CH711235B1 - Zinnablösungszusatz und dessen Anwendung. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung liefert einen Zusatz zur Zinnablösung, enthaltend 0,1 bis 20 Gew.-% an Korrosionsschutzmittel für Kupfer; und 0,1 bis 20 Gew.-% an Korrosionsschutzmittel für Nickel; wobei das besagte Gewichtsprozent auf dem Gesamtgewicht des besagten Zusatzes basiert. Der vorliegende Zusatz kann mit Salpetersäure, die auf konventionelle Weise zur Metallablösung verwendet wird, verwendet werden, nicht nur zur Gebrauchsverminderung von Salpetersäure, sondern auch zur Effizienzverbesserung der Zinnablösung. Die vorliegende Erfindung liefert ebenfalls ein Verfahren für die Zinnwiederverwertung und einen Reaktionsbehälter zur Metallwiederverwertung. Beide begünstigen das Bedürfnis nach Metallwiederverwertung (insbesondere Zinnwiederverwertung) im Fachbereich.

Description

Beschreibung

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Zusatz für die Metallablösung, insbesondere zur Zinnablösung.

Stand der Technik [0002] Seit Urzeiten sind Mineralien eng mit der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft und Naturwissenschaft verbunden. Heutzutage ist ihre Bedeutung in der Elektroindustrie der modernen Technologie noch grösser. Diverse Elemente der Elektroindustrie, wie beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), eine Leiterplatte, ein Speicher, ein Flip Chip oder sogar eine kaschierte Antenne bestückt im Inneren der Aussenhülle eines Mobiltelefons, enthalten Metallplattenteile. In der Tat spielen jene Metallplattenteile wichtige Rollen in der Vorrichtung. Mineralstoffressourcen sind indes nicht unbegrenzt; es ist daher unter Berücksichtigung einer nachhaltigen Entwicklung eine wesentliche Aufgabe in der Industrie geworden, wie die Metallmaterialen von diesen Metallplattenteilen wiederzuverwerten sind.

[0003] Konventionelle Wiederverwertungsformen für Leiterplatten (PCBs) im Fachbereich umfassen Verfahren der Verbrennung, des Absäuerns, der mechanischen physischen Wiederverwertung usw. Bei der Verbrennungsmethode werden die bei hohen Temperaturen zerschmetterten Abfallleiterplatten verbrannt, um das Harz darin zu zersetzen und zu vernichten und danach die Edelmetalle daraus zu erhalten. Die Verbrennungsmethode kann jedoch aufgrund des aus dem Verbrennen der Leiterplatten (PCBs) resultierenden bromhaltigen Abfallgases und des Dioxins Luftverschmutzung verursachen. Die Absäuremethode besteht darin, die Abfallleiterplatten mit starker Säure zu waschen und dann eine Edelmetalle enthaltende Abwaschlösung zu erhalten. Dann werden die Edelmetalle darin mittels Elektrolyse oder Säure-Laugen-Aus-fällungsverfahren veredelt. In der mechanisch-physischen Wiederverwertungsmethode werden die Abfallleiterplatten zertrümmert und die Metallmaterialien und Nichtmetallmaterialien gemäss unterschiedlicher Dichte getrennt. Danach werden die Metallmaterialien auf magnetische Art wiederverwertet. Die Reinheit des durch diese Methode erhaltenen Metalls ist zu niedrig, um ideal zu sein.

[0004] 2003 kündigte die Europäische Union die RoHS-Richtlinien an und hat offiziell bleienthaltende Elektronikprodukte verboten, was in einer erhöhten Nachfrage an Pb-freier Zinnpaste resultierte, und damit stieg der Preis von Zinn auch deutlich an. Daher ist eine Zinnwiederverwertungsmethode mit hoher Wiederverwendungseffizienz und umweltfreundlichen Eigenschaften dringend von Nöten.

Kurze Darstellung der Erfindung [0005] Einer der Gegenstände der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuartigen Zusatz für die Zinnablösung und eine diesen enthaltende Zinnablösungslösung zu finden, wobei diese einen guten Wirkungsgrad in der Zinnablösung aufweisen, derweil die Nutzungsmenge an Salpetersäure reduziert wird; dadurch ist deren Arbeitsvorgang viel sicherer und die Umwelteinwirkung würde sich verringern.

[0006] Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren für die Zinnwiederverwertungsmethode anzubieten, welche die Wiederverwertung von Zinn aus elektronischen Abfallbauteilen mit hohem Wirkungsgrad begünstigt und dadurch das Ziel von Metallwiederverwertung erreicht.

[0007] Offenbart ist ein neuartiger Reaktionsbehälter, dessen Struktur besonders für die Metallwiederverwertung und speziell für den Arbeitsgang des obengenannten Verfahrens der Zinnwiederverwertung konzipiert wurde.

[0008] Um die vorher benannten Ziele zu erreichen, bietet die vorliegende Erfindung einen Zusatz für die Zinnablösung an, enthaltend: 0,1 bis 20 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors für Kupfer; und 0,1 bis 20 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors für Nickel; worin das restliche Gew.-% des besagten Zinnablösungszusatzes ein Lösungsmittel ist; wobei das besagte Gew.-% auf dem Gesamtgewicht des besagten Zinnablösungszusatzes basiert.

[0009] Vorzugsweise ist besagter Korrosionsinhibitor für Kupfer ein Phosphatsalz.

