CN108883443A - 集成电子废料回收及恢复再用系统及其使用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于回收印刷电路板的系统及工艺,其中可再利用贵金属。所述系统通常包含若干模块以从所述印刷电路板系统地移除材料且将所述贵金属与所述材料分离。
Description
技术领域
本发明大体上涉及用于回收例如印刷电路板的废弃电气及电子设备以分离包含但不限于贵金属的材料的系统及工艺。
背景技术
随着电子设备变得越来越无所不在,包含过时或受损计算机、计算机监测器、电视接收器、蜂窝式电话及类似产品的旧电子设备的处理正在快速地增长。应认识到,当电子设备被倾倒在填埋场中时,对生物且对环境通常会存在显著的危害。同样地,应理解,此类设备的不当拆卸会对执行手动拆卸的人的健康及安全造成极大的风险。
印刷电路板(PCB)为许多电子系统(例如,主板、笔记本电脑板、TV板、服务器板、硬盘驱动器板、SCSI卡及智能手机)的常见元件。通常通过将膜层压在清洁铜箔上而制造PCB,所述清洁铜箔支撑在玻璃纤维板基质上。所述膜暴露有电路板设计的负片,且使用蚀刻器以从板移除未遮蔽的铜箔。接着,将焊料涂覆在板上的未蚀刻的铜上方。取决于特定PCB的使用及设计,各种其它金属可用于制造工艺中,包含铅、锡、镍、铁、锌、铝、银、金、铂、钯及汞。PCB包含许多组件,例如,晶体管、电容器、散热器、风扇、集成电路芯片(IC)、电阻器、集成开关、处理器、连接器,或存在于PCB上的其它“杂件”,包含铁件、电池、晶体、USB端口、BGA芯片、金属封盖、金属罩壳、金属护罩、贴纸、发泡体或塑料护罩,及金属或塑料支架。
PCB潜在地是难以处理的废弃材料,这是因为一旦它们从其被安装的电气系统移除,它们便通常几乎没有用处。另外,它们通常由造成其被分类为有害或“特殊”废料流的材料组成。它们必须与其它无害固体废料流分离地被隔离及处置。必须使用若干可用处理选项中的任一者来处理作为废弃材料进行处置的PCB。这些选项不仅昂贵,而且其需要生产者进行大量劳动及处置。此外,因为这些处理选项中的一些不包含废弃电路板的破坏,所以生产者还承担与不当处置或处理相关联的许多责任。
已提议不同方法来设法抵制由废弃电子废料的不断增长的负荷造成的原材料的浪费及环境污染。迄今为止,需要要求高能量需求的方法来分离材料,使得所述材料可被回收。机械、湿法冶金及火法冶金方法已成为回收废弃PCB的传统方法,其包括磨削整个废料,接着尝试分离及浓缩不同材料流。不利地,当PCB被磨削时,仅可从金属有效地释放塑料部分且可放出有毒气体及粉尘。因此,机械方法不会产生高恢复再用率,特别是对于贵金属而言。在湿法冶金方法中,使用大量化学品,从而产生大量废酸及污泥,所述废酸及污泥必须作为有害废料进行处理。此外,通过化学工艺回收各种金属的总体过程极长且复杂。热方法(包含废弃PCB的火法冶金处理)由于环氧树脂的热降解(二恶英及呋喃的形成)及金属(包含Pb、Sb、As及Ga)的挥发而导致有害化学品排放到大气及水中。热方法的特征进一步在于高能量消耗,及使用昂贵废气净化系统及耐蚀性设备的必要性。
不利地,从材料提取贵金属(例如,金)的已知方法包含使用有毒及/或昂贵化学品(即,浸滤剂)以从材料浸出金。用于溶解金的最古老商业工艺中的一者是所谓的“氰化物工艺”,借此氰化物离子与金形成稳定的络合物。氰化物工艺的有效性已导致其商业上既用于从金矿石提取金又用于从金涂布的废弃零件再利用金。通常,氰化钾溶液用于“氰化物工艺”中。此类溶液极具毒性,且废氰化物溶液的处理已成为重大且增长的废料处理及污染除去控制问题。
回收废弃PCB的传统方法导致了环境污染、高成本支出及低效率。相比之下,本文中所描述的系统及方法是基于回收材料的差异途径,其中基于外观以及物理性质及化学性质分离及处理废弃PCB的各个零件。
先前在以安德烈·布罗索(AndréBrosseau)等人的名义在2011年4月15日申请且标题为“用于废印刷电路板的回收的方法(Method for Recycling of Obsolete PrintedCircuit Boards)”的国际专利申请案第PCT/US2011/032675号中描述了用于从印刷电路板(PCB)移除至少一种可回收材料的工艺,所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。概括地,PCT/US2011/032675中所描述的方法包括(a)、(b)、(c)或其任何组合中的至少一者:
(a)从PCB释放组件;
(b)从PCB及/或PCB组件恢复再用贵金属;
(c)从PCB恢复再用贱金属。
先前还在以陈天牛(Tianniu CHEN)等人的名义在2012年12月13日申请且标题为“用于在废弃电气及电子设备的回收期间剥离焊料金属的设备及方法(Apparatus andMethod for Stripping Solder Metals During the Recycling of Waste Electricaland Electronic Equipment)”的国际专利申请案第PCT/US2012/069404号中描述了用于回收印刷电路板、集成电路及印刷电路板组件以分离材料以供重复使用及/或恢复再用的系统及工艺,所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。概括地,PCT/US2012/069404中所描述的设备包括(a)机械焊料移除模块及/或加热器模块中的至少一者,及(b)化学焊料移除模块。
