化学镀铜及其应用

综述了化学镀铜技术及其发展趋势,对化学镀铜的原理、工艺、镀液组成等方面进行了全面的分析,最后对化学镀铜今后的研究方向提出了一些见解。

印制电路板孔金属化及其工艺改进途径

综述了印制电路板(PCB)孔金属化技术及其发展趋势,根据目前PCB孔金属化工艺存在的主要问题,指出了孔金属化工艺改进的途径和研究的方向。

采用硫化砷渣制备三氧化二砷工艺

硫化砷渣经氢氧化钠溶液浸出、空气氧化脱硫和SO2还原制备得到As2O3。研究结果表明:当NaOH与As2S3物质的量比为7.2:1,固体质量与液体体积之比为1:6,反应温度为90℃,反应时间为2h,转速为300r/min时,用氢氧化钠溶液浸取硫化砷渣,其砷的浸取率达到95.90%;过滤后在碱浸液中通空气脱除碱浸液中Na3AsS3中的硫;当反应时间为10h,反应温度为30℃,空气流量为120L/h,对苯二酚和高锰酸钾质量浓度分别为1.5g/L和0.5g/L,木质素磺酸钠质量浓度为0.13g/L时,脱硫率可达到96.00%;当pH值为0,反应时间为1h,反应温度为30℃,砷质量浓度为60.00g/L时通入SO2还原溶液中AsO43-,产物中As2O3含量和砷回收率分别达到92.14%和95.21%;稀硫酸洗涤后,As2O3纯度达95.14%。

铜阳极泥预处理富集金银的研究

对铜阳极泥预处理富集金银进行研究。先经硫酸预浸脱铜,当反应温度为353K,H2SO4与Cu的物质的量比n(H2SO4):n(Cu)为1.5,液固比为3:1,反应时间为1.5h时,铜浸出率达到90%;脱铜阳极泥再与碳酸钠进行球磨转化后硝酸浸出脱铅;当球磨时间为3h,Na2CO3与Pb的物质的量比即n(Na2CO3:n(Pb)为2.5,液固比为2:1,球料比为8:1,HNO3与Pb的物质的量比即n(HNO3):n(Pb)为6.0,浸出时间为0.5h,浸出温度为296K时,铅浸出率为69.5%。研究结果表明:经上述预处理后阳极泥金、银含量分别从0.152%和7.81%增加到0.31%和13.7%,阳极泥量减少一半,大大提高了回转窑生产能力,并减少了SO2的排放量。

SO_2还原沉金后液回收硒碲及捕集铂钯

以沉金后液为原料,通过SO2直接还原回收硒碲和捕集铂钯。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对还原产物的物相、微观形貌进行表征,结果表明:当反应温度为85℃,SO2流量为0.2 L/min,反应时间为4 h,H+浓度为3.3 mol/L和Cl?浓度为0.72 mol/L时,Se和Te回收率分别为99.5%和96.64%,Pt和Pd回收率均达到了100%,所得黑色还原产物中硒、碲、铂和钯的质量分数分别为28.06%、52.3%、0.084%和0.588%。产物中硒和碲均以单质态形式存在,其形貌为球状体和柱状体。

酒石酸钾钠和EDTA·2Na盐化学镀铜体系

研究了酒石酸钾钠(TART)和EDTA·2Na盐双络合化学镀铜体系中各因素对沉铜速度稳定性及镀层附着力的影响。实验结果表明化学镀铜速度随着络合剂酒石酸钾钠和EDTA·2Na盐浓度以及施镀时间的增加而减小,随着硫酸铜浓度、甲醛浓度、溶液pH值和反应温度的增加而增加;添加剂α,α′-联吡啶、亚铁氰化钾和PEG-1000对镀铜速度的影响较小,但对铜镀层外观质量影响较大。其化学镀铜最佳条件为CuSO4·5H2O质量浓度为16g/L,EDTA·2Na盐为21g/L,酒石酸钾钠为16g/L,甲醛为5.0g/L,亚铁氰化钾为70mg/L,α,α′-联吡啶为8mg/L,PEG-1000为1g/L,pH值为12.75,镀液温度为50℃。在最佳条件下,化学镀铜30min后所得镀层附着力良好、外观红亮且镀速达到3.4μm/h。由扫描电镜照片可见镀层表面平整、光滑、晶粒细致。

