CN105274338A - 从电子垃圾回收贵金属和贱金属的可持续方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及从电子垃圾回收贵金属和贱金属的可持续方法。特别地，涉及对从印刷线路板取出的电子组件进行回收利用的方法，通过所述方法，使用环境友好的组合物从所述电子组件提取贵金属和贱金属。使用本文中描述的方法和组合物，可以从所述电子组件提取至少金、银和铜离子，并将它们还原成其相应的金属。
Description
本申请为国际申请PCT/US2011/048449于2013年4月10日进入中国国家阶段、申请号为201180049029.3、发明名称为“从电子垃圾回收贵金属和贱金属的可持续方法”的分案申请。
技术领域
总的来说，本发明涉及用于回收利用印刷线路板的环境友好的方法，更具体来说，涉及用于从包含贵金属和贱金属的IC芯片和其他材料提取所述金属的环境友好的方法。
背景技术
废旧电子设备、部件和组件，包括废弃或损坏的计算机、计算机显示器、电视接收机、蜂窝电话、MP3播放机和类似产品的废弃，正快速增加。已经认识到，当电子设备被倾倒在填埋场时，对生物以及总体来说对环境具有显著危害。同样地，应该理解，不正确的拆卸对于执行人工拆卸的人的健康和安全造成相当大的风险。
印刷线路板(PWB)是许多电子系统的常用组件。PWB典型地通过将干薄膜层压在承载于玻璃纤维板基质上的清洁铜箔上来制造。将薄膜暴露于线路板设计的底片，并使用蚀刻器从所述线路板上除去未掩盖的铜箔。然后在线路板上未被蚀刻的铜上施加焊料。取决于具体PWB的用途和设计，在制造过程中可能使用各种其他金属，包括铅、锡、镍、铁、锌、铝、银、金、铂和汞。PWB包括许多其他组件，例如晶体管、电容器、散热器、IC、电阻器、集成开关、处理器等。
PWB潜在地是难以处理的废料，因为在将它们从安装有它们的电气组件中取出后，它们几乎没有实用性。此外，它们典型地由被分类为危险或“特殊”废物流的材料构成。它们必须与其他无危险性的固体废物流分离并分开处理。作为废料处理的PWB必须使用几种可用的处理选项中的任一种进行处理。这些选项不仅昂贵，而且它们需要由生产者进行大量工作和操作。此外，由于这些处理选项中的一些不包括废线路板的破坏，因此生产者也保有许多与不正确处理或处置相关的责任。
已经提出了不同方法以试图与不断增加的废弃电子垃圾负荷造成的原材料浪费和环境污染抗争。就PWB而言，主要问题仍在于不同材料被胶粘、焊接或粘着在一起这一事实。需要能量需求高的方法来分离材料以便它们可以回收利用。目前，这些方法包括将PWB切碎成有装备、部分装备和无装备状态。对于切碎来说，在考虑到环境时，前两种情况是关注的原因。在最后一种情况中，组件可以通过除焊料、刨平、凿下、磨光、湿法化学处理(例如王水、氰化物等)或其他类似方法除去。此后，将PWB或其碎片在冶金工厂中燃烧。在该过程中，由玻璃纤维和塑料或类似的材料构成的基板材料也被燃烧。PWB的熔化过程造成高的能量需求。精炼熔化的金属也需要高能量和环境不友好的方法例如熔炼。
本文描述的方法可用于回收利用电子废弃物并从其回收有价值和/或危险金属。所述方法为回收电子废弃物中存在的有价值和/或危险金属提供了可选的熔炼方案。
发明内容
一方面，描述了一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与添加剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
优选情况下，所述第一提取液体包含至少一种螯合剂、至少一种氧化剂和至少一种催化剂。优选情况下，所述第二提取液体包含至少一种螯合剂、至少一种氧化剂和至少一种催化剂。专业技术人员应该认识到，所述第一提取液体可以与所述第二提取液体相同或不同。在优选实施方案中，所述第一金属包含金，所述第二金属包含银，所述第三金属包含铜。
另一方面，描述了一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与pH调节剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
优选情况下，所述第一提取液体包含至少一种螯合剂、至少一种氧化剂和至少一种催化剂。优选情况下，所述第二提取液体包含至少一种螯合剂、至少一种氧化剂和至少一种催化剂。专业技术人员应该认识到，所述第一提取液体可以与所述第二提取液体相同或不同。在优选实施方案中，所述第一金属包含金，所述第二金属包含银，所述第三金属包含铜。
另一方面，描述了一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与不与所述第一提取液体混溶的有机组分相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
优选情况下，所述第一提取液体包含至少一种螯合剂、至少一种氧化剂和至少一种催化剂。优选情况下，所述第二提取液体包含至少一种螯合剂、至少一种氧化剂和至少一种催化剂。专业技术人员应该认识到，所述第一提取液体可以与所述第二提取液体相同或不同。在优选实施方案中，所述第一金属包含金，所述第二金属包含银，所述第三金属包含铜。
在另一个实施方案中，描述了一种从电子垃圾取出金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与组合物相接触以从所述电子垃圾提取至少两种金属离子；
(b)将从所述电子垃圾提取的所述至少两种金属离子分离到各自的金属离子级分中；以及
(c)将每种金属离子级分还原成固体金属。
从后面的公开内容和权利要求书，其他方面、特点和优点将更充分显现。
附图说明
图1示出了本文中所述的一般性分离过程。
图2示意显示了其中添加剂是pH调节剂的分离过程。
图3示意显示了其中添加剂是有机组分的分离过程。
图4示出了使用制剂D在小规模连续提取中提取的Ag、Al、Au、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn和Zn的百分率随被提取金属的总质量的变化。
图5示出了使用制剂D在大规模连续提取中提取的Ag、Al、Au、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Sb、Sn和Zn的百分率随被提取金属的总质量的变化。
优选实施方案的详细描述
总的来说，本发明涉及回收利用印刷线路板的环境友好的方法，更具体来说，涉及回收利用从印刷线路板取下的组件的环境友好的方法。
出于本公开的目的，“电子废弃物”或“电子垃圾”是指已达到其使用年限或由于其他原因已被废弃的计算机、计算机显示器、电视接收机、蜂窝电话、摄像机、数字相机、DVD播放机、视频游戏控制器、传真机、复印机、MP3播放机和类似产品。电子废弃物或电子垃圾包括这些公知物品中包含的组件例如印刷线路板及所述公知物品上包含的组件(例如晶体管、电容器、散热器、集成电路(IC)、电阻器、集成开关、芯片和处理器)。
当在本文中使用时，“金属”是指优选从那些从印刷线路板取出的组件提取的贵金属和贱金属。
当在本文中使用时，“贵金属”包括金属例如金、银、铂、钯、包含它们的合金、及其组合。
