申请日2019.07.24
公开(公告)日2019.10.08
IPC分类号C02F9/10; C01B21/48; C01C1/02; C01F11/46; C01G3/02; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20; C02F103/34
摘要
本发明涉及一种TFT‑LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法。上述TFT‑LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法包括如下步骤：向铜刻蚀废水中加入催化剂，以催化铜刻蚀废水进行氧化反应，然后除去所催化剂，得到第一处理液;调节第一处理液的pH为10～14，将第一处理液在40℃～90℃下进行汽提处理，得到汽提液和氨水，再将汽提液过滤，得到第二处理液和氧化铜;向第二处理液中依次加入硝酸钙和可溶性碳酸盐，再经固液分离，得到第三处理液和硫酸钙;将第三处理液蒸馏处理，得到馏出液和硝酸盐。上述铜刻蚀废水的处理方法能够使处理后的铜刻蚀废水直接纳管排放，且处理过程中能够使铜刻蚀废水中的资源回收利用。
权利要求书
1.一种TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
向铜刻蚀废水中加入催化剂，以催化所述铜刻蚀废水中的双氧水进行氧化反应，然后除去所述催化剂，得到第一处理液，其中，所述催化剂中含有过渡金属元素;
调节所述第一处理液的pH为10～14，将所述第一处理液在40℃～90℃下进行汽提处理，得到汽提液和氨水，再将所述汽提液过滤，得到第二处理液和氧化铜;
向所述第二处理液中依次加入硝酸钙和可溶性碳酸盐，再经固液分离，得到第三处理液和硫酸钙;
将所述第三处理液蒸馏处理，得到馏出液和硝酸盐。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述过渡金属元素选自铁元素、铜元素、锰元素、钌元素、铑元素及钯元素中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂为水溶性盐，或者，所述催化剂为负载型催化剂。
4.根据权利要求1～3任一项所述的处理方法，其特征在于，所述催化剂加入的质量为所述铜刻蚀废水的质量的0.5%～2%。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述向铜刻蚀废水中加入催化剂的步骤之前，还包括调节所述铜刻蚀废水的pH为3～5的步骤。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述将所述第一处理液在40℃～90℃下进行汽提处理的步骤中，将所述第一处理液在60℃～80℃下进行汽提处理。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述向所述第二处理液中依次加入硝酸钙和可溶性碳酸盐，再经固液分离，得到第三处理液和硫酸钙的步骤包括：
向所述第二处理液中依次加入所述硝酸钙和所述可溶性碳酸盐反应，过滤，得到滤液和滤渣;
洗涤所述滤渣，得到所述硫酸钙;
除去所述滤液中的所述可溶性碳酸盐，得到所述第三处理液。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述洗涤所述滤渣的步骤中，采用质量分数为5%～10%的硝酸洗涤所述滤渣，且所述硝酸的加入量与所述滤渣的质量比为(2～3)∶1。
9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述除去所述滤液中的所述可溶性碳酸盐的步骤包括：向所述滤液中加入硝酸，调节所述滤液的pH为2～3。
10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述调节所述第一处理液的pH为10～14的步骤中，所用的试剂为氢氧化钠，所述可溶性碳酸盐为碳酸钠;
或者，所述调节所述第一处理液的pH为10～14的步骤中，所用的试剂为氢氧化钾，所述可溶性碳酸盐为碳酸钾;
或者，所述调节所述第一处理液的pH为10～14的步骤中，调节所述第一处理液的pH为11～13。
说明书
TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别是涉及一种TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法。
背景技术
近几年，TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)由于具有轻薄、省电、低辐射等优点，被广泛应用于电视、电脑、手持终端设备、平面显示器以及仪器仪表等领域。TFT-LCD是由两块带电极的玻璃板及中间填充的液晶分子组成，其上层玻璃板为CF(彩色滤光片)基板，下层为TFT阵列基板。为了达到优异的显示性能，低电阻率及良好电迁移能力的铜导线被使用在TFT阵列基板上。
