含銅蝕刻廢液回收利用項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題探討

吳 淮

(深圳市漢宇環(huán)境科技有限公司廣州分公司，廣州 510260)

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含銅蝕刻廢液回收利用項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題探討

吳 淮

(深圳市漢宇環(huán)境科技有限公司廣州分公司，廣州 510260)

本文主要關(guān)注采用酸堿中和沉淀法，綜合利用含銅蝕刻廢液類(lèi)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，并予以討論分析。

含銅蝕刻廢液；中和沉淀法；銅回收；綜合利用；環(huán)境影響評(píng)價(jià)

我國(guó)PCB(印刷電路板)行業(yè)發(fā)達(dá)，是全球第一制造大國(guó)，PCB產(chǎn)量和產(chǎn)值均位居世界第一[1]。PCB板生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的含銅蝕刻廢液，廢液中銅、氨氮等污染物含量很高，如果直接排放，不但會(huì)嚴(yán)重污染水體，造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞，也是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，通過(guò)回收利用可將廢液中污染物濃度降到排放標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，并獲得巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，有不少企業(yè)準(zhǔn)備進(jìn)入該行業(yè)，建設(shè)含銅蝕刻廢液綜合利用項(xiàng)目，需要進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。目前，含銅蝕刻廢液綜合利用工藝主要有酸堿蝕刻廢液中和沉淀法、電解法、Fe置換法、萃取-電解法等[2]，其中應(yīng)用最為廣泛的是酸堿蝕刻廢液中和沉淀法。

1 含銅蝕刻廢液的性質(zhì)

可見(jiàn)，含銅蝕刻廢液中銅含量很高，其主要存在形式為氯化銅或銅氨絡(luò)合物。

表1 含銅蝕刻廢液的主要化學(xué)組成

2 含銅蝕刻廢液回收利用工藝

含銅蝕刻廢液回收利用工藝中應(yīng)用最為廣泛的是中和沉淀法，其典型工藝流程如圖1所示。它的主要原理是利用酸堿含銅蝕刻廢液進(jìn)行中和(如酸性蝕刻廢液來(lái)料不足時(shí)則加入酸，堿性蝕刻廢液來(lái)料不足時(shí)則加入堿，調(diào)節(jié)pH至接近中性狀態(tài))生產(chǎn)堿式氯化銅沉淀，該過(guò)程主要的反應(yīng)過(guò)程為：

Cu(NH3)4Cl2+CuCl2+HCl+3H2O=Cu2(OH)3Cl↓+4NH4Cl

圖1 含銅蝕刻廢液中和沉淀法典型工藝流程Fig.1 Typical process of neutralization and precipitation in copper-containing etching waste liquid

此后，對(duì)堿式氯化銅沉淀進(jìn)行打漿、酸化、結(jié)晶得到硫酸銅產(chǎn)品，而對(duì)高氨氮廢液采用除銅、蒸發(fā)濃縮等辦法還可以回收氯化銨等副產(chǎn)品。

3 含銅蝕刻廢液綜合利用項(xiàng)目環(huán)評(píng)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題

酸堿中和沉淀法回收含銅蝕刻廢液可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于該過(guò)程中產(chǎn)污環(huán)節(jié)多、污染物復(fù)雜，特別是酸霧、氨等有組織和無(wú)組織廢氣，高濃度氨氮廢水，環(huán)境防護(hù)距離設(shè)置等問(wèn)題，在環(huán)境影響評(píng)價(jià)中應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。

3.1 廢氣

含銅蝕刻廢液回收過(guò)程中很多環(huán)節(jié)都可能產(chǎn)生廢氣，包括原料卸料及貯存、中和、酸化等，環(huán)評(píng)上均應(yīng)予以關(guān)注。一般情況下，酸性蝕刻廢液和堿性蝕刻廢液采用儲(chǔ)液池貯存，在貯存過(guò)程中分別會(huì)有少量氯化氫和氨氣揮發(fā)至儲(chǔ)液池中液面上方的空間，當(dāng)氣體濃度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，則氯化氫和氨氣分別在酸堿儲(chǔ)液池中形成一個(gè)逸出-溶解的動(dòng)態(tài)平衡。在卸料時(shí)由于蝕刻廢液的填充，如果儲(chǔ)液池的密封性不好，會(huì)有少量氯化氫和氨氣揮發(fā)，以無(wú)組織形式排放，對(duì)于該股廢氣，在環(huán)評(píng)上可利用理想氣體狀態(tài)方程、飽和蒸氣壓及摩爾質(zhì)量的關(guān)系計(jì)算出揮發(fā)量。而在酸堿廢液中和過(guò)程，由于原料添加的不均衡，可能會(huì)導(dǎo)致有少量的氯化氫或氨氣揮發(fā)，具體數(shù)量與中和過(guò)程中的溫度、pH等條件有關(guān)，在環(huán)評(píng)上一般采用類(lèi)比同類(lèi)項(xiàng)目實(shí)測(cè)結(jié)果或物料衡算的方法進(jìn)行計(jì)算。堿式氯化銅濾餅酸化過(guò)程產(chǎn)生的酸霧是中和沉淀法回收利用過(guò)程中主要的廢氣污染源，在該工序中，由于需加入濃硫酸，因此，會(huì)有部分硫酸隨水汽揮發(fā)形成硫酸霧；同時(shí)，濾餅中的氯根由于發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)將轉(zhuǎn)化為氯化氫氣體揮發(fā)出來(lái)：