[0010] Vorzugsweise ist besagtes Phosphatsalz Kaliumphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Dikaliumphosphat, Trina-triumphospat, oder eine Kombination davon.

[0011] Vorzugsweise ist besagter Korrosionsinhibitor für Nickel Natriumoxalat, Ammoniumchlorid, Kaliumkarbonat, Natriummetanitrobenzol, oder eine Kombination davon.

[0012] Die vorliegende Erfindung liefert ebenfalls ein Lösungsmittel für die Zinnablösung, enthaltend: 20 bis 50% (VA/) des oben erwähnten Zinnablösungszusatzes; und 20 bis 50% (V/V) an Salpetersäure; wobei besagtes % (V/V) auf dem Gesamtvolumen der besagten Lösung für die Zinnablösung basiert.

[0013] Vorzugsweise weist besagte Salpetersäure eine Konzentration von 67 bis 68 Gew.-% auf.

[0014] Vorzugsweise weist besagte Lösung für die Zinnablösung zudem ein Lösungsmittel auf. Vorzugsweise ist besagtes Lösungsmittel Wasser.

[0015] Die vorliegende Erfindung bietet noch ein Verfahren zur Zinnwiederverwertung, mit den folgenden Schritten: (A) Eintauchen eines zu bearbeitenden Objekts in die zuvor erwähnte Zinnablösungslösung, um eine Abwaschlösung zu erhalten; (B) der besagten Abwaschlösung eine alkalische Lösung hinzufügen, um ein Präzipitat zu erhalten; (C) Heizen des besagten Präzipitats; und (D) Durchführen einer Reduktionsreaktion an besagtem im besagten Schritt (C) erhitzten Präzipitat, um Zinn zu erhalten.

[0016] Vorzugsweise wird besagtes Eintauchen erreicht, indem das besagte zu bearbeitende Objekt in ein Bad der besagten Lösung für die Zinnablösung platziert wird.

[0017] Vorzugsweise hat besagtes Bad eine Temperatur von 20 °C bis 60 °C.

[0018] Vorzugsweise ist besagte alkalische Lösung eine Natronlauge, Kaliumhydroxid oder eine Kombination davon.

[0019] Vorzugsweise wird besagtes Erhitzen des besagten Schrittes (C) bei einer Temperatur von 600 °C bis 800 °C durchgeführt.

[0020] Vorzugsweise wird besagte Reduktionsreaktion mittels Erhitzen des besagten Präzipitats des Schrittes (C) in einer Gasgemischatmosphäre aus Wasserstoff und Stickstoff durchgeführt.

[0021] Vorzugsweise enthält besagtes Gasgemisch: 20 bis 30% (VA/) an Wasserstoff; und 70 bis 80% (V/V) an Stickstoff; wobei besagtes % (V/V) auf dem Gesamtvolumen des besagten Gasgemisches basiert.

[0022] Vorzugsweise wird besagtes Gasgemisch der besagten Reduktionsreaktion als ein Gasstrom mit einer Stromgeschwindigkeit von 100 bis 500 ml/min zugeführt.

[0023] Vorzugsweise wird besagte Reduktionsreaktion bei einer Temperatur von 200 °C bis 800 °C durchgeführt.

[0024] Vorzugsweise enthält besagtes Verfahren zudem einen Filtrationsschritt nach besagtem Schritt (A) und vor besagtem Schritt (B).

[0025] Vorzugsweise ist besagter Filtrationsschritt eine Filterpapierfiltration, eine Beutelfiltration, eine Filtration mit Filterpresse, eine Schaufelfiltration, eine Cross-Flow-Filtration, eine Zentrifugalfiltration, eine Dorr-Filtration, eine hydraulische Zyklonenfiltration, eine Membranfiltration oder eine Kombination davon.

[0026] Vorzugsweise enthält besagtes Verfahren zudem nach besagtem Schritt (B) einen Waschschritt.

[0027] Offenbart ist zudem ein Reaktionsbehälter, umfassend ein Gehäuse, mit einem Einlauf, einem Abfluss, einer Seitenwand und einem Gaseinlauf; wobei die besagte Seitenwand einen Innenraum definiert; wobei ein Bereich des besagten Innenraums angrenzend an besagten Abfluss eine Sammelstation ist; eine erste Heizvorrichtung so angeordnet, um mindestens Teile der besagten Seitenwand zu umgeben; und ein Sieb, so angebracht innerhalb des besagten Innenraums, um besagten Innenraum in zwei Räume zu unterteilen.

[0028] Vorzugsweise weist die Form des Gehäuses an besagter Sammelstation eine konische Struktur auf und ist mit besagtem Abfluss verbunden.

[0029] Vorzugsweise wird ein Sammelbecken innerhalb des besagten Gehäuses an besagter Sammelstelle positioniert.

[0030] Vorzugsweise befindet sich die besagte erste Heizvorrichtung in einer relativen Position zu besagtem Sieb innerhalb des besagten Innenraums.

[0031] Vorzugsweise weist besagter Reaktionsbehälter zudem eine zweite Heizvorrichtung auf; wobei die Position der besagten zweiten Heizvorrichtung der Position der besagten Sammelstation entspricht.

[0032] Vorzugsweise ist die besagte Heizvorrichtung ein Hochofen, ein Heizband, oder eine Kombination davon.

[0033] Vorzugsweise weist das besagte Sieb eine Mehrzahl von Poren auf, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 1 mm.