TFT阵列基板上铜导线是一种金属层电路，采用湿式蚀刻工艺制成，该工艺会产生大量刻蚀废水，废水中主要含铜、双氧水、硫酸、磷酸、硝酸、氢氟酸、氨氮、氨基唑类及羧酸类化合物等污染物，属于危险废物，直接排放会对环境造成极大危害。
传统对TFT-LCD废水的处理方法能够使废水达标排放，但会产生大量的废渣、废盐，产生二次污染，而且TFT-LCD废水中还含大量铜、硫酸等有价值成分物质，传统的废水处理方法不能使TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水中的有价值成分回收利用，造成资源浪费。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够使铜刻蚀废水中的资源回收利用且处理效果好的TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法。
一种TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法，包括如下步骤：
向铜刻蚀废水中加入催化剂，以催化所述铜刻蚀废水中的双氧水进行氧化反应，然后除去所述催化剂，得到第一处理液，其中，所述催化剂中含有过渡金属元素;
调节所述第一处理液的pH为10～14，再将所述第一处理液在40℃～90℃下进行汽提处理，得到汽提液和氨水，再将所述汽提液过滤，得到第二处理液和氧化铜;
向所述第二处理液中依次加入硝酸钙和可溶性碳酸盐，再经固液分离，得到第三处理液和硫酸钙;
将所述第三处理液蒸馏处理，得到馏出液和硝酸盐。
在其中一个实施例中，所述过渡金属元素选自铁元素、铜元素、锰元素、钌元素、铑元素及钯元素中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述催化剂为水溶性盐，或者，所述催化剂为负载型催化剂。
在其中一个实施例中，所述催化剂加入的质量为所述铜刻蚀废水的0.5%～2%。
在其中一个实施例中，所述向铜刻蚀废水中加入催化剂的步骤之前，还包括调节所述铜刻蚀废水的pH为2～6的步骤。
在其中一个实施例中，所述向铜刻蚀废水中加入催化剂的步骤之前，还包括调节所述铜刻蚀废水的pH为3～5的步骤。
在其中一个实施例中，所述将所述第一处理液进行汽提处理的步骤中，将所述第一处理液在60℃～80℃下进行汽提处理。
在其中一个实施例中，所述向所述第二处理液中依次加入硝酸钙和可溶性碳酸盐，再经固液分离，得到第三处理液和硫酸钙的步骤包括：
向所述第二处理液中依次加入所述硝酸钙和所述可溶性碳酸盐反应，过滤，得到滤液和滤渣;
洗涤所述滤渣，得到所述硫酸钙;
除去所述滤液中的所述可溶性碳酸盐，得到所述第三处理液。
在其中一个实施例中，所述洗涤所述滤渣的步骤中，采用质量分数为5%～10%的硝酸洗涤所述滤渣，且所述硝酸的加入量与所述滤渣的质量比为(2～3)∶1。
在其中一个实施例中，所述除去所述滤液中的所述可溶性碳酸盐的步骤包括：向所述滤液中加入硝酸，调节所述滤液的pH为1～6。
在其中一个实施例中，所述除去所述滤液中的所述可溶性碳酸盐的步骤包括：向所述滤液中加入硝酸，调节所述滤液的pH为2～3。
在其中一个实施例中，所述调节所述第一处理液的pH为10～14的步骤中，所用的试剂为氢氧化钠，所述可溶性碳酸盐为碳酸钠;
或者，所述调节所述第一处理液的pH为10～14的步骤中，所用的试剂为氢氧化钾，所述可溶性碳酸盐为碳酸钾;
或者，所述调节所述第一处理液的pH为10～14的步骤中，调节所述第一处理液的pH为11～13。
在其中一个实施例中，所述催化剂为水溶性盐，所述向铜刻蚀废水中加入催化剂，以催化所述铜刻蚀废水中的双氧水进行氧化反应，然后除去所述催化剂，得到第一处理液的步骤包括：向所述铜刻蚀废水中加入所述催化剂，以催化所述双氧水进行氧化反应;再向反应后的所述铜刻蚀废水中加入强碱，然后过滤，得到所述第一处理液;
或者，所述催化剂为负载型催化剂，所述向铜刻蚀废水中加入催化剂，以催化所述铜刻蚀废水中的双氧水进行氧化反应，然后除去所述催化剂，得到第一处理液的步骤包括：向所述铜刻蚀废水中加入所述催化剂，以催化所述双氧水进行氧化反应;再将反应后的所述铜刻蚀废水过滤，得到所述第一处理液。
上述TFT-LCD阵列基板铜导线刻蚀废水的处理方法通过向铜刻蚀废水中加入催化剂，能够使催化剂催化铜刻蚀废水中的双氧水氧化有机物，从而除去有机物和双氧水;通过调节pH并进行汽提处理能够使铜刻蚀废水中的氨氮转化为氨水，部分NH3与Cu2+结合生成[Cu(NH3)4]2+，在加热及第一处理液中硫酸盐存在的条件下快速反应得到碱式硫酸铜沉淀，并进一步快速分解为氧化铜，从而使氨氮和铜离子得以回收;向第二处理液中加入硝酸钙和可溶性碳酸盐，能够除去第二处理液中的硫酸根离子、少量氟离子和少量磷酸根离子，得到硫酸钙和第三处理液，最后对第三处理液进行蒸馏，即能够得到硝酸盐和可直接纳管排放的馏出液。因此，通过上述铜刻蚀废水的处理方法能够使铜刻蚀废水中的铜离子、硫酸根离子、氨氮、硝酸等分别回收，得到氧化铜、硫酸钙、氨水和硝酸盐，且经上述处理方法处理后得到的馏出液可直接纳管排放，不产生二次污染。（发明人龙江;陈露;吴文彪）