硫铁矿烧渣的熟化及机理

研究了熟化法回收硫铁矿浇渣中的铁及其反应机理。将硫铁矿烧渣与硫酸混合后 ,经过熟化处理可使烧渣中铁的回收率达到 90 %以上。熟化温度为 10 0～ 30 0℃、熟化时间 1～ 2h、硫酸用量为理论用量的 1.0～ 1.2倍以及硫酸浓度为 6 5 %～ 85 %时 ,铁回收率较高。表面电镜 (SEM)实验表明熟化后烧渣变成晶状颗粒 ,X射线衍射证实熟化烧渣中有FeH(SO4 ) 2 ·4H2 O生成。

硫铁矿烧渣湿法制备铁系产品的原理和途径分析

本文叙述了硫铁矿烧渣的化学成分和物相 ,以及酸浸还原烧渣提取铁的基本原理。论述了硫铁矿烧渣湿法制备铁盐 ,铁氧化物颜料 ,铁基磁粉以及铁粉等铁系产品的原理 ,并对铁系产品的途径进行了分析。

含砷污酸资源化回收铜和砷的新工艺

以含砷污酸为原料,通过中和除杂—沉砷—洗涤—浸出—蒸发结晶—溶解制取三氧化二砷,实现含砷污酸的资源化。结果表明:将污酸中和至pH为2,使污酸的酸度降低;在中和液中加入硫酸铜,控制Cu和As的摩尔比为1.5:1,调节体系pH为8沉淀As,得到亚砷酸铜,As的沉淀率达到97.81%;通过洗涤除杂提高亚砷酸铜中As和Cu的含量;采用10%硫酸溶液,在液固比为5:1条件下浸出亚砷酸铜,所得溶液蒸发结晶得到三氧化二砷与硫酸铜的混合物;用水溶解该混合物后过滤得到硫酸铜溶液及符合YS/T-99-1997As2O3-3号产品标准的三氧化二砷。

二段中和法处理酸性矿山废水

采用石灰与氢氧化钠二段中和法处理酸性矿山废水。研究结果表明:用石灰调节废水pH至5时,Fe,Mn,Zn的去除率分别为14.14%,5.94%和13.91%;采用氢氧化钠二段中和后,当废水pH为10.20,曝气流量为50 mL/min,反应时间为20 min时,废水中铁、锰、锌去除率均达到99.7%以上,其废水中TFe,Mn2+和Zn2+残留质量浓度分别为80,810,30μg/L,均低于国家污水综合排放标准(GB 8978—1996)。石灰一段中和渣为石膏(CaSO4.2H2O);氢氧化钠二段中和渣为锰锌铁氧体(Fe2Mn0.5Zn0.5O4.nH2O)和四氧化三铁(Fe3O4);石灰与氢氧化钠二段中和法与石灰中和法相比较,二段中和渣量少,二段中和渣具有综合利用价值。

酸性矿山废水中锌铁锰的分离及回收

采用机械活化硫精矿吸附,氧化沉淀以及氢氧化钠沉淀处理酸性矿山废水,使废水中锌、铁、锰得到分离与回收。当酸性矿山废水pH为1.83,锌、铁和锰质量浓度分别为150,2 900和315 mg/L时,在10 L酸性矿山废水中加入活化硫精矿975 g,反应20 min后,锌残留质量浓度为1.33 mg/L,锌去除率达到99.08%。废水经除锌后,取10 L废水,当废水pH为6.92,空气流量为500 mL/min,反应时间为2.5 h时,铁和锰残留质量浓度分别为97.96和290.55 mg/L,铁、锰去除率分别为98.28%和18.45%。XRD分析表明:氧化沉淀渣为Fe3O4和α-FeOOH,渣中铁含量为52.73%;废水经除铁后用氢氧化钠溶液调节pH至11.01,反应时间为30 min时,废水中锰残留质量浓度为1.15 mg/L,所得锰渣锰含量达到34.47%;除锰废水经硫酸调节pH为7后达GB 8978—1996排放标准。