当在本文中使用时，“贱金属”是指铁、镍、铅、锌、包含它们的合金、及其组合。尽管本身不是贱金属，但出于本发明的目的，贱金属还包括铜、锰、锡、锑、铝以及包含它们的合金、及其组合。
“基本上不含”在本文中被定义为低于2重量％、优选低于1重量％、更优选低于0.5重量％、最优选低于0.1重量％。“不含”是指0重量％。
当在本文中使用时，“约”打算是指陈述值的±5％。
当在本文中使用时，“复合剂”包括被本技术领域的专业人员理解为是复合剂、螯合剂、多价螯合剂及其组合的那些化合物。复合剂在化学上结合或在物理上持留将要使用本文描述的组合物移除的金属原子和/或金属离子。
出于本说明书的目的，“印刷线路板”和“印刷电路板”同义并可互换使用。
出于本说明书的目的，“PWB组件”包括但不限于晶体管、电容器、散热器、IC、电阻器、集成开关、芯片和处理器。
当在本文中使用时，术语“松脱”是指从PWB组件上完全取下组件或从PWB组件部分松脱组件，其中从PWB部分松脱组件是指减弱将组件固着于PWB的焊料，并且松脱的剩余部分可以通过另一种方法来执行。
当在本文中使用时，“基本上分离”是指将第一金属从包含至少两种金属的材料或组合物中分离出来，其中至少75wt％的第一金属从所述材料或组合物分离出来，优选至少85wt％、更优选至少90wt％、最优选至少95wt％的第一金属从所述材料或组合物分离出来。
组合物可以体现在广泛的各种具体制剂中，正如后文中更充分描述的。在所有这样的组合物中，当参考包括零值下限的重量百分率范围对组合物的具体组分进行讨论时，应该理解这样的组分可以存在或不存在于组合物的各种具体实施方案中，并且在存在这样的组分的情况下，它们可以以使用这样的组分的组合物的总重量计低至0.001重量％的浓度存在。
在标题均为“用于从印刷线路板回收贵金属和铜的方法”(ProcessesforReclaimingPreciousMetalsandCopperFromPrintedWireBoards)并且在此以其全文引为参考的共同待决的2010年7月7日提交的临时专利申请61/362,118和2010年7月28日提交的临时专利申请61/368,360中，描述了从表面移除焊料的方法(例如从印刷线路板(PWB)移除含有铅和/或锡的焊料的方法)。移除焊料后，PWB上的组件被松脱，并且可以将所述组件分开为可回收利用的组件以及可以进一步处理以便废弃、回收有用材料等的组件。本公开涉及从必须进一步处理的PWB组件回收材料。应该认识到，本公开涉及从PWB组件回收材料，而不论所述PWB组件如何获得(例如除焊料、刨平、凿下、磨光、湿法化学处理或使用本技术领域已知的某些其他方法)。
在第一方面中，描述并在图1中总体示出了一种从电子垃圾取出金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与组合物相接触以从所述电子垃圾提取至少两种金属离子；
(b)将从所述电子垃圾提取的所述至少两种金属离子分离到各自的金属离子级分中；以及
(c)将每种金属离子级分还原成各自的固体金属。
在一个实施方案中，描述并在图2和3中示出了一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与添加剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
在另一个实施方案中，描述并在图2和3中示出了一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；
(e)使所述第一提取液体与添加剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开；以及
(f)将所述第一金属离子还原成第一金属，将所述第二金属离子还原成第二金属，并将所述第三金属离子还原成第三金属。
电子垃圾可以被磨碎成粉、切成碎片、压碎或采取任何其他形式，只要电子垃圾中包含的金属被容易地暴露，以用于从电子垃圾提取即可。正如本文中所定义，“压碎”电子垃圾是指将电子垃圾(例如PWB组件)的金和其他贵金属显著暴露于提取组合物的任何方法，例如碎裂、粉碎或切碎电子垃圾。优选情况下，电子垃圾被碎裂，从而最小化作为粉碎或切碎的结果而损失的金或其他贵金属的量。如果废弃物被粉碎，贵金属可能损失，其中金粉尘附着于分离的料流并损失在磁性级分中。因此，压碎被进一步定义为与诸如粉碎或切碎的方法相比，损失的金或其他贵金属不超过10％、优选不超过5％、更优选不超过2％的方法。此外，压碎电子垃圾通过将含有危险金属和含溴阻燃剂的粉尘释放降至最低，最小化了对人类健康的危害。
在一个实施方案中，第一金属消化组合物包含至少一种氧化剂和至少一种复合剂，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，第一金属消化组合物包含至少一种氧化剂、至少一种复合剂和至少一种催化剂，或者由其或基本上由其构成。第一金属消化组合物优选比王水或含氰化物的组合物更环境友好。此外，第一金属消化组合物优选被配制成将第一金属或金属离子从电子垃圾分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分中。例如，在一个实施方案中，第一金属消化组合物可用于将金与其他贵金属和贱金属分离开，其中金存在于固体中，其他贵金属和贱金属溶解在第一金属消化组合物中。例如，金和聚合材料可以存在于第一提取固体中，而第一提取液体包含金之外的贵金属和其他贱金属。
在第一提取应用中，使本文所述的第一金属消化组合物以任何适合的方式与电子垃圾相接触，例如：通过将组合物喷洒在电子垃圾上，通过(在一定体积组合物中)浸渍电子垃圾，通过使电子垃圾与另一种材料例如其上吸附有组合物的垫片或纤维吸附剂涂敷元件进行接触，或者通过能够使组合物与电子垃圾进行接触的任何其他手段、方式或技术。使用第一金属消化组合物的第一提取过程可以是静态或动态的。优选情况下，所述过程是动态的，因此存在搅拌和/或超声。
在第一金属消化组合物的使用中，典型地使组合物与电子垃圾在约20℃至约70℃范围内、优选20℃至约50℃范围内的温度下，接触约10分钟至约200分钟、优选约30分钟至135分钟的时间。这样的接触时间和温度是示例性的，并且可以使用对于将第一金属或金属离子从电子垃圾分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分中来说有效的任何其他适合的时间和温度条件。
