科创中国

71. 蚀刻废液超临界水热合成制备纳米铜技术负责人：王树众所在学院：能动学院一、项目简介近年来，我国电子工业的迅速发展，作为电子工业的基础，印制电路板（简称PCB）产业以每年***%的速度持续增长，2006年中国已经取代日本，成为全球产值最大的印制电路板生产基地。我国的印制电路板产业年产值达到290亿美元，主要分布在“长三角”和“珠三角”地区。 图1 我国的PCB产业分布在PCB生产过程中会产生大量含有高浓度铜的蚀刻废液。这些蚀刻废液中的主要成份是铜盐，也包含其它无机物，如氨、盐酸、双氧水、硫酸等，这些成分组成在一起，污染指数极高，属于危险性液体废物。同时，蚀刻废液中存在的铜离子浓度超标几百万倍，资源回收的潜力巨大。目前，我国平均日产蚀刻废液超过2000吨/天，并且每年仍以约10%的速度增长。一般来说，每生产1m2线路板需消耗蚀刻液2~***，相应的也产出蚀刻废液2~***，PCB行业每年消耗精铜10万吨以上，而蚀刻废液中的铜含量在5万吨以上。在我国工业实际生产过程中，蚀刻废液处理目前采用的普遍做法是，将蚀刻废液在各PCB生产厂家内采用密闭的储罐存储起来，送由外包的环保单位处理。通常采用的废液处理方式为化学沉淀法、电解法和萃取法等，将蚀刻废液中的铜制备为硫酸铜、电解铜板或氧化铜粉等产品。这些处理方法的产品的附加价值低、经济性较差。二、技术优势超临界水热合成反应是指在密闭的高压反应器中，以超临界水作为反应介质，使金属盐在水热介质中发生水解、脱水反应，进而成核、生长、最终形成具有一定粒度和结晶形态的纳米晶粒的反应。由于反应介质为超临界水，反应过程在密闭的高压容器中进行，因而在反应过程中不会引入其它污染物，被认为是一种绿色环保的纳米制备技术。采用超临界水热合成法处理含铜废液可使Cu2+的转化率达到***%以上，产物的平均粒径可达到10~20nm。经检测分析表明产物全部为Cu，产品纯度可达到***%以上。此外，处理后的废液可完全回用，实现废液零排放。三、市场前景及应用1. 市场经济性分析以处理能力为10t/d的印制电路板蚀刻废液超临界水热合成制备纳米铜的系统为例，按废液Cu2+浓度120g/L计，设备投资费用约为1000万元，处理吨废水运行费用为3514元/吨，处理吨废水收益约为36万元/吨。据此估算，整个项目的投资可在3个月内便可收回全部项目投资成本，此外每年可创造纯利润约1亿元/年。因此，该技术具有极强的技术经济优势，市场前景广阔。2. 主要应用领域本技术适用于印制电路板厂生产废水无害化处理及资源利用相关领域。本技术应用无地域限制。四、技术成熟度□概念验证   □原理样机  R工程样机  □中试    □产业化五、合作要求（1）有独立承担民事责任能力的自然人或独立承担民事责任的企业法人。（2）以产学研相结合的方式进行工业示范和运营，合作企业需提供资金和运营支持。（3）有一定的投资能力和风险意识，并且具有一定的市场推广和拓展的能力。