5.5 Экологические аспекты производства печатных плат. Методы вторичной переработки отходов и обработки сточных вод при изготовлении пп

Процесс изготовления ПП связан с образованием большого количества отходов и возникновением опасных и сложных с точки зрения утилизации соединений.

Защита окружающей среды при изготовлении ПП является одним из производственных факторов, так как затраты на обработку производствен­ных отходов, сточных вод и отработанного воздуха составляют значитель­ную часть общих производственных затрат и имеют тенденцию к росту, что существенно влияет на себестоимость ПП. Безвредность производства ПП для окружающей среды, применение технологии вторичной обработки от­ходов и обработки сточных вод необходимы также с точки зрения их кон­курентоспособности.

Технология вторичной переработки отходов и обработки сточных вод зависит от того, какие химические подлежат обработке:

химические стоки без комплексных загрязнений, пригодные для обработки в ионнообменной циркуляционной установке;

химические стоки без комплексных загрязнений, непригодные для обработки в ионнообменной циркуляционной установке, такие как:

промывочные растворы кислые и щелочные;

промывочные растворы, содержащие хром;

концентраты и регенераты кислые;

регенераты щелочные, содержащие хром;

регенераты щелочные, не содержащие хром;

концентраты щелочные из обезжиривающей ванны, содержащие много масла, и др.

3) химические стоки комплексосодержащие, такие как: промывочные растворы кислые и щелочные; концентраты кислые и щелочные; концентраты кислые и щелочные, содержащие окислители, и др. Каждая группа химических стоков самотеком направляется в свой нако­пительный блок, а затем насосами в соответствующие реакторные емкости.

Методы вторичной переработки отходов

Оборотная вода

Первая группа химических стоков без комплексных загрязнений обра­батывается на ионообменных циркуляционных установках с программным управлением, в результате чего получают оборотную воду, которая снова используется для промывки ПП. Таким образом, в ТП используется одна и та же вода.

В процессе обработки контролируют электропроводность в емкостях с необработанными химическими стоками и электропроводность после каж­дого слабоосновного анионного обменника.

Ионы водорода от катионообменников и ионы гидроксила от анионо-обменника соединяясь, образуют недиссоциированную воду, так что обо­ротная вода представляет собой чистую воду с очень незначительной про­водимостью. По параметрам проводимости она соответствует дважды дис­тиллированной воде.

Для сокращения нагрузок на ионообменники используют каскадную систему промывки, в результате которой достигают сокращения числа за­хватываемых частиц в системе промывки оборотного цикла.

Когда ионообменники заряжены, они регенерируются кислотой или натровым щелоком и снова включаются в рабочий цикл. Образующиеся во время регенерации кислые регенераты подаются с кислыми концентратами из производственного цикла в соответствующий накопитель; щелочные ре­генераты и концентраты собираются в отдельном сборнике, затем они по­следовательно поступают на обработку в специальную порционную уста­новку и обрабатываются как сточные воды. Перед вводом в цикл проводят проверку их химического состава.

Регенерация благородных металлов

Обратная добыча ценных веществ из растворов и ванн с присутствием в них благородных металлов (золото, серебро, палладий, родий и др.) мо­жет быть осуществлена промывкой с регенерацией промывочных вод и по­вторного использования не только благородных металлов, но и других до­полнительных химических элементов. Однако регенерация благородных металлов осуществляется только при второй промывке с использованием ионообменника или электролитическим методом.

Регенерация использованного раствора химической меди

Регенерация использованного раствора химической меди осуществля­ется методом электролиза, при котором имеет место процесс обратной до­бычи меди.

Регенерация аммиачных травильных растворов

Высокое содержание меди в аммиачных травильных растворах, боль­шое количество водозагрязняющей отработанной жидкости и необходимость ее переработки с целью добычи солей меди побудило разработать технологию регенерации аммиачных травильных растворов с использова­нием децентральной меди, что позволило использовать один травильный раствор в замкнутом цикле продолжительное время.

Альтернативным методом прямому электролизу является жидкостно-жидкостная экстракция (извлечение веществ водой или другим веществом).

Регенерация кислых травильных растворов

Кислый травильный раствор, применяемый для травления ПП, состоя­щий из солянокислого раствора хлорида меди, постоянно регенерируется путем добавления пероксида водорода Na2O2 и соляной кислоты. Исполь­зованный травильный раствор содержит 140 г/л меди. Излишки травильно­го раствора отводятся. Существуют также системы для прямого электролиза этого раствора. Железо—медно—хлоридные растворы способны к электрохимической регенерации, эффективность которой определяется высоким катодным вы­ходом по току осаждения меди.