组合物中包含氧化剂以将待取出的金属氧化成离子形式。本文中考虑到的氧化剂包括但不限于甲磺酸(MSA)、乙磺酸、苯磺酸、2-羟基乙磺酸、环己基氨基磺酸、正丙磺酸、正丁磺酸或正辛磺酸、过氧化氢(H2O2)、FeCl3(水合和未水合两种)、过硫酸氢钾制剂(2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、多原子铵盐(例如过一硫酸铵、亚氯酸铵(NH4ClO2)、氯酸铵(NH4ClO3)、碘酸铵(NH4IO3)、过硼酸铵(NH4BO3)、高氯酸铵(NH4ClO4)、高碘酸铵(NH4IO3)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、次氯酸铵(NH4ClO))、多原子钠盐(例如过硫酸钠(Na2S2O8)、次氯酸钠(NaClO))、多原子钾盐(例如碘酸钾(KIO3)、高锰酸钾(KMnO4)、过硫酸钾、硝酸(HNO3)、过硫酸钾(K2S2O8)、次氯酸钾(KClO))、四甲基多原子铵盐(例如四甲基亚氯酸铵((N(CH3)4)ClO2)、四甲基氯酸铵((N(CH3)4)ClO3)、四甲基碘酸铵((N(CH3)4)IO3)、四甲基过硼酸铵((N(CH3)4)BO3)、四甲基高氯酸铵((N(CH3)4)ClO4)、四甲基高碘酸铵((N(CH3)4)IO4)、四甲基过硫酸铵((N(CH3)4)S2O8))、四丁基多原子铵盐(例如四丁基过一硫酸铵)、过一硫酸、硝酸铁(Fe(NO3)3)、过氧化氢脲((CO(NH2)2)H2O2)、过乙酸(CH3(CO)OOH)、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、4-甲氧基苯磺酸、4-羟基苯磺酸、4-氨基苯磺酸、4-硝基苯磺酸、甲苯磺酸、己基苯磺酸、庚基苯磺酸、辛基苯磺酸、壬基苯磺酸、癸基苯磺酸、十一烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十三烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸、3-硝基苯磺酸、2-硝基苯磺酸、2-硝基萘磺酸、3-硝基萘磺酸、2,3-二硝基苯磺酸、2,4-二硝基苯磺酸、2,5-二硝基苯磺酸、2,6-二硝基苯磺酸、3,5-二硝基苯磺酸、2,4,6-三硝基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、2-氨基苯磺酸、2-氨基萘磺酸、3-氨基萘磺酸、2,3-二氨基苯磺酸、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、2,6-二氨基苯磺酸、3,5-二氨基苯磺酸、2,4,6-三氨基苯磺酸、3-羟基苯磺酸、2-羟基苯磺酸、2-羟基萘磺酸、3-羟基萘磺酸、2,3-二羟基苯磺酸、2,4-二羟基苯磺酸、2,5-二羟基苯磺酸、2,6-二羟基苯磺酸、3,5-二羟基苯磺酸、2,3,4-三羟基苯磺酸、2,3,5-三羟基苯磺酸、2,3,6-三羟基苯磺酸、2,4,5-三羟基苯磺酸、2,4,6-三羟基苯磺酸、3,4,5-三羟基苯磺酸、2,3,4,5-四羟基苯磺酸、2,3,4,6-四羟基苯磺酸、2,3,5,6-四羟基苯磺酸、2,4,5,6-四羟基苯磺酸、3-甲氧基苯磺酸、2-甲氧基苯磺酸、2,3-二甲氧基苯磺酸、2,4-二甲氧基苯磺酸、2,5-二甲氧基苯磺酸、2,6-二甲氧基苯磺酸、3,5-二甲氧基苯磺酸、2,4,6-三甲氧基苯磺酸及其组合。可以在制造商处，在向PWB导入第一组合物之前，或可选地在PWB处即在原位，向第一组合物导入氧化剂。优选情况下，氧化剂包含过氧化合物例如过氧化氢。
包含复合剂是为了络合由氧化剂产生的离子。本文中考虑到的复合剂包括但不限于：β-二酮化物化合物例如乙酰丙酮化物、1,1,1-三氟-2,4-戊二酮和1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮；羧酸盐例如甲酸盐和乙酸盐以及其他长链羧酸盐；以及酰胺类(和胺类)，例如双(三甲基甲硅烷基酰胺)四聚体。其他螯合剂包括胺类和氨基酸(即甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、亮氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸和赖氨酸)、柠檬酸、乙酸、马来酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、膦酸、膦酸衍生物例如羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、次氮基-三(亚甲基膦酸)、次氮基三乙酸、亚氨基二乙酸、羟乙磷酸、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)和(1,2-亚环己基二次氮基)四乙酸(CDTA)、尿酸、四乙二醇二甲醚、五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐溶液、1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三铵盐溶液、二乙基二硫代氨基甲酸钠、具有一个烷基(R2＝己基、辛基、癸基或十二烷基)和一个低聚醚(R1(CH2CH2O)2，其中R1＝乙基或丁基)的二取代的二硫代氨基甲酸盐(R1(CH2CH2O)2NR2CS2Na)、硫酸铵、单乙醇胺(MEA)、Dequest2000、Dequest2010、Dequest2060s、二亚乙基三胺五乙酸、亚丙基二胺四乙酸、2-羟基吡啶1-氧化物、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、N-(2-羟乙基)亚氨基二乙酸(HEIDA)、三聚磷酸钠、其钠盐和铵盐、氯化铵、硫酸铵、盐酸、硫酸及其组合。优选情况下，复合剂包含盐酸或硫酸。
添加催化剂是为了增强从电子垃圾移除金属的速率。优选情况下，催化剂包括二醇或二醇醚，其选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、二丙二醇、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、三乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚(DEGBE)、三乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚、二乙二醇单己醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚(DPGME)、三丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、二丙二醇正丙醚(DPGPE)、三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯基醚及其组合。最优选情况下，催化剂包含二乙二醇单丁醚、丙二醇、二丙二醇正丁醚及其组合。最优选情况下，催化剂包含DEGBE。当包含时，催化剂的量在约0.01wt％至约10wt％、优选约0.1wt％至约5wt％、最优选约0.5wt％至约1wt％的范围内。尽管不希望受到理论的限制，但据认为，通过改变催化剂的链长度(例如甲基与丁基相比)，可以改变第一提取组合物对某些金属的选择性。