氰化尾渣还原焙烧酸浸提铁及氰化浸金新工艺

以氰化尾渣为原料,采用还原焙烧酸浸工艺对其进行处理。当还原温度为850℃、加入煤粉质量为氰化尾渣质量的13%、还原时间为100 min时,对氰化尾渣进行还原,氰化尾渣中Fe2O3转化为Fe3O4或FeO。还原后采用硫酸浸出,当硫酸浓度为50%、硫酸用量系数为1.2、反应温度为105℃、反应时间为3 h时,铁的浸出率达到93.66%。还原焙烧渣在600℃氧化焙烧2 h经过脱碳后氰化浸金,当氰化钠用量为4 kg/t、反应时间为28 h、液固比为2:1时,金的浸出率达到92.4%。经过还原焙烧、硫酸浸出、氧化焙烧及氰化浸金,氰化尾渣渣量减少了38.8%。

高电流密度电解对阴极铜质量的影响

在铜电解液中加入亚砷酸铜净化脱除锑和铋,当电解液中As质量浓度从6g/L增加到12g/L后,电解液中锑和铋的质量浓度分别从0.65和0.15g/L降到0.30和0.07g/L,锑、铋去除率分别达到53.85%和53.33%。铜电解液净化后,在铜离子质量浓度为45～50g/L,硫酸质量浓度为180～210g/L,电解液温度为65℃时,电流密度为300A/m2条件下进行电解得到的阴极铜达到高纯阴极铜质量标准(GB/T467—1997)。连续电解7d所得阴极铜铜质量分数为99.9960%,阴极电流效率为99.1%。电解液中砷、锑、铋质量浓度分别为13.65,0.36和0.075g/L。电解过程中56.2%锑、88.3%铋进入阳极泥,而78.8%的砷进入电解液。电解3d后,铜离子质量浓度从45上升到51g/L,硫酸质量浓度从210下降到175g/L,槽电压从0.21上升到0.27V,采用脱铜补酸处理可维持电解的正常进行。

采用含砷废水沉淀还原法制备三氧化二砷

介绍以含砷废水为原料采用沉淀还原法制备三氧化二砷。使用氢氧化钠调节含砷废水pH为6,过滤后加入硫酸铜,采用氢氧化钠调节pH为8,经沉淀、过滤、洗涤得到绿色亚砷酸铜粉末。使用水将亚砷酸铜调成浆料,通入SO2还原、过滤、蒸发、冷却结晶得到白色As2O3。实验结果表明:当水与亚砷酸铜液固比(体积与质量比)为4:1mL/g,还原时间为1h,还原温度为60℃时,亚砷酸铜中砷浸出率达到89.59%;当还原液pH为0,砷质量浓度为90g/L,结晶温度为28℃时,得到的产物As2O3纯度为95%,As2O3直收率为80.70%,产物质量达到中国有色金属行业标准(YS-T99—1997)中的三级标准。

亚砷酸铜净化铜电解液工业实验研究

为有效脱除铜电解液中的Sb、Bi等杂质，采用亚砷酸铜净化电解液。三氧化二砷与氢氧化钠反应后，调节溶液pH为6，按铜砷物质的量之比为1．5加入硫酸铜，充分反应后过滤得到绿色亚砷酸铜，产品收率达到98．64％。在电解液中加入亚砷酸铜，As从3．10g／L提高到11．16g／L后，Sb浓度由0．85g／L降至0．22g／L，去除率为74．11％；Bi浓度由0．22g／L降至0．086g／L，去除率为65．60％。连续电解13d，电解液中总砷（AsT）为10．81-11．55g／L、Sb为0．19-0．28g／L、Bi为0．066—0．11g／L。电流密度分别为235A／m^2和305A／m^2时电解所得阴极铜结晶细致，光滑平整，阴极铜达到高纯阴极铜标准（GB／T467-97），合格率达到100％。