[0034] Vorzugsweise weist der besagte Reaktionsbehälter zudem eine Gasversorgungsvorrichtung auf; wobei die besagte Gasversorgungsvorrichtung in Verbindung mit besagtem Gaseinlauf steht, um Gas in besagten Innenraum zu liefern.

[0035] Vorzugsweise wird besagter Reaktionsbehälter zur Läuterung von Zinn benutzt.

[0036] Zusammenfassend: Die vorliegende Erfindung bietet einen Zinnablösungszusatz an, welcher zusammen mit Salpetersäure (die gewöhnlich für die Metallablösung verwendet wird) als die vorliegende Zinnablösungslösung verwendet werden kann. Die Benutzung des vorliegenden Zinnablösungszusatzes kann vorteilhaft die Gebrauchsmenge an Salpetersäure reduzieren, während die Zinnablösungseffizienz auf einem erwünschten Niveau beibehalten wird; daher ist sie schonender für die Umwelt. Die vorliegende Erfindung liefert ebenfalls ein Verfahren zur Wiederverwertung von Zinn mittels der Benutzung von besagtem Zinnablösungszusatzes/besagter Zinnablösungslösung und eines Reaktionsbehälters, der dementsprechend mit besagtem Verfahren zur Zinnwiederverwertung verwendet werden kann. Das besagte Verfahren zur Zinnwiederverwertung hat die Vorteile einer einfachen Handhabung und der Umweltverträglichkeit. Der vorliegende

Reaktionsbehälter hat eine Struktur, welche spezifisch zur reibungsloseren Handhabung des Wiederverwertungsverfahrens gestaltet wurde.

Kurze Beschreibung der Figuren [0037]

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Reaktionsbehälters zur Durchführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Reaktionsbehälters zur Durchführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt das Abraumverhältnis der Proben 1,3, und 4 des Beispiels 2 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt die Veränderung in der Konzentration des Wasserstoffs innerhalb des besagten Reaktionsbehälters während der Reduktionsreaktion des Beispiels 3 der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt das XRD-Spektrum der im Beispiel 3 erhaltenen Zinnmasse der vorliegenden Erfindung. (A) Bedingung 1; (B) Bedingung 2.

Detaillierte Beschreibung/Wege zur Ausführung der Erfindung [0038] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zusatz für die Zinnablösung und eine Zinnablösungslösung, welche diesen enthält. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren für die Zinnwiederverwertung mittels der Verwendung der besagten Zinnablösungslösung und eines Reaktionsbehälters, der sich speziell für die Zinnwiederverwertung eignet.

[0039] Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zusatz für die Zinnablösung, welcher zusammen mit Salpetersäure (die gewöhnlich für die Metallablösung verwendet wird) als die vorliegende Zinnablösungslösung verwendet werden kann und derweil die Gebrauchsmenge an Salpetersäure reduziert werden kann. Der vorliegende Zinnablösungszusatz enthält 0,1 bis 20 Gew.-% des Korrosionsinhibitors für Kupfer; und 0,1 bis 20 Gew.-% des Korrosionsinhibitors für Nickel; wobei das restliche Gew.-% des besagten Zinnablösungszusatzes ein Lösungsmittel ist; wobei das besagte Gew.-% auf dem Gesamtgewicht des besagten Zinnablösungszusatzes basiert. Das besagte Lösungsmittel enthält, ist aber nicht beschränkt auf, Wasser. In einer alternativen Ausführungsform enthält der besagte Zinnablösungszusatz zudem ein Lösungsmittel zur günstigen Mischung des besagten Korrosionsschutzmittels für Kupfer und des besagten Korrosionsinhibitors für Nickel. Vorzugsweise ist das besagte Lösungsmittel Wasser.

[0040] In einer alternativen Ausführungsform ist besagter Korrosionsinhibitor für Kupfer ein Phosphatsalz. Vorzugsweise umfasst besagtes Phosphatsalz, ist aber nicht beschränkt auf: Kaliumphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Dikaliumphosphat, Trinatriumphospat oder eine Kombination davon. In einer alternativen Ausführungsform umfasst besagter Korrosionsinhibitor für Nickel, ist aber nicht beschränkt auf: Natriumoxalat, Ammoniumchlorid, Kaliumkarbonat, Natriummetanitrobenzol oder eine Kombination davon.

[0041] Es ist wichtig festzuhalten, dass, obwohl der vorliegende Zusatz für die Zinnablösung sich besonders gut eignet, um mit Salpetersäure verwendet zu werden, der Gebrauch des besagten Zinnablösungszusatzes nicht in dieser Weise eingeschränkt ist. Mit anderen Worten kann der besagte Zinnablösungszusatz auch mit anderen konventionellen funktionierenden Arbeitsgängen für die Metallablösung benutzt werden, um den erwünschten Metallablösungseffekt zu erhalten. [0042] Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lösungsmittel für die Zinnablösung mit 20 bis 50% (VA/) des besagten Zusatzes für die Zinnablösung und 20 bis 50% (V/V) an Salpetersäure; wobei besagtes % (V/V) auf dem Gesamtvolumen der besagten Lösung für die Zinnablösung basiert. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis im Volumen des besagten Zinnablösungszusatzes zu besagter Salpetersäure 1:1; trotzdem kann, in dieser bevorzugten Ausführungsform, der vorliegende Zusatz für die Zinnablösung die Hälfte der Gebrauchsmenge an Salpetersäure ersetzen und somit die Einwirkung auf die Umwelt und ebenso die Gefahr des Arbeitsgangs signifikant vermindern. In einer alternativen Ausführungsform hat die für die Bereitung des besagten Zusatzes für die Zinnablösung benutzte Salpetersäure eine Konzentration von 67 bis 68 Gew.-%; üblicherweise weist die kommerziell erhältliche Salpetersäure eine Konzentration von 68 Gew.-% auf.