优选情况下，在一个实施方案中，第一金属消化组合物包含盐酸和过氧化氢，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，第一金属消化组合物包含盐酸、过氧化氢和二醇或二醇醚，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，第一金属消化组合物包含盐酸、过氧化氢和二乙二醇单丁醚，或者由其或基本上由其构成。第一金属消化组合物基本上不含硝酸和含氰化物组分。优选情况下，第一金属消化组合物是水溶性、无腐蚀性、不可燃和低毒性的。
如图2和3中所示，在使用第一金属消化组合物的第一提取之后，可以存在第一提取固体和第一提取液体。正如上文中介绍的，第一金属消化组合物优选被配制成将第一金属或金属离子从电子垃圾基本上分离到可以被进一步处理以回收所述第一金属的级分中。例如，在一个实施方案中，第一金属消化组合物可用于将金与其他贵金属和贱金属分离开。正如在图2和3中所示，第一提取固体可以包含金，而第一提取液体可以包含其他贵金属和贱金属(例如银和铜)的离子。
在第一提取后，可以使用本技术领域公知的方法(例如过滤手段、离心和倾析等)将第一提取固体与第一提取液体分离开。
如图2和3中所示，在获得第一提取固体之后，可以开始第二提取，其中将第二金属消化组合物与包含第一金属(例如金)的第一提取固体合并。第二金属消化组合物可以与第一金属消化组合物相同或不同。优选情况下，第二金属消化组合物与第一金属消化组合物相同，其中第一金属消化组合物与电子垃圾接触的时间和/或温度不同于第二金属消化组合物与第一提取固体接触的时间和/或温度，正如在本文实施例中阐明的。
在第二提取应用中，使本文所述的第二金属消化组合物以任何适合的方式与第一提取固体相接触，例如：通过将组合物喷洒在第一提取固体上，通过(在一定体积组合物中)浸渍第一提取固体，通过使第一提取固体与另一种材料例如其上吸附有组合物的垫片或纤维吸附剂涂敷元件进行接触，或者通过能够使组合物与第一提取固体进行接触的任何其他手段、方式或技术。使用第二金属消化组合物的第二提取过程可以是静态或动态的。优选情况下，所述过程是动态的，因此存在搅拌和/或超声。
在第二金属消化组合物的使用中，典型地使组合物与第一提取固体在约20℃至约70℃范围内、优选20℃至约50℃范围内的温度下，接触约10分钟至约200分钟、优选约30分钟至135分钟的时间。这样的接触时间和温度是示例性的，并且可以使用对于将第一金属离子从第一提取固体分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分中来说有效的任何其他适合的时间和温度条件。
在一个实施方案中，第二金属消化组合物包含至少一种氧化剂和至少一种复合剂，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，第二金属消化组合物包含至少一种氧化剂、至少一种复合剂和至少一种催化剂，或者由其或基本上由其构成。第二金属消化组合物优选比硝酸和含氰化物组合物更加环境友好，并且基本上不含硝酸和含氰化物组合物。此外，第二金属消化组合物优选被配制成将第一金属离子从第一提取固体基本上分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分(例如水性级分)中。例如，在一个实施方案中，第二金属消化组合物可用于从第一提取固体分离金离子，其中第二提取固体包含聚合材料。氧化剂、复合剂和催化剂与上文中所述相同。
如图2和3中所示，在用第二金属消化组合物进行第二提取之后，可以存在第二提取固体和第二提取液体。正如上文中介绍的，第二金属消化组合物优选被配制成将第一金属离子(例如金)从第一提取固体基本上分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分中。例如，在一个实施方案中，第二金属消化组合物可用于从第一提取固体分离金离子。正如在图2和3中所示，第二提取液体可以包含金离子，而第二提取固体可以包含残余塑料。专业技术人员应该认识到，残余塑料可以被废弃，或可选地再循环或回收以再利用。在将金属离子提取到第二提取液体中之后，可以通过还原金属离子来获得金属，正如在下文中进一步讨论的。
在将第一提取固体与第一提取液体分离开后，可以加入添加剂以进一步分离第一提取液体中存在的金属。所述添加剂可以是pH调节剂或有机相，使得在向第一提取液体加入添加剂后，基于使用沉淀或分离将第二金属离子与第三金属离子分离开。可选地，或除了加入pH调节剂或有机添加剂之外，可以改变接触条件的温度。
在本技术领域中，已知当溶液的pH升高时某些金属离子容易形成氢氧化物固体。因此，在一个实施方案中，添加剂是pH调节剂，其中第一提取液体的pH被升高至约6至约12、优选约9至约11范围内的pH，以从第一提取液体分离第二金属离子。本文设想到的pH调节剂优选包括氢氧根离子例如碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锶或氢氧化钡。可选地，pH调节剂可以包括具有式[NR1R2R3R4]+OH-的季铵碱，其中R1、R2、R3和R4可以彼此相同或不同，并选自氢、直链或支链C1-C6烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基)、C6-C10芳基(例如苯甲基)及其组合。向第一提取液体添加pH调节剂，优选将第二金属离子从第一提取液体基本上分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分中。例如，如图2中所示，在将pH匀变升高至约6至约12、优选约9至约11的范围之后，将形成包含金属氢氧化物的沉淀物(“pH匀变升高固体”)，所述沉淀物可以容易地与包含第二金属离子的剩余液体(“pH匀变升高液体”)分离开。可以使用本技术领域公知的方法(例如过滤手段、离心和倾析等)将pH匀变升高固体与pH匀变升高液体分离开。例如，pH匀变升高液体中的第二金属离子可以包含银离子，其可以与第一提取液体中在pH调节剂存在下容易形成氢氧化物固体的其他金属基本上分开。在下面讨论的后续步骤中，可以将包含银离子的pH匀变升高液体还原成银金属。
在与pH匀变升高液体分离后，剩余的pH匀变升高固体可以包含采取金属氢氧化物盐形式的几种金属，尤其是铜。随后可以将铜离子从pH匀变升高固体提取到水性相中，然后还原成铜金属。例如，可以使用稀硫酸溶液将铜离子从固体中提取出来。
因此，另一个实施方案涉及如图2中所示的从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与pH调节剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
另一个实施方案涉及图2中所示的从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；
(e)使所述第一提取液体与pH调节剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开；以及
(f)将所述第一金属离子还原成第一金属，将所述第二金属离子还原成第二金属，并将所述第三金属离子还原成第三金属。
