的銅離子、酸和水用集壓濾、反應、濃縮于一體的半透膜進行分離，從而達到水資源重復使用、銅資源回收利用的環(huán)保、低排效果。整套處理技術包括廢水輸送系統(tǒng)、一級反滲透濃縮系統(tǒng)、二級反滲透濃縮系統(tǒng)、三級精密反滲透濃縮系統(tǒng)、電解系統(tǒng)、廢（純）水循環(huán)處理系統(tǒng)。如圖1。

1.1 工作流程

（1）將生產(chǎn)廢水通過壓力泵等方式輸送至一級反滲透濃縮系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)壓力和藥物反應，對廢水濃縮到一定比例。

（2）從一級反滲透濃縮系統(tǒng)出來的濃縮液再次進入二級反滲透濃縮系統(tǒng)，同樣通過調(diào)節(jié)壓力和加入藥物進行反應，對廢水再次濃縮一定比例。

（3）將通過一二級反滲透濃縮系統(tǒng)濃縮到可控比例的廢水送入三級精密反滲透濃縮系統(tǒng)進行濃縮分離。

（4）最后經(jīng)濃縮分離的濃縮液補充到電解系統(tǒng)重新使用，而經(jīng)各級濃縮分離的純水，再經(jīng)純水后處理系統(tǒng)處理為適用于電解銅箔生產(chǎn)用的純水，送入純水儲水池。

（5）經(jīng)過三級濃縮分離后，廢水可以正常使用。在整個處理過程無任何的污水、廢氣排出，起到較好的節(jié)能、環(huán)保效果。

1.2 技術的創(chuàng)新性

圖1

（1）RO膜分離技術處理程序簡單，處理過程易受控。通過本技術處理的生產(chǎn)廢水，銅離子去除率達到95%以上，酸含量去除率達到99%左右，為企業(yè)實現(xiàn)較好的經(jīng)濟效益增加基準點。

（2）與以前使用的回收處理技術相比，RO膜分離技術不但可以提高銅離子的回收率，而且減少了堿及藥物的使用量，為有效減輕企業(yè)后續(xù)的處理成本。

（3）與以前使用的回收處理技術相比，RO膜分離技術綜合廢水處理難度與成本大幅度降低，有效降低了企業(yè)的綜合生產(chǎn)成本。

2 效益分析

以下效益分析所采用的數(shù)據(jù)只按估計值來計算的：

（1）電解銅箔生產(chǎn)廢水的銅、酸含量是根據(jù)不同生產(chǎn)設備、不同工藝標準產(chǎn)生的。在預計采用RO膜分離技術所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益只能按估計值來計算，按銅含量均值10 mg/L，即每噸廢水中含銅0.01 kg，按銅箔200噸/月的產(chǎn)能，所產(chǎn)生的廢水約2000噸來估算，那么每月可回收的銅為10 kg左右（不包括其他方式回收的銅）。按上海有色金屬網(wǎng)2011月9月份公布的1#陰極銅的均價60000元/噸來計算，每月可產(chǎn)生收益600元左右，7200元/年。

（2）在未采用RO膜分離技術前，每次進行廢水處理時將需加入大量的堿和藥物。按每噸廢水處理時需投入堿和藥物約100元進行計算，那么按銅箔200噸/月的產(chǎn)能，所產(chǎn)生的廢水約2000噸來估算，每月可節(jié)省20萬元，240萬元/年。

（3）按以上兩項數(shù)據(jù)估算表明，采用RO膜分離技術可產(chǎn)生經(jīng)濟效益約21萬元左右，還不包括節(jié)省的人工費用、排污費用等。

3 結(jié)語

從以上的技術流程、特點、創(chuàng)新性以及估計可產(chǎn)生的經(jīng)濟數(shù)據(jù)可以看出，采用RO膜分離技術一方面可以避免了金屬銅的無效消耗，提高了銅回收的利用率，又可以降低生產(chǎn)成本，減少廢水對環(huán)境的二次污染；另一方面在國家要求電解銅箔生產(chǎn)行業(yè)、印制板行業(yè)乃至電鍍行業(yè)積極推廣使用清潔生產(chǎn)技術提供可參考的案例，為保持行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展起到模范作用。