[0043] In einer alternativen Ausführungsform weist die besagte Zinnablösungslösung zudem ein Lösungsmittel auf. Vorzugsweise ist besagtes Lösungsmittel Wasser. Das Beigeben eines Lösungsmittel kann einige Vorteile haben, so wie: Erhalten einer besseren Vermischung des besagten Zusatzes für die Zinnablösung und der Salpetersäure, und/oder Erhöhung des Totalvolumens der besagten Zinnablösungslösung, um ein zu bearbeitendes Objekt vorteilhaft darin einzutauchen.

[0044] Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Zinnwiederverwertung, mit den folgenden Schritten: (A) Eintauchen eines zu bearbeitenden Objekts in die besagte Lösung für die Zinnablösung, um eine Abwaschlösung zu erhalten; (B) der besagten Abwaschlösung eine basische Lösung hinzufügen, um ein Präzipitat zu erhalten; (C) Erhitzen des besagten Präzipitats; und (D) Durchführen einer Reduktionsreaktion an besagtem im besagten Schritt (C) erhitzten Präzipitat, um Zinn zu erhalten.

[0045] In einer alternativen Ausführungsform wird besagtes Eintauchen erreicht, indem das besagte zu bearbeitende Objekt in ein Bad besagter Lösung für die Zinnablösung platziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird besagtes zu bearbeitendes Objekt in besagtem Bad in besagtem Schritt (A) geschüttelt, um die Reaktion zu erleichtern. In einer bevorzugten Ausführungsform wird während des besagten Eintauchens in besagtem Schritt (A) eine Zirkulationsflüssigkeit in besagtes Bad gebildet, um die Reaktion zu erleichtern. In einer alternativen Ausführungsform hat besagtes Bad eine Temperatur von 20 °C bis 60 °C.

[0046] Nach der Bearbeitung in besagtem Schritt (A) wird das besagte Objekt aus dem besagten Bad entfernt und die besagte Abwaschlösung gesammelt. Die resultierende Abwaschlösung enthält die besagte Zinnablösungslösung und von besagtem Objekt abgelöste metallene Materialien. Danach wird der besagten Abwaschlösung eine alkalische Lösung hinzugefügt, um den besagten Schritt (B) durchzuführen. Ein hauptsächlich aus Zinn(ll)-Hydroxid bestehendes Präzipitat kann erhalten werden, während die Reaktion zwischen der besagten alkalischen Lösung und der besagten Abwaschlösung genügend durchgeführt werden. In einer alternativen Ausführungsform ist besagte alkalische Lösung eine Natronlauge, Kaliumhydroxid oder eine Kombination davon.

[0047] Danach wird das besagte Präzipitat gesammelt und an der Luft erhitzt (Schritt (C)). Während des Erhitzens reagiert Zinn(ll)-Hydroxid mit der Luft, was in der Bildung von Zinndioxyd resultiert. In einer alternativen Ausführungsform wird besagtes Erhitzen des besagten Schrittes (C) bei einer Temperatur von 600 °C bis 800 °C durchgeführt.

[0048] Danach wird eine Reduktionsreaktion an besagtem Zinndioxid durchgeführt, um Zinn zu erhalten (Schritt (D)). In einer alternativen Ausführungsform wird Wasserstoff während des besagten Schritts (D) eingeführt, um besagtes Zinndioxid mit Wasserstoff reagieren zu lassen, wie in der folgenden chemischen Formel, um Zinn zu erhalten:

SnO2 + 2H2—► Sn + 2H2O.

[0049] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die besagte Reduktionsreaktion mittels Erhitzen des besagten Präzi-pitats des Schrittes (C) in einer Gasgemisch-Atmosphäre aus Wasserstoff und Stickstoff durchgeführt. Das besagte Gasgemisch enthält: 20 bis 30% (V/V) an Wasserstoff; und 70 bis 80% (V/V) an Stickstoff; wobei besagtes % (V/V) auf dem Gesamtvolumen des besagten Gasgemisches basiert. In einer alternativen Ausführungsform wird besagtes Gasgemisch der besagten Reduktionsreaktion als ein Gasstrom mit einer Stromgeschwindigkeit von 100 bis 500 ml/min zugeführt. Vorzugsweise wird das besagte Gasgemisch kontinuierlich in die besagte Reduktionsreaktion eingespeist, sodass die Ausgangschemikalien (die linke Hälfte der vorher erwähnten chemischen Gleichung) in Sättigung gehalten werden und die Reaktion gegen die rechte Seite erzwungen wird, wo das Produkt gebildet wird, um Ausgewogenheit in der Formel zu erreichen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die besagte Reduktionsreaktion bei einer Temperatur von 600 °C bis 800 °C durchgeführt.

[0050] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das vorliegende Verfahren zudem einen Filtrationsschritt nach dem besagten Schritt (A), um Unreinheiten in besagter Abwaschlösung auszufiltern. Besagte Unreinheiten können silberenthaltendes Präzipitat umfassen.