在另一个实施方案中，添加剂是有机组分，其被添加到第一提取液体以将金属离子(例如第二金属离子)与另一种金属离子(例如第三金属离子)分离开。具体来说，向第一提取液体添加有机组分并形成两相(所述有机组分与水性的第一提取液体基本上不混溶)，一相包含第二金属离子，另一相包含第三金属离子。本文中考虑到的有机组分包括羟基肟类例如M5774金属提取试剂(CytecIndustries,Inc.)或其等同物。向第一提取液体添加有机组分，优选将第二金属离子从第一提取液体基本上分离到可以被进一步处理以回收所述金属的级分中。例如，参考图3，水性相可以包含银离子，有机相可以包含铜离子。如上文中所述，包含银离子的水性相的pH可以匀变升高至约6至约12、优选约9至约11的范围，其中银离子可以与水性相中在pH调节剂存在下容易形成氢氧化物固体的其他金属基本上分离开。在将pH匀变升高固体与pH匀变升高液体分离开之后，可以将pH匀变升高液体中的银离子还原以获得银金属。可以将第三金属离子从有机相提取出来进入水性相中，并且可以将包含第三金属离子的水性相还原以获得铜金属。从有机相提取铜离子可以使用稀硫酸来实现。
将金属离子还原成固体高纯度金属，对于专业技术人员来说是公知的。优选情况下，还原剂是所谓的环境友好化学品。此外，优选情况下还原快速发生并具有极小的加热要求。例如，优选的还原剂包括但不限于抗坏血酸、丙二酸二乙酯、焦亚硫酸钠、polyphenon60、葡萄糖和柠檬酸钠。
因此，另一个实施方案涉及如图3中所示的从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与不与所述第一提取液体混溶的有机组分相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
另一个实施方案涉及图3中所示的从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；
(e)使所述第一提取液体与不与所述第一提取液体混溶的有机组分相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开；以及
(f)将所述第一金属离子还原成第一金属，将所述第二金属离子还原成第二金属，并将所述第三金属离子还原成第三金属。
本文描述的组合物容易地通过简单地加入相应成分并混合至均匀状态来配制。此外，组合物可以被容易地配制成单包装制剂或在使用时或使用之前混合的多部分制剂，例如多部分制剂的各个部分可以在工具或工具上游的储存容器中混合。相应成分的浓度可以以组合物的特定倍数广泛变化，即更稀或更浓，并且应该认识到本文描述的组合物可以各不相同并可选地包含与本公开相符的成分的任何组合，或者由其或基本上由其构成。
使用本文中描述的方法，可以回收电子垃圾中超过90wt％的金属。
另一方面，本文描述的方法可用于采矿业中以从矿石分离金属。例如，不是从电子垃圾开始，将要使用第一金属消化组合物提取的原始材料是矿石或采矿业的某些其他产品。
另一方面，描述了一种从电子垃圾取出金属的方法，所述方法包括使电子垃圾与组合物在将金属离子从所述电子垃圾提取到提取组合物中的条件下相接触，其中所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种复合剂和至少一种催化剂，或者由其或基本上由其构成。适合的氧化剂、复合剂和催化剂已在本文中描述。在一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二醇或二醇醚，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二乙二醇单丁醚，或者由其或基本上由其构成。在优选实施方案中，方法还包括将包含金属离子的提取组合物与固体电子垃圾分离开。通过还原提取组合物中的金属离子(例如使用适合于这种目的的还原剂)，可以获得固体金属。在实施方案中，用本文描述的提取组合物处理的电子垃圾可以含有两种或以上不同金属。
另一方面，描述了一种从电子垃圾取出金属的方法，所述方法包括：(a)使电子垃圾与组合物在将金属离子从所述电子垃圾提取到提取组合物中的条件下相接触；(b)将包含金属离子的提取组合物与固体电子垃圾分离开；以及(c)从包含金属离子的提取组合物获得固体金属，其中所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种复合剂和至少一种催化剂，或者由其或基本上由其构成。适合的氧化剂、复合剂和催化剂已在本文中描述。在一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二醇或二醇醚，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二乙二醇单丁醚，或者由其或基本上由其构成。通过还原提取组合物中的金属离子(例如使用适合于这种目的的还原剂)，可以获得固体金属。在实施方案中，用本文描述的提取组合物处理的电子垃圾可以含有两种或以上不同金属。
另一方面，描述了将第一金属与至少第二金属分离开的方法，所述方法包括使包含第一和第二金属的材料与组合物在将第一金属离子从所述材料提取到提取组合物中的条件下相接触，其中所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种复合剂和至少一种催化剂，或者由其或基本上由其构成。适合的氧化剂、复合剂和催化剂已在本文中描述。在一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二醇或二醇醚，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二乙二醇单丁醚，或者由其或基本上由其构成。另一方面，方法还包括将包含第一金属离子的提取组合物与所述材料分离开。通过还原提取组合物中的第一金属离子(例如使用适合于这种目的的还原剂)，可以获得固体第一金属。
另一方面，描述了将第一金属与至少第二金属分离开的方法，所述方法包括：(a)使包含第一和第二金属的材料与组合物在将第一金属离子从所述材料提取到提取组合物中的条件下相接触；(b)将包含第一金属离子的提取组合物与所述材料分离开；以及(c)从第一金属离子获得固体第一金属，其中所述组合物包含至少一种氧化剂、至少一种复合剂和至少一种催化剂，或者由其或基本上由其构成。适合的氧化剂、复合剂和催化剂已在本文中描述。在一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二醇或二醇醚，或者由其或基本上由其构成。在另一个实施方案中，组合物包含盐酸、过氧化氢和二乙二醇单丁醚，或者由其或基本上由其构成。通过还原提取组合物中的第一金属离子(例如使用适合于这种目的的还原剂)，可以获得固体第一金属。
具体实施方式
通过下面讨论的示例性实施例，本发明的特点和优点将被更充分显示。
实施例1
使用本文描述的第一金属消化组合物的各种变化形式执行了电子垃圾的第一提取。将电子垃圾研磨成粗粉。对粉末的单次和多次消化进行两份平行试验，并使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析第一提取组合物和第一提取固体。所有消化使用500mg–10g粉末，在10mL–200mL第一金属消化组合物中进行。在整个消化过程中进行搅拌。消化时间在约30分钟至约135分钟范围内，温度在约室温至约50℃范围内。