硫铁矿烧渣制备聚合硫酸铁新工艺

硫铁矿烧渣是硫酸制备过程中产生的固体废弃物 .将硫铁矿烧渣与硫酸混合后 ,经过熟化、水溶、过滤得到酸性硫酸铁溶液 .在硫酸铁溶液中 ,加入新制备的氢氧化铁 ,于 2 5～ 6 0℃时反应 2h后加入少量双氧水得到聚合硫酸铁 (PFS) .随着氢氧化铁与硫酸铁溶液反应的进行 ,溶液中PFS盐基度不断增加 .当硫酸铁的量一定时 ,PFS盐基度随氢氧化铁的量增加而增加 .温度升高时有利于PFS的生成 .加入双氧水将溶液中的Fe2 + 转化为Fe3 + ,并且PFS盐基度增大 .混凝实验说明该方法制备的PFS具有很好的除浊效果 .利用硫铁矿烧渣制备PFS不仅消除了污染 ,而且使其固体废弃物得到了利用 .该工艺与以FeSO4 为原料、用NaNO2 催化氧化法制备PFS的方法相比 ,具有反应快、无污染。

四羟丙基乙二胺和EDTA·2Na盐化学镀铜体系研究

为了降低成本、提高镀层质量和镀液的稳定性，以混合配位体（EDTA-2Na）代替THPED（四羟丙基乙二胺），系统研究了THPED和EDTA·2Na盐双配住体化学镀铜体系。对镀速、镀液稳定性及镀层附着力的研究结果表明，镀速随EDTA·2Na盐、硫酸铜和甲醛浓度的增加先升高后降低；随THPED浓度的增加先降低后升高；随溶液pH值和镀液温度增加而升高；添加剂亚铁氰化钾、α，α′-联吡啶和2-MBT虽均使镀速减慢，但能使镀层外观变好；聚乙二醇-1000（PEG-1000）对镀速影响较小，但能使镀层质量变好。其化学镀铜最佳条件为THPED 10．0g／L，EDTA·2Na 8．7g／L，CuS04-5H2O 12．0g／L，甲醛（37％-40％）16．0mL／L，α，α′-联吡啶10．0mg／L，亚铁氰化钾40．0mg／L，PEG-1000 1．0g／L，2-MBT（二巯基苯骈噻唑）0．5mg／L，pH值13．2及镀液温度50℃。在最佳条件下获得的镀层外观红亮、表面平整，镀液稳定，镀速达到4．05μm／h。由SEM分析可知，镀层表面平整、光滑、晶粒细致。

以硫铁矿烧渣为原料制备绿矾新技术

以硫铁矿烧渣为原料,采用机械活化硫铁矿还原法制备绿矾具有成本低、反应快、产品质量高等优点。在硫铁矿烧渣与硫酸反应后所得酸浸液中加入机械活化硫铁矿,当酸浸液组成为[Fe3+]=2.130mol/L、[Fe2+]=0.100mol/L、[H+]=0.700mol/L,反应温度为80℃,液固比为100∶20时,反应90min,Fe3+还原率达到99.05%,反应所得绿矾质量好于GB10531-89工业优等品。增加球料比、延长球磨时间、降低反应液固比、提高反应温度均有利于加快活化硫铁矿与Fe3+的反应速度,反应后硫铁矿仍具有良好的反应活性。

以硫铁矿烧渣为原料氯酸钠氧化法制备PFS的研究

在硫铁矿烧渣与硫酸反应所得的酸浸液中加入一定量的七水硫酸亚铁和氯酸钠 ,制备得到聚合硫酸铁 (PFS)。研究了氯酸钠氧化法制备 PFS的影响因素。该方法工艺简单 ,反应时间短 ,无催化剂 ,并具有对环境友好和一定的经济效益。

铜阳极泥处理过程中中和渣中碲的提取与制备

采用硫酸浸出二氧化硫还原方法从中和渣中制取单质碲。研究表明:采用硫酸浸出中和渣,当反应温度为30℃、反应时间为0.5 h、硫酸浓度为53.9 g/L、硫酸用量为理论用量的1.5倍时,碲浸出率为99.99%;采用亚硫酸钠还原酸浸液中碲时,碲(Ⅳ)发生水解生成二氧化碲;采用二氧化硫还原酸浸液中碲时,当反应温度为75℃、反应时间为2 h、盐酸浓度为3.2 mol/L、二氧化硫流量为0.4 L/min时,碲回收率达到99.84%。X射线衍射(XRD)分析表明二氧化硫还原得到的产物为单质碲,电感耦合等离子体发射光谱(ICP)分析表明,碲粉中碲含量为98.27%。扫描电子显微系统(SEM)分析表明,碲粉的形态为针形。