[0051] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das vorliegende Verfahren zudem einen Waschschritt nach besagtem Schritt (B). Der besagte Waschschritt besteht in der Beigabe eines grossen Wasservolumens in die besagte Abwaschlösung und darin, beide genügend zu vermischen, sodass sich das in besagter Abwaschlösung enthaltene Natriumsalz im Wasser auflösen kann. Danach kann ein weiterer Filtrationsschritt durchgeführt werden, um die festen und die flüssigen Bestandteile der besagten Abwaschlösung zu trennen.

[0052] In einer anderen Ausführungsform ist besagter Filtrationsschritt eine Filterpapierfiltration, eine Beutelfiltration, eine Filtration mit Filterpresse, eine Schaufelfiltration, eine Cross-Flow-Filtration, eine Zentrifugalfiltration, eine Dorr-Filtration, eine hydraulische Zyklonenfiltration, eine Membranfiltration, oder eine Kombination davon.

[0053] In einer anderen Ausführungsform ist der vorliegende Reaktionsbehälterspeziell konzipiert, um mit dem vorliegenden Verfahren zur Zinnwiederverwertung zusammenzuarbeiten, und ist daher speziell geeignet für die Wiederverwertung und Veredelung von Zinn.

[0054] Bezug wird auf die Fig. 1 und Fig. 2 genommen, die jeweils die zwei Ausführungsformen des vorliegenden Reaktionsbehälters zeigen. Der vorliegende in den vorhererwähnten Figuren illustrierte Reaktionsbehälter umfasst: ein Gehäuse 100, mit einem Einlauf 101, einem Abfluss 102, einer Seitenwand 103 und einem Gaseinlauf 104; wobei besagte Seitenwand 103 einen Innenraum 110 definiert; wobei ein Bereich des besagten Innenraums 110 angrenzend an besagten Abfluss eine Sammelstation 111 ist; mindestens eine Heizvorrichtung (erste Heizvorrichtung 201 und zweite Heizvorrichtung 202); und ein Sieb 300, welches angebracht innerhalb des besagten Innenraums 110 ist und den besagten Innenraum 110 in zwei Räume unterteilt.

[0055] In den Fig. 1 und 2 illustrierten Ausführungsformen unterscheiden sich die zwei Gehäuse 100 in der Struktur der besagten Sammelstation 111. In Fig. 1 ist besagtes Gehäuse 100 als konische Struktur 105 an besagter Sammelstation 111 konfiguriert; wobei die Breite der besagten konischen Struktur 105 sukzessive entlang vertikalen Achse des besagten Gehäuses verringert wird und das Ende der besagten konischen Struktur 105 konfiguriert ist, um sich mit dem besagten Abfluss 102 zu verbinden. In Fig. 2 ist besagtes Gehäuse 100 als ein Sammelbecken 106 an besagter Sammelstation 111 konfiguriert; wobei das besagte Sammelbecken an besagtem Abfluss 102 positioniert wird, um Produkte (z.B. Zinn) zu sammeln, und welches gesondert von besagtem Gehäuse 100 zur Lieferung von Produkten entfernt werden kann.

[0056] In den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen weisen die zwei vorliegenden Reaktionsbehälter beide zwei Heizvorrichtungen 201 und 202 auf. Die Anordnung ist günstig, um verschiedenen Anforderungen der Reaktionstemperatur in verschiedenen Reaktionsabschnitten gerecht zu werden. Es ist jedoch für einen Fachmann auch möglich, eine einzelne Heizvorrichtung zu benutzen, um die Erhitzungszwecke im Verfahren zu erreichen, indem die Temperatur darin angepasst wird. Es sind in der vorliegenden Erfindung keine besonderen Beschränkungen vorhanden, da der Fachmann auch zwei oder mehr Heizvorrichtungen zur Erhitzung von unterschiedlichen Reaktionsabschnitten benutzen kann.

[0057] Obwohl die besagte erste Heizvorrichtung 201 und die besagte zweite Heizvorrichtung 202 vom Sichtwinkel in den Fig. 1 und 2 an den bilateralen Seiten des Gehäuses konfiguriert scheinen, so sind sie tatsächlich so positioniert, um mindestens Teile der besagten Seitenwand 103 zu umgeben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die besagte erste Heizvorrichtung 201 entsprechend der Position des besagten Siebs 300 in besagtem Innenraum 110 positioniert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die besagte zweite Heizvorrichtung 202 entsprechend der Position der besagten Sammelstation 111 positioniert. In einer anderen Ausführungsform ist die besagte Heizvorrichtung ein Hochofen, ein Heizband, oder eine Kombination davon.

[0058] In einer bevorzugten Ausführungsform weist das besagte Sieb 300 eine Mehrzahl von Poren auf, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 1 mm (besagte Poren werden in den Figuren nicht gezeigt). In einer bevorzugten Ausführungsform weist besagter Reaktionsbehälter zudem eine Gasversorgungsvorrichtung auf; wobei die besagte Gasversorgungsvorrichtung in Verbindung mit besagtem Einlauf 104 steht, um das Gas in den besagten Innenraum 110 zu liefern.