Методы обработки сточных вод

Несмотря на использование различных технологий регенерации, в сто­ках остаются вредные примеси, так как пока не существует специальных методов регенерации на каждый из этапов изготовления ПП, а имеющиеся технологии не обладают 100%-й эффективностью. Соответствующие мето­ды обработки позволяют значительно сократить количество вредных ве­ществ в сточных водах.

Использование сепаратных трубопроводов для отвода каждого вида сточных вод и разделенного стенками емкости-сборника препятствует воз­никновению нежелательных реакций, ненужному расходу химикалий и обеспечивает эффективное использование специфических химических ве­ществ.

Обработка кислых и щелочных растворов может проходить, например, в такой последовательности:

предварительная нейтрализация путем добавки FeCl3 для кондицио­нирования ила и соляной кислоты НС1 — для установления опти­мального значения рН; нейтрализация путем добавки известкового молока Са(ОН)2 или НС1; смешивание и коагуляция для выпадения осадка ила; предварительный отстой, при котором порядка 90 % ила осаждается на дно в виде крупнодисперсного осадка, а предварительно осветлен­ная вода с тонкодисперсными примесями поднимается вверх и попереливным трубам поступает в отсек вторичного отстоя; вторичный отстой, при котором предварительно осветленная вода поднимается вверх через пакет пластин, тонкодисперсный ил и оса­ждается на них, соскальзывает вниз, удаляется при помощи вибраци­онного отсоса, осветленная вода подается в блок вторичной очистки(гравийный фильтр) для удаления нерастворимых примесей; затем осуществляется выходной контроль параметров и отвод воды в систе­му канализации; обезвоживание мокрого ила в камерном фильтр-прессе, получение сухого ила, перекачивание фильтрата в блок вторичной очистки, затем — выходной контроль параметров и отвод воды в систему канализации.

При обработке кислых и щелочных хромосодержащих стоков второй груп­пы, а также хромосодержащих регенератов, сначала обезвреживают хром, дальнейшая последовательность обработки совпадает с предыдущей.

Маслосодержащие стоки viz ванн обезжиривания поверхности ПП и дру­гих ванн можно обрабатывать на ультрафильтрационных установках для разделения водных смесей, на которых производят фильтрацию через бу­мажный ленточный фильтр, мембраны, пропускающие только воду и водо­растворимые вещества, после чего обезвоженный концентрат отработанного масла удаляют. Осветленная вода без масла поступает на установку проточ­ного типа, на которой после установления оптимального рН адсорбируется активированным углем с добавлением FeCl3, нейтрализуется путем добавки известкового молока Са(ОН)2 или НС1 и далее обрабатывается по схеме, приведенной выше.

Некомплексообразующие концентраты второй группы, содержащие тя­желые металлы (Pb, Cu, Ni, Sn) обрабатывают натровым щелоком, извест­ковым молоком или сульфидом натрия, что позволяет получить концен­трации этих металлов в воде менее 2 мг/л.

Для обработки комплексосодержащих химических стоков третьей груп­пы применяют автоматические очистные установки проточного и порци­онного типа с предварительным блоком обработки комплексов. Сначала на порционных установках обрабатывают кислые концентраты, содержащие окислители (хлориты и перманганат), устраняя окислители добавкой NaHSO3, и устанавливают рН > 10 добавлением щелочи. Затем подают ще­лочные концентраты, содержащие окислители, добавляют Na2S или NaHSOj и щелочь. При сульфидном осаждении добавляют NaOH для по­лучения оптимального значения рН, затем Na2S, HC1, Na2SO3 — для кон­диционирования ила, далее осуществляется нейтрализация добавлением Са(ОН)2, коагуляция, осаждение по приведенной выше схеме.

Фторборато- или фторидосодержащие растворы освобождаются от комплексов на предварительном этапе с помощью выделения фторида кальция из растворенных фторидов до проведения осаждения тяжелых ме­таллов.

Комплексосодержащие промывочные кислые и щелочные (разбавленные) растворы, которые не могут концентрироваться каскадным методом и вследствие содержащихся в них веществ, не адсорбирующихся в смолах ионообменников, не подлежат обработке в циркуляционных ионообменных установках. Их обрабатывают на установках проточного типа в такой последовательности:

установление рН > 10 добавлением щелочи или кислоты;

осаждение сульфидом натрия Na2S;

добавление Na2SO3 — для кондиционирования ила;

нейтрализация добавлением Са(ОН)2 или НС1 и т. д. (см. с. 408).

В процессе окончательной нейтрализации значение водородного пока­зателя рН достигает значения, при котором возможна передача воды на во­досборник и общественные очистные сооружения.