Cu2(OH)3Cl+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+HCl

筆者在進(jìn)行某個(gè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)監(jiān)測(cè)單位曾對(duì)該酸霧進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)硫酸霧產(chǎn)生濃度高達(dá)1.5×105mg/m3、氯化氫4.0×105mg/m3，超過(guò)了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)中的允許排放濃度，需要進(jìn)行收集處理，一般通過(guò)管道收集后采用堿液噴淋等方法處理可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。對(duì)于該股廢氣，在環(huán)評(píng)上一般采用物料衡算的方法進(jìn)行計(jì)算。

3.2 廢水

高濃度氨氮廢水是含銅蝕刻廢液綜合利用項(xiàng)目中產(chǎn)生的主要廢水，在環(huán)評(píng)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其產(chǎn)生及處理。酸堿含銅蝕刻廢液經(jīng)中和反應(yīng)，合成過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的含氨氮廢水[4]。一般加入硫化鈉除去廢水中剩余的銅，除銅后上清液的主要成分是氯化銨。該股廢水中的氨氮濃度高達(dá)幾千毫克/升，甚至達(dá)到幾萬(wàn)毫克/升，如根據(jù)廣東某地環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，對(duì)某個(gè)含銅蝕刻廢液綜合利用企業(yè)高濃度氨氮廢水監(jiān)測(cè)顯示，廢水中的氨氮高達(dá)42 694 mg/L。以往由于經(jīng)濟(jì)因素的考慮，蝕刻廢液處理行業(yè)往往忽略氨氮的回收[2]，近幾年在各級(jí)環(huán)保部門(mén)要求下，大部分含銅蝕刻廢液綜合利用均已配備回收設(shè)備。一般采用蒸發(fā)濃縮、離子交換、折點(diǎn)氯化等方式進(jìn)行處理，可獲得氯化銨副產(chǎn)品，處理后的廢水中一般可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用標(biāo)準(zhǔn)。此外，還有一些企業(yè)通過(guò)添加氯化銨等方法用于配置子液，實(shí)現(xiàn)回收利用。同時(shí)，在環(huán)評(píng)中還應(yīng)考慮到廠區(qū)廢氣治理廢水、車(chē)間沖洗廢水、初期雨水等的收集及處理。

3.3 環(huán)境防護(hù)距離

含銅蝕刻廢液綜合利用項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置一定的環(huán)境防護(hù)距離。除了根據(jù)HJ2.2-2008的推薦模式計(jì)算大氣環(huán)境防護(hù)距離，以及根據(jù)GB/T13201-91中相關(guān)公式計(jì)算衛(wèi)生防護(hù)距離外，還應(yīng)滿足危險(xiǎn)廢物貯存及管理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，即應(yīng)根據(jù)GB18597-2001及其2013年修改單中的有關(guān)規(guī)定，還要考慮含銅蝕刻液以及輔料硫酸等有害物質(zhì)泄漏可能產(chǎn)生的事故風(fēng)險(xiǎn)，可采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》中要求的煙團(tuán)公式進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果不宜用環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，而應(yīng)按GBZ2.1-2007中的短時(shí)間接觸允許濃度限值和TJ36-79中居住區(qū)最高允許濃度等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，若預(yù)測(cè)結(jié)果不低于上述標(biāo)準(zhǔn)要求，則應(yīng)考慮最大落地濃度位置，以此設(shè)置環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)安全距離[5]。根據(jù)計(jì)算得到的大氣防護(hù)距離、衛(wèi)生防護(hù)距離、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)安全距離計(jì)算結(jié)果，綜合確定環(huán)境防護(hù)距離，在該范圍內(nèi)，不得有常住居民居住場(chǎng)所存在。此外，還要根據(jù)項(xiàng)目排放方式、周?chē)玫匦再|(zhì)等綜合分析項(xiàng)目與農(nóng)用地、地表水體以及其他敏感對(duì)象之間合理的位置關(guān)系。

4 結(jié)語(yǔ)

含銅蝕刻廢液中銅含量高達(dá)80～150 g/L，采用酸堿中和沉淀法可將廢液中的銅回收，但由于該過(guò)程產(chǎn)污環(huán)節(jié)多、污染物復(fù)雜，因此，在此類(lèi)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)中應(yīng)對(duì)其產(chǎn)生的廢氣、廢水及防護(hù)距離等環(huán)境問(wèn)題予以重點(diǎn)關(guān)注。

[1] 林金堵.中國(guó)PCB行業(yè)狀況與挑戰(zhàn)[J].印刷電路信息，2009，(01):16-19.

[2] 王陽(yáng).線路板蝕刻廢液全回收、零排放的產(chǎn)業(yè)化處理工藝研究[D].廣州:華南理工大學(xué)，2013.

[3] 徐國(guó)強(qiáng).含銅蝕刻廢液的綜合利用研究進(jìn)展[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2007，28(02):67-69.

[4] 鄒鴻圖.含銅蝕刻廢液生產(chǎn)堿式氯化銅廢水的脫氨氮處理[J].廣東化工，2012，39(18):103-104.

[5] 夏睿全，查清云.危險(xiǎn)廢物焚燒設(shè)施的環(huán)境防護(hù)距離計(jì)算方法探討[J].廣東化工，2016，43(19):146-147.

Discussion on key concerns of environmental impact assessment of recycling projects copper-containing etching waste liquid

WU Huai

(Guangzhou Branch of Shenzhen Hanyu Environmental Technology Co., Ltd., Guangzhou 510260, China)

This paper focuses on the use of acid and alkali neutralization precipitation method, comprehensive utilization of copper-containing waste liquid project environmental impact assessment, and make analysis and discussion.

Copper-containing etching waste liquid; Neutralization precipitation; Copper recovery; Comprehensive utilization; Environmental impact assessment

2016-11-27

吳淮(1982-)，男， 碩士研究生，工程師。

X703

A

1674-8646(2017)02-0054-02