[0059] Am Beispiel des Verfahrens der Zinnwiederverwertung wird das vom besagten Schritt (B) des vorliegenden Verfahrens für die Zinnwiederverwertung erhaltene Präzipitat auf besagtes Sieb 300 für die nachfolgenden Prozesse platziert. Die Grösse des besagten Präzipitats ist grösser als die Poren des besagten Siebs 300 und es würde nicht durch diese hindurchfallen; hingegen, nach der Erhitzung in besagtem Schritt (C) und nach der Einführung des Gasgemisches (H2/N2) durch den besagten Gaseinlauf 104 in besagtem Schritt (D) für die Reduktionsreaktion kann das geschmolzene Zinn durch die besagten Poren auf die besagte Sammelstation 111 fallen.

Beispiel 1: Test 1 zur Zinnablösungseffizienz der vorliegenden Zinnablösungslösung [0060] Zuerst wurde der Zusatz zur Zinnablösung der vorliegenden Erfindung vorbereitet. Ein Korrosionsinhibitor für Kupfer und ein Korrosionsinhibitor für Zinn wurden in einem Lösungsmittel entsprechend der nachfolgenden Tabelle 1 gemischt, um die vorliegenden Zusätze zur Zinnablösung für dieses Beispiel zu erhalten.

[0061] Tabelle 1: Stichproben der vorliegenden Zusätze zur Zinnablösung.

[0062] Die nachfolgenden Experimente wurden unter Verwendung der Stichprobe B in der obigen Tabelle 1 durchgeführt. In diesem Beispiel wurde die Effizienz der Zinnablösungslösung mit dem vorliegenden Zinnablösungszusatz in der Zinnablösung untersucht. Stichproben 1 und 2 der Zinnablösungslösung dieses Beispiels wurden entsprechend der nachfolgenden Tabelle 2 vorbereitet und wurden benutzt, um Hauptplatinen abzulösen (Experimente 1 bis 4).

[0063] Tabelle 2: Stichproben der vorliegenden Zinnablösungslösungen.

Stichprobe Vorliegender Zinnablösungszusatz Salpetersäure (68%) Wasser Gesamtvolumen

1 300 mL 300 mL 400 mL 1000 mL 2 250 mL 250 mL 500 mL 1000 mL

[Experiment 1] [0064] Eine Hauptplatine wurde in besagter Stichprobe 1 bei 20 °C während 30 Minuten eingetaucht. Die Zinnablösungslösung der Stichprobe 1A hat in 30 Minuten erfolgreich das Zinn von der Hauptplatine abgelöst (Fotos nicht gezeigt).

[Experiment 2] [0065] Eine Hauptplatine wurde in besagter Stichprobe 2 bei 25 °C während 20 Minuten eingetaucht. Die Zinnablösungslösung der Stichprobe 2 hat in 20 Minuten erfolgreich das Zinn von der Hauptplatine abgelöst (Fotos nicht gezeigt). Zusätzlich wurde festgestellt, dass die Kupferschicht auf der Hauptplatine, die Nickelschicht auf dem Stecker sowie die Beine der Kehlnahtschweissung der IC-Elemente durch die Zinnablösungslösung nicht abgelöst wurden. Dies hat gezeigt, dass bei einer angemessenen Behandlungsperiode die vorliegende Zinnablösungslösung Spezifität zur Zinnablösung aufweist und andere Metalle auf dem zu bearbeitenden Objekt nicht ablösen würde. In anderen Worten kann das Zinn im Zinnwiederverwertungsverfahren danach in verbesserter Reinheit wiederverwertet werden.

[Experiment 3] [0066] Eine Hauptplatine wurde in besagte Stichprobe 2 bei 25 °C während 20 Minuten eingetaucht. Die Zinnablösungslösung der Stichprobe 2 hat in 20 Minuten erfolgreich das Zinn von der Hauptplatine abgelöst (Fotos nicht gezeigt). Zusätzlich wurde festgestellt, dass die Kupferschicht auf der Hauptplatine, die Nickelschicht auf dem Stecker sowie die Beine der Kehlnahtschweissung der IC-Elemente durch die Zinnablösungslösung nicht abgelöst wurden. Dies hat gezeigt, dass bei einer angemessenen Behandlungsperiode die vorliegende Zinnablösungslösung Spezifität zur Zinnablösung aufweist und andere Metalle auf dem zu bearbeitenden Objekt nicht ablösen würde. In anderen Worten kann das Zinn im Zinnwiederverwertungsverfahren danach in verbesserter Reinheit wiederverwertet werden.

[Experiment 4] [0067] Nachfolgend auf die oben erwähnten Experimente 2 und 3 wurden die Komponenten der Hauptplatinen zusätzlich in die Zinnablösungslösung der Stichprobe 2 bei 25 °C während 1000 Minuten eingetaucht. Es wurde festgestellt, dass die Kupferschicht auf der Hauptplatine abgelöst wurde und die Beine der Kehlnahtschweissung der IC-Elemente abgetrennt wurden, wohingegen die Nickelschicht auf dem Stecker immer noch unversehrt blieb (Fotos nicht gezeigt).

Beispiel 2: Test zur Zinnablösungseffizienz der vorliegenden Zinnablösungslösung [0068] In diesem Beispiel wurden 6 Leiterplatten jeweils in die Zinnablösungslösung der Tabelle 3 bei 25 °C während 5 Minuten eingetaucht. Das Ablösungsverhältnis (Strip Ratio, SR) wurde mittels der folgenden Formel berechnet, um die Zinnablösungseffizienz der vorliegenden Zinnablösungslösungen zu vergleichen.