所测试的第一金属消化组合物如下：
制剂A：王水(对照，3:1HCl:HNO3)
制剂B：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％)
制剂C：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％)，并含有NH4Cl或NH4SCN
制剂D：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％+0.75vol.％DEGBE)
制剂E：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％+0.75vol.％丙二醇)
制剂F：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％+0.75vol.％DPGBE)
制剂G：羟乙磷酸+DEGBE(以体积计99％:1％)
制剂H：1:1:6H2SO4:H2O2:H2O
制剂I：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％+0.5vol.％DEGBE)
制剂J：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％+1vol.％DEGBE)
制剂K：95％H2SO4:30％H2O2(以体积计90％:10％)
制剂L：95％H2SO4:30％H2O2(以体积计90％:10％+0.75vol.％DEGBE
制剂M：37％HCl:30％H2O2(以体积计90％:10％+25vol.％DEGBE)
制剂N：75vol.％羟乙磷酸+25vol.％DEGBE
制剂O：羟乙磷酸+DEGBE+NH4Cl(以体积计94％:1％:5％)
使用本文中描述的方法和制剂从电子垃圾提取金、银和铜的实验结果显示在下面的表1中。对王水(制剂A)的结果归一化以允许与其他消化物进行容易的比较。
表1：相对于王水(制剂A)的金属提取效率
*小规模为500mg电子垃圾+10mL消化制剂
大规模为10g电子垃圾+200mL消化制剂
可以看出，相对于王水(制剂A)，各种消化方法产生高于90％的一种或多种金属的提取效率。高于100％的值表明对于该金属来说，提取效率高于王水。多次提取能够产生相对于王水100％的Au、Ag和Cu的回收。
可以看出，可以对制剂和反应条件进行选择以确保银和铜离子相对于金的选择性提取。例如，第一提取可以使用制剂J作为第一金属消化组合物，在50℃下执行30分钟，银离子和铜离子分别以79％和95％的效率(相对于王水)被提取，而金不被提取。然后可以将清洁的制剂J作为第二金属消化组合物在室温下使用30分钟，可以容易地从电子垃圾提取金离子。在另一种可选方案中，第一金属消化组合物可以是制剂F，在50℃下30分钟，而第二金属消化组合物可以是清洁的制剂F，在室温下30分钟。应该理解，这些仅仅是实例，以便证实可以为本文描述的第一提取步骤配制消化组合物并选择适合的温度和时间，以相对于金选择性提取金属离子。
确定金属提取效率的可选方式是确定提取到液体中的单一金属的总质量相对于电子垃圾粉末中所述金属的总质量。在这种方法中，将电子垃圾粉末消化，然后将液体与固体分离开，对液体和固体两者进行分析以确定它们的金属含量，并计算液体中的金属相对于电子垃圾中金属总量的百分数。如果提取效率高，将在液体中发现已从固体提取出来的目标金属。结果显示在表2中。
表2：相对于被提取金属的总质量的金属提取效率。
*小规模为500mg电子垃圾+10mL消化制剂
大规模为10g电子垃圾+200mL消化制剂
可以看出，最有效的提取是制剂D连续提取，其中将电子垃圾在制剂D中在50℃下消化30分钟，除去消化溶液，将剩余的电子垃圾在清洁的制剂D中在50℃下进一步消化75分钟，并除去消化溶液。
实施例2
通过使用制剂D将电子垃圾在50℃下提取30分钟，然后使用清洁的制剂D另外进行30分钟和75分钟的两次提取，来执行小规模连续提取。结果显示在图4中，其中在50℃下，除了Au之外的所有金属在第一次30分钟的提取中被大量提取出来，并且Au总质量的93％在第二次30分钟和第三次75分钟的提取中被提取出来。
通过使用制剂D将电子垃圾在50℃下提取30分钟，然后使用清洁的制剂D另外进行105分钟的提取，来执行大规模连续提取(相对于小规模连续提取，规模放大20倍)。结果显示在图5中，其中较大规模时实现了Ag和Cu与Au的更好的分离。
因此，连续提取可用于将Ag和Cu与Au分离开。
然后，从基本上不含Au的本实施例的小规模第一提取液体(制剂D，50℃，30分钟)的等分试样开始，逐滴加入NaOH(参见例如图2，pH匀变升高)。在约pH6下形成沉淀物。使用ICP-MS分析沉淀物(pH6下的pH匀变升高固体)和剩余的液体(pH10下的pH匀变升高液体)两者的金属离子含量。结果显示在表3中：
表3：对于小规模提取来说，pH匀变升高固体中相对于pH匀变升高液体中的金属离子的百万分率。
| Au | Ag | Cu | Al | Fe | Mn | Ni | Pb | Sb | Sn | Zn | |
| pH匀变升高液体 | 0 | 88 | 0 | 0 | 0 | 64 | 42 | 0 | 2 | 0 | 6 |
| pH匀变升高固体 | 0 | 12 | 100 | 100 | 100 | 36 | 58 | 100 | 98 | 100 | 93 |
可以看出，使用小规模提取pH匀变升高方案，pH匀变升高液体含有大部分Ag(82％)，而沉淀物含有100％的铜和大部分其余金属。
然后，从基本上不含Au的本实施例的大规模第一提取液体(制剂D，50℃，30分钟)的等分试样开始，逐滴加入NaOH。在约pH6下形成沉淀物。使用ICP-MS分析沉淀物(pH6下的pH匀变升高固体)和剩余的液体(pH12下的pH匀变升高液体)两者的金属离子含量。结果显示在表4中：
表4：对于大规模提取来说，pH匀变升高固体中相对于pH匀变升高液体中的金属离子的百万分率。
| Au | Ag | Cu | Al | Fe | Mn | Ni | Pb | Sb | Sn | Zn | |
| pH匀变升高液体 | 0 | 100 | 1 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 84 | 0 |
| pH匀变升高固体 | 0 | 0 | 99 | 0 | 100 | 100 | 100 | 0 | 100 | 16 | 100 |
可以看出，使用大规模提取pH匀变升高方案，pH匀变升高液体含有100％Ag，而沉淀物含有99％的铜和大部分其余金属。
可选地，可以将有机组分与第一提取液体组合以便能够选择性沉淀所需金属离子(参见例如图3，加入添加剂)。目标有机组分是M-5774，其是对Cu离子具有选择性并且与水性溶液相分离的肟和醛肟的专用混合物。有机层从包含Cu离子的水性溶液提取Cu离子。在提取到M-5774中之后，可以使用稀硫酸洗涤从M-5774有机层回收铜离子。
