臺灣博碩士論文加值系統

印刷電路板製造工廠在鍍通孔(Plating through hole，PTH)製程中大都採用化學鍍銅(Electroless copper)方式，在電路板之非導體鑽孔壁上沉析一層金屬銅，將其導體化以連接各板面之線路。製程中所排出之化學銅廢液及廢水，可能包含的污染種類有OH-、Cu2+及甲醛、EDTA等。由於此廢水中含有螯合劑EDTA與Cu2+會產生螯合作用，無法以一般傳統方式處理。本研究嘗試以溶劑萃取法回收化學銅洗液，並探討印刷電路板化學銅洗液中所含甲醛對銅離子萃取回收之影響。
本論文在探討鹼性萃取劑Aliquat 336於煤油中，與化學銅洗液於各種條件之萃取平衡。在萃取平衡方面，進料螯合銅濃度(1.57〜5 mol/m3)、甲醛濃度(0〜3 v/v %)、水相的pH0值(3〜8)、萃取劑Aliquat 336的濃度(80〜400 mol/m3)及操作溫度(288〜318 K)，對萃取平衡之影響。
結果顯示，在萃取系統中甲醛濃度越高分配比越高，水相之pHe值越高得分配比越高，但在pHe = 4.5以後，〔H+〕影響並不大，甚至高萃取劑濃度下反而下降，Aliquat 336濃度越高分配比越高，溫度越高分配比越高，螯合銅濃度越高分配比反而下降。
由CuL2-/H2O溶液與Aliquat 336/kerosene之液液萃取平衡，求得平衡常數表示式：
(0 v/v% HCHO) (1 v/v% HCHO)

Discharges from the manufacturing of printed circuit boards such as plating through hole for electrodeless copper plating, often contain metal ions, complexing agents, and formaldehyde. The presence of strong complexing agents such as EDTA (ethylenediamine tetraacetic acid) cannot be satisfactorily handled using conventional precipitation methods and coagulation/flocculation processes such as hydroxides and sulfides. Furthermore, the high buffer capacity provided by complexing agents requires excessive amounts of chemicals to neutralize the alkalinity. These problems and restrictions warrant investigations on other recovery alternatives.
In this paper, the feasibility of solvent extraction for remove of Cu(II) from industrial effluents was studied. The effect of formaldehyde on extraction of Cu(II) from an equimolar EDTA solution to an organic phase (Aliquat 336, n-decanol, and kerosene) was investigated. Experiments were conducted as a function of the initial feed concentration of CuL2- (1.57~5 mol/m3), solution pH (3~8), the extractant concentration (80~400 mol/m3), and formaldehyde concentration (0~3 v/v %) at 298 K.
The distribution ratio (D) increased with increasing solution pH and reached the plateau at pH 4.5. The values of D increased with increasing Aliquat 336 concentration and with decreasing initial Cu(II) concentration. The extraction of Cu(II) was enhanced by the addition of formaldehyde.
A semi-empirical model with three parameters was proposed to describe the equilibrium behavior, in which the non-idealities in both aqueous and organic phases were considered. In CuL2-/H2O and Aliquat 336/kerosene system, the equilibrium constant was obtained as follows:
(0 v/v% HCHO) (1 v/v% HCHO)

摘 要 I
Abstract II
誌 謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號說明 X
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 化學銅洗液 2
1.3 研究動機 6
1.4 螯合銅 7
1.5 甲醛 10
1.5.1 甲醛的特性 10
1.5.2 甲醛對健康造成的影響 11
1.5.3 甲醛的預防及處理 12
1.6 溶劑萃取 13
1.6.1 有機溶劑 14
1.6.2 萃取劑的選擇 14
1.6.3 鹼性萃取劑 16
1.6.4 稀釋劑之用途及選擇 18
1.7 萃取因素之影響 19
1.7.1 萃取劑的影響 19
1.7.2 酸鹼度的影響 20
1.7.3 金屬濃度的影響 20
1.7.4 溫度的影響 21
1.7.5 稀釋劑的影響 21
第二章 文獻回顧 22
2.1 印刷電路板化學銅洗液實廠處理方式 22
2.1.1 硫酸亞鐵處理法 22
2.1.2 鈣鹽處理法 25
2.1.3 硼氫化鈉還原法 27
2.1.4 鋁催化還原法 29
2.2 螯合劑-重金屬廢水處理文獻回顧 33
2.2.1 化學沉澱法處理含螯合劑-重金屬廢水 33
2.2.2 化學氧化法處理含螯合劑-重金屬廢水 33
2.2.3 吸附法處理含螯合劑-重金屬廢水 34
2.2.4 離子交換樹脂法處理含螯合劑-重金屬廢水 35
2.2.5 化學藥劑與離子交換樹脂法處理含螯合劑-重金屬廢水 35
2.2.6 電解法處理含螯合劑-重金屬廢水 36
2.2.7 生物降解法處理含螯合劑-重金屬廢水 36
2.2.8 溶劑萃取法處理含螯合劑-重金屬廢水 36
第三章 實驗部分 38
3.1 儀器與藥品 38
3.1.1 儀器部分 38
3.1.2 藥品部分 38
3.2 實驗步驟 39
3.2.1 CuL2-與Aliquat 336平衡之測定 40
3.3 甲醛分析方法 41
第四章 結果與討論 42
4.1 緒言 42
4.2 操作變數對分配比之影響 42
4.2.1 平衡時間對分配比之影響 42
4.2.2 平衡pH值對分配比之影響 44
4.2.3 萃取劑濃度對分配比之影響 47
4.2.4 溫度對分配比之影響 47
4.2.5 螯合銅濃度對分配比之影響 50
4.2.6 甲醛濃度對分配比之影響 52
4.3 CuL2-/H2O與Aliquat 336/kerosene之平衡系統 57
4.3.1 CuL2-/H2O-Aliquat 336/kerosene之平衡常數探討 57
4.3.2 萃取平衡模式參數之求法 60
4.3.3 CuL2-/H2O-Aliquat 336/kerosene之熱力學參數 62
第五章結論 65
參考文獻 67
自述 76

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