Anzahl der zu lösenden elektronischen Elemente

Ablösungs-Verhältnis = ___________________________________________________x 100%

Gesamtzahl der elektronischen Elemente der

Leiterplatte [0069] Tabelle 3: Stichproben der vorliegenden Zinnablösungslösungen.

Stichprobe Vorliegender Zinnablösungszusatz Salpetersäure (68%) Wasser Gesamtvolumen

1 300 mL 300 mL 400 mL 1000 mL

3 500 mL 500 mL 0 mL 1000 mL 4 0 mL 1000 mL 0 mL 1000 mL

[0070] Fig. 3 zeigte jeweils das Ablösungsverhältnis der Stichproben 1,3 und 4. Das Ablösungsverhältnis der Stichprobe 3 war höher als dasjenige der Stichprobe 4. Der Stichprobe 4 wurde der vorliegende Zinnablösungszusatz nicht beigegeben; dennoch haben die Resultate dieses Experiments aufgezeigt, dass die Beigabe des vorliegenden Zinnablösungszusatzes, um damit die Hälfte der Menge der Salpetersäure zu ersetzen, nicht nur die Gebrauchsmenge an Salpetersäure reduzieren, sondern ebenfalls die Ablösungseffizienz erhöhen kann. Andererseits, obgleich die vorliegende Zinnablösungslösung der Stichprobe 1 im Experiment nicht als bestes Resultat eingestuft wurde, wurde erwartet, dass sie am sichersten in der Handhabung sein werde, da sie am wenigsten Salpetersäure benötigt. Daher hat das Beispiel zusätzlich das Ablösungsverhältnis der Stichprobe 1 durch Verlängerung der Behandlungsperiode untersucht, um herauszufinden, ob sie zuverlässige Leistung liefern kann.

[0071] Die folgende Tabelle 4 zeigt, dass nach einer Verlängerung der Behandlungsperiode auf 10,20 oder 30 Minuten das Ablösungsverhältnis der Stichprobe 1 der Zinnablösungslösung sich graduell auf 100% erhöhte. Dies hat bewiesen, dass ein exzellentes Ablösungsverhältnis auch für die Stichprobe 1 mittels einer geringen Verlängerung der Behandlungsperiode erreicht werden kann.

[0072] Tabelle 4: Der Test für das Ablösungsverhältnis der Stichprobe 1.

Behandlungsperiode (min) Ablösungsverhältnis (%) 1010 2030 30100

Beispiel 3: Das Verfahren zur Zinnwiederverwertung der vorliegenden Erfindung.

[0073] Dieses Beispiel wurde in Nachfolge des obigen Beispiels 2 durchgeführt, um die Abwaschlösung zu verwenden, welche durch die Benutzung der Stichprobe 1 zur Ablösung von Leiterplatten im vorliegenden Verfahren zur Zinnwiederverwertung erhalten wurde. Da der Schritt (A) des vorliegenden Verfahrens im Beispiel 2 vollendet wurde, hat dieses Beispiel ab Schritt (B) begonnen. Vor der Durchführung des Schrittes (B) wurde die besagte Abwaschlösung mittels REM-EDS analysiert, und es wurde ermittelt, dass sie die folgenden Bestandteile enthält: Sn (enthielt 85,58 Gew.-%), Cu (enthielt 0,46 Gew.-%), Ag (enthielt Gew.-%), und Na (enthielt 5,04 Gew.-%). Um die Silbermenge darin zu verringern, wurde ein Filtrationsschritt (Filterpapierfiltration) durchgeführt, um die Silberbestandteile darin zu entfernen. Natronlauge wurde dann in die besagte Abwaschlösung gegeben, bis der Äquivalenzpunkt erreicht und dementsprechend ein Präzipitat erhalten wurde. Zinn(ll)-Hydroxid war der Hauptbestandteil des besagten Präzipitats.

[0074] Zudem wurde gemäss der Bestimmung von REM-EDS erwartet, dass besagtes Präzipitat ebenfalls eine signifikante Menge an Natriumbestandteil enthalten sollte. Daher wurde das besagte Präzipitat mit einem grossen Volumen an Wasser gemischt und ein weiterer Filtrationsschritt (Filterpapierfiltration) durchgeführt, um den Natriumbestandteil darin zu entfernen und ein veredeltes Präzipitat zu erhalten. Ein weiteres REM-EDS bestätigte, dass das Präzipitat enthielt: Sn (enthielt 94,76 Gew.-%), Cu (enthielt 0,43 Gew.-%, und Na (enthielt 4,81 Gew.-%). Dennoch entfernten die vorher erwähnten Verfahren tatsächlich den Silberbestandteil, reduzierten den Natriumbestandteil und veredelten den Zinnbestandteil darin.

[0075] Danach wurde das besagte Präzipitat getrocknet, um ein Zinn enthaltendes Rohprodukt zu erhalten. Da der Hauptbestandteil des besagten Präzipitats Zinn(ll)-Hydroxid war, sollte der Hauptbestandteil des besagten Zinn enthaltenden Rohprodukts nach dem Erhitzen des besagten Schritts (C) Zinndioxid sein. Es wurde festgestellt, dass das Erhitzen des besagten Schritts (C) ebenfalls im Reaktionsbehälter der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.