从基本上不含Au的本实施例的小规模第一提取液体(制剂D，50℃，30分钟)的等分试样开始，在不同pH和温度条件下进行30分钟的M-5774添加(参见例如图3，加入添加剂)。产生两层，一层为水性层，另一层为有机层。在将层分离后，使用ICP-MS分析水性层的金属离子含量。结果显示在表5中：
表5：对于小规模提取来说，水性相中的金属离子的百万分率。
可以看出，在pH4和室温下使用小规模提取，可以从Cu(8％)选择性提取Ag(98％)。
实施例3
在分离后，正如在本说明书中所述，优选将金属离子还原成金属固体。优选情况下，还原剂是所谓的环境友好化学品。此外，优选情况下，还原快速发生并具有极小的加热需求。
为了测定还原剂的有效性，执行了Au+3(稀HCl中的ICP金标准品(约0.05M))、Ag+(1MAgNO3)和Cu+2(1MCuSO4)标准溶液的还原。向标准溶液加入环境友好的还原剂，并控制时间、温度和pH。在添加环境友好还原剂之前或之后，通过加入HCl、NaHCO3或NaOH来调节pH。溶液的pH影响金属离子的氧化状态，并因此影响还原成金属固体的电位。对溶液中金属离子的初始量和还原后收集到的固体的最终量进行比较，以确定回收百分率。
测试了6种环境友好的还原剂：抗坏血酸、丙二酸二乙酯、焦亚硫酸钠、polyphenon60(P60，绿茶提取物、D-葡萄糖和柠檬酸钠，正如将在下面单个讨论的。
抗坏血酸
在表6中公开的条件和室温下，向每种Au3+、Ag+和Cu2+溶液添加抗坏血酸(AA)，时间不超过1小时，使用ICP-MS分析回收的固体以测试纯度。结果显示在表6中。
表6：抗坏血酸还原结果
可以看出，使用抗坏血酸，在不到1小时内回收到高纯度的Au和Cu。
丙二酸二乙酯
丙二酸二乙酯不与水性溶液混溶，并且可以将Au选择性提取到有机层中，在低pH下形成CH2(COOC2H5)Au(H2O)4Cl3络合物。随后，可以通过与HNO3混合来洗涤含有Au的有机提取物，以除去杂质，然后可以在80℃下使用FeSO4来还原成Au金属。
在表7中公开的条件和室温下，向每种Au3+、Ag+和Cu2+溶液添加丙二酸二乙酯(DEM)，时间不超过1小时，使用ICP-MS分析回收的固体以测试纯度。结果显示在表7中。
表7：丙二酸二乙酯还原结果
可以看出，相对于Ag或Cu，丙二酸二乙酯对于Au还原来说更有效。
焦亚硫酸钠
在表8中公开的条件和室温下，向每种Au3+、Ag+和Cu2+溶液添加焦亚硫酸钠(SMB)，时间不超过1小时，使用ICP-MS分析回收的固体以测试纯度。结果显示在表8中。
表8：焦亚硫酸钠回收结果
可以看出，相对于Ag或Cu，焦亚硫酸钠对于Au还原来说更有效。
Polyphenon60
在表9中公开的条件和室温下，向每种Au3+、Ag+和Cu2+溶液添加Polyphenon60(P60)，使用ICP-MS分析回收的固体以测试纯度。结果显示在表9中。
表9：P60还原结果
可以看出，相对于Au或Cu，P60对于Ag还原来说更有效。
葡萄糖
在表10中公开的条件向每种Au3+、Ag+和Cu2+溶液添加葡萄糖，使用ICP-MS分析回收的固体以测试纯度。结果显示在表10中。
表10：葡萄糖还原结果
使用葡萄糖作为还原剂时形成Ag和Au固体，其中Au需要碱的存在，Ag需要高温(100℃)。
尽管在本文中已参考示例性实施方案和特点对本发明进行了各种描述，但应该认识到，上文中描述的实施方案和特点不打算限制本发明，并且根据本公开，其他变化、修改和其他实施方案将自然而然出现在本技术领域的专业人员面前。因此，本发明应该被广泛地解释为涵盖了在所提出的权利要求书的精神和范围之内所有这样的变化、修改和可选实施方案。
Claims (31)
1.一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体，其中所述第一金属消化组合物包含至少一种氧化剂和至少一种复合剂；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体，其中所述第二金属消化组合物包含至少一种氧化剂和至少一种复合剂；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与添加剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开，
其中所述至少一种氧化剂包括选自以下的物质：甲磺酸(MSA)、乙磺酸、苯磺酸、2-羟基乙磺酸、环己基氨基磺酸、正丙磺酸、正丁磺酸或正辛磺酸、过氧化氢(H2O2)、FeCl3(水合和未水合两种)、过硫酸氢钾制剂(2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、过一硫酸铵、亚氯酸铵(NH4ClO2)、氯酸铵(NH4ClO3)、碘酸铵(NH4IO3)、过硼酸铵(NH4BO3)、高氯酸铵(NH4ClO4)、高碘酸铵(NH4IO3)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、次氯酸铵(NH4ClO))、过硫酸钠(Na2S2O8)、次氯酸钠(NaClO)、碘酸钾(KIO3)、高锰酸钾(KMnO4)、过硫酸钾、硝酸(HNO3)、过硫酸钾(K2S2O8)、次氯酸钾(KClO)、四甲基亚氯酸铵((N(CH3)4)ClO2)、四甲基氯酸铵((N(CH3)4)ClO3)、四甲基碘酸铵((N(CH3)4)IO3)、四甲基过硼酸铵((N(CH3)4)BO3)、四甲基高氯酸铵((N(CH3)4)ClO4)、四甲基高碘酸铵((N(CH3)4)IO4)、四甲基过硫酸铵((N(CH3)4)S2O8)、四丁基过一硫酸铵、过一硫酸、硝酸铁(Fe(NO3)3)、过氧化氢脲((CO(NH2)2)H2O2)、过乙酸(CH3(CO)OOH)、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、4-甲氧基苯磺酸、4-羟基苯磺酸、4-氨基苯磺酸、4-硝基苯磺酸、甲苯磺酸、己基苯磺酸、庚基苯磺酸、辛基苯磺酸、壬基苯磺酸、癸基苯磺酸、十一烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十三烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸、3-硝基苯磺酸、2-硝基苯磺酸、2-硝基萘磺酸、3-硝基萘磺酸、2,3-二硝基苯磺酸、2,4-二硝基苯磺酸、2,5-二硝基苯磺酸、2,6-二硝基苯磺酸、3,5-二硝基苯磺酸、2,4,6-三硝基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、2-氨基苯磺酸、2-氨基萘磺酸、3-氨基萘磺酸、2,3-二氨基苯磺酸、2,4-二氨基苯磺酸、2,5-二氨基苯磺酸、2,6-二氨基苯磺酸、3,5-二氨基苯磺酸、2,4,6-三氨基苯磺酸、3-羟基苯磺酸、2-羟基苯磺酸、2-羟基萘磺酸、3-羟基萘磺酸、2,3-二羟基苯磺酸、2,4-二羟基苯磺酸、2,5-二羟基苯磺酸、2,6-二羟基苯磺酸、3,5-二羟基苯磺酸、2,3,4-三羟基苯磺酸、2,3,5-三羟基苯磺酸、2,3,6-三羟基苯磺酸、2,4,5-三羟基苯磺酸、2,4,6-三羟基苯磺酸、3,4,5-三羟基苯磺酸、2,3,4,5-四羟基苯磺酸、2,3,4,6-四羟基苯磺酸、2,3,5,6-四羟基苯磺酸、2,4,5,6-四羟基苯磺酸、3-甲氧基苯磺酸、2-甲氧基苯磺酸、2,3-二甲氧基苯磺酸、2,4-二甲氧基苯磺酸、2,5-二甲氧基苯磺酸、2,6-二甲氧基苯磺酸、3,5-二甲氧基苯磺酸、2,4,6-三甲氧基苯磺酸及其组合。
2.权利要求1的方法，其中所述电子垃圾已被磨碎成粉、切碎、压碎以暴露出所述金属，或其组合。
3.权利要求1或2的方法，其中所述方法在20℃至70℃范围内的温度下执行。
4.权利要求1或2的方法，其中所述方法在20℃至50℃范围内的温度下执行。
5.权利要求1-4任一项的方法，其中所述第一金属消化组合物与所述第二金属消化组合物相同。
6.权利要求1-4任一项的方法，其中所述第一金属消化组合物与所述第二金属消化组合物不同。
7.权利要求1-6任一项的方法，其中所述第一金属消化组合物还包含至少一种氧化剂。
8.权利要求1-7任一项的方法，其中所述第二金属消化组合物还包含至少一种催化剂。
9.权利要求1-8任一项的方法，其中所述至少一种复合剂包括选自以下的物质：乙酰丙酮化物、1,1,1-三氟-2,4-戊二酮、1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮；甲酸盐、乙酸盐、双(三甲基甲硅烷基酰胺)四聚体、甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、亮氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、赖氨酸、柠檬酸、乙酸、马来酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、膦酸、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、1-羟基乙烷-1,1-二膦酸、次氮基-三(亚甲基膦酸)、次氮基三乙酸、亚氨基二乙酸、羟乙磷酸、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)、(1,2-亚环己基二次氮基)四乙酸(CDTA)、尿酸、四乙二醇二甲醚、五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐溶液、1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三铵盐溶液、二乙基二硫代氨基甲酸钠、具有一个烷基(R2＝己基、辛基、癸基或十二烷基)和一个低聚醚(R1(CH2CH2O)2，其中R1＝乙基或丁基)的二取代的二硫代氨基甲酸盐(R1(CH2CH2O)2NR2CS2Na)、硫酸铵、单乙醇胺(MEA)、Dequest2000、Dequest2010、Dequest2060s、二亚乙基三胺五乙酸、亚丙基二胺四乙酸、2-羟基吡啶1-氧化物、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、N-(2-羟乙基)亚氨基二乙酸(HEIDA)、三聚磷酸钠、其钠盐和铵盐、氯化铵、硫酸铵、盐酸、硫酸及其组合。
10.权利要求1-8任一项的方法，其中所述至少一种螯合剂包含盐酸或硫酸。
11.权利要求1-10任一项的方法，其中所述至少一种氧化剂包含硝酸。
12.权利要求1-10任一项的方法，其中所述至少一种氧化剂包含过氧化氢。
13.权利要求7或8的方法，其中所述至少一种催化剂包含选自以下的二醇或二醇醚：乙二醇、丙二醇、丁二醇、二丙二醇、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、三乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚、二乙二醇单己醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、二丙二醇正丙醚、三丙二醇正丙醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇正丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯基醚及其组合。
14.权利要求7或8的方法，其中所述至少一种催化剂包含二乙二醇单丁醚。
15.权利要求1-14任一项的方法，其中所述第一和第二金属消化组合物不含含氰化物组分。
16.权利要求1-15任一项的方法，其中所述添加剂包含pH调节剂。
17.权利要求16的方法，其中所述pH调节剂包含碱。
18.权利要求16或17的方法，其中所述pH调节剂包含氢氧根离子。
19.权利要求16-18任一项的方法，其中所述第一金属消化组合物的pH被调整至pH在6至12的范围内。
20.权利要求16-18任一项的方法，其中所述第一金属消化组合物的pH被调整至pH在9至11的范围内。
21.权利要求16-20任一项的方法，其中所述第二金属离子被包含在液体级分中，以及所述第三金属离子被包含在固体级分中。
22.权利要求1-21任一项的方法，其还包括将所述第一金属离子还原成第一固体金属。
23.权利要求1-21任一项的方法，其还包括将所述第二金属离子还原成第二固体金属。
24.权利要求1-21任一项的方法，其还包括将所述第三金属离子还原成第三固体金属。
25.权利要求1-24任一项的方法，其中所述第一金属是金。
26.权利要求1-24任一项的方法，其中所述第二金属是银。
27.权利要求1-24任一项的方法，其中所述第三金属是铜。
28.一种从电子垃圾取出金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与组合物相接触，以从所述电子垃圾提取出至少两种金属离子；
(b)将从所述电子垃圾提取出的所述至少两种金属离子分离成单独的金属离子级分；以及
(c)将每种金属离子级分还原成固体金属。
29.权利要求28的方法，其中所述组合物包含至少一种氧化剂和至少一种复合剂。
30.一种从电子垃圾取出一种以上金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述电子垃圾与第一金属消化组合物相接触，以形成第一提取液体和第一提取固体；
(b)将所述第一提取固体与所述第一提取液体分离开；
(c)使所述第一提取固体与第二金属消化组合物相接触，以形成第二提取液体和第二提取固体；
(d)将所述第二提取固体与所述第二提取液体分离开，其中所述第二提取液体包含第一金属离子；以及
(e)使所述第一提取液体与添加剂相接触，以将第二金属离子与第三金属离子分离开。
31.权利要求30的方法，其中所述第一金属消化组合物包含至少一种氧化剂和至少一种复合剂。
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