[0076] Danach wurde das besagte Zinn enthaltende Rohprodukt (5 g) auf das Sieb innerhalb des Reaktionsbehälters der vorliegenden Erfindung platziert und ein H2/N2-Gasgemisch (H2:N2 = 1:4, Volumenverhältnis) wurde dazugegeben. Eine Reduktionsreaktion des Zinndioxids wurde bei hohen Temperaturen durchgeführt, unter Verwendung der ersten Heizvorrichtung (d.h. besagter Schritt (D) der vorliegenden Erfindung). Das besagte Zinn enthaltende Rohprodukt wurde in der Reduktionsreaktion bei hoher Temperatur in flüssige Metalltropfen geschmolzen und fiel von den Poren des besagten Siebs in die Sammelstation des vorliegenden Reaktionsbehälters. In diesem Beispiel wurden die Verfahren entsprechend den in der folgenden Tabelle 5 aufgelisteten Bedingungen getestet, um die optimalen Bedingungen zu bestimmen.

[0077] Tabelle 5: Die Bedingungen der Reduktionsreaktion dieses Beispiels.

Bedingung Temperatur der Reaktion Zeit der Reaktion 1 800 °C 2500 Sekunden 2 800 °C 4500 Sekunden 3 700 °C 4500 Sekunden 4 600 °C 4500 Sekunden [0078] Das besagte Gasgemisch wurde ununterbrochen der Reaktion beigegeben und die Konzentration von H2 innerhalb des besagten Reaktionsbehälters wurde überwacht (Fig. 4). Die Reaktion war fast beendet, als die Konzentration von H2 innerhalb des besagten Reaktionsbehälters sich den 20% (VA/) näherte. Mittels Berechnungen ausgehend von den Informationen in der Fig. 4 waren die Bedingungen 1 der Tabelle 5 (Zeit der Reaktion war 2500 Sekunden) nicht genügend, um die Reaktion zu vollenden. Die Temperatur um die Sammelstation des vorliegenden Reaktionsbehälters wurde durch die zweite Heizvorrichtung bei ungefähr 300 °C gehalten, um sicherzustellen, dass die Zinnmetalltropfen geschmolzen blieben. Das Gewicht der gewonnen Zinnmasse wurde ermittelt und in der folgenden Tabelle 6 aufgelistet, im Vergleich mit einem theoretischem Wert.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Zinnablösungszusatz, enthaltend: 0,1 bis 20 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors für Kupfer; und 0,1 bis 20 Gew.-% eines Korrosionsinhibitors für Nickel; worin das restliche Gew.-% des besagten Zinnablösungszusatzes ein Lösungsmittel ist; worin das besagte Gew.-% auf dem Gesamtgewicht des besagten Zinnablösungszusatzes basiert.

2. Zinnablösungszusatz nach Anspruch 1, worin der besagte Korrosionsinhibitor für Kupfer ein Phosphatsalz ist.

3. Zinnablösungszusatz nach Anspruch 2, worin das besagte Phosphatsalz Kaliumphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat, Dikaliumphosphat, Trinatriumphospat oder eine Kombination davon ist.

4. Zinnablösungszusatz nach Anspruch 1, worin der besagte Korrosionsinhibitor für Nickel Natriumoxalat, Ammoniumchlorid, Kaliumkarbonat, Natriummetanitrobenzol oder eine Kombination davon ist.

5. Zinnablösungslösung mit: 20 bis 50% V/V des Zinnablösungszusatzes nach Anspruch 1; und 20 bis 50% V/V Salpetersäure; wobei besagtes % V/V auf dem Gesamtvolumen der besagten Zinnablösungslösung basiert.

6. Zinnablösungslösung nach Anspruch 5, worin die besagte Salpetersäure eine Konzentration von 67 bis 68 Gew.-% aufweist.

7. Zinnablösungslösung nach Anspruch 5, weiterhin enthaltend ein Lösungsmittel.

8. Zinnablösungslösung nach Anspruch 7, worin das besagte Lösungsmittel Wasser ist.

9. Verfahren zur Zinnwiederverwertung mit den folgenden Schritten: A: Eintauchen eines zu bearbeitenden Objekts in die Zinnablösungslösung nach Anspruch 5, um eine Abwaschlösung zu erhalten; B: Hinzufügen einer alkalischen Lösung zu der besagten Abwaschlösung, um ein Präzipitat zu erhalten; C: Erhitzen des besagten Präzipitats; und D: Durchführen einer Reduktionsreaktion des im Schritt C erhitzten Präzipitats, um Zinn zu erhalten.

10. Verfahren vom Anspruch 9, worin das besagte Eintauchen erreicht wird, indem das besagte zu bearbeitende Objekt in ein Bad besagter Zinnablösungslösung platziert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin das besagte Bad eine Temperatur von 20 °C bis 60 °C aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, worin die besagte alkalische Lösung Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder eine Kombination davon ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, worin das besagte Erhitzen des besagten Schrittes C bei einer Temperatur von 600 °C bis 800 °C durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 9, worin die besagte Reduktionsreaktion mittels Erhitzen des besagten Präzipitats des Schrittes (C) in einer Gasgemisch-Atmosphäre aus Wasserstoff und Stickstoff durchgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, worin das besagte Gasgemisch enthält: 20 bis 30% V/V an Wasserstoff; und 70 bis 80% V/V an Stickstoff; worin besagtes % V/V auf dem Gesamtvolumen des besagten Gasgemisches basiert.