因此,需要一种回收例如印刷电路板及PCB组件的废弃电气及电子设备以克服上述问题或使上述问题最小化的方法。
发明内容
本发明的实施例大体上涉及用于回收印刷电路板、集成电路及印刷电路板组件以分离材料以供重复使用及/或恢复再用的系统及工艺。更特定来说,本发明的实施例大体上涉及用于回收PCB以有效地恢复再用贵金属同时使所使用的化学品及其它资源的数量最小化的系统及工艺。
本发明的实施例涉及用于回收印刷电路板、集成电路及其它印刷电路板组件的集成智能系统及工艺。
本发明的实施例涉及用于回收印刷电路板、集成电路及其它印刷电路板组件的智能系统及工艺,包括基于PCB及/或PCB组件类型选择处理顺序的构件。
本发明的实施例涉及用于回收印刷电路板、集成电路及其它印刷电路板组件的智能系统及工艺,包括基于PCB及/或PCB组件类型选择处理顺序的构件,其中所述处理顺序包括在金浸出模块(280)中处理。
本发明的实施例涉及用于回收印刷电路板、集成电路及其它印刷电路板组件的智能系统及工艺,包括用于处理PCB及/或PCB组件的智能构件及金浸出模块(280)。
本发明的另一实施例涉及一种用于回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,其中所述系统包括固体处理技术(SPT)贱金属移除模块及SPT金移除模块。
本发明的另一实施例涉及一种用于回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,其中所述系统包括固体处理技术(SPT)贱金属移除模块及SPT金移除模块,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)SPT熔炉模块,
(b)SPT研磨模块,
(c)SPT银浸出模块,
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
本发明的又一实施例涉及一种用于回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,其中所述系统包括固体处理技术(SPT)熔炉模块及SPT金移除模块。
本发明的又一实施例涉及一种用于回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,其中所述系统包括固体处理技术(SPT)熔炉模块及SPT金移除模块,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)SPT研磨模块,
(b)SPT贱金属移除模块
(c)SPT银浸出模块,
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
本发明的又一实施例涉及一种用于回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,所述系统包括金浸出模块及SPT金移除模块。
本发明的又一实施例涉及一种用于回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,所述系统包括金浸出模块及SPT金移除模块,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)预板清理模块,
(b)板清理模块,
(c)脱焊模块,
(d)贱金属移除模块,
(e)SPT熔炉模块,
(f)SPT研磨模块,
(g)SPT贱金属移除模块,
(h)SPT银浸出模块,
(i)(a)到(h)的任何组合,及
(j)(a)到(h)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
本发明的另一实施例涉及一种回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,所述工艺包括(a)在固体处理技术(SPT)贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,及(b)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从固体移除金,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在SPT熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,
(ii)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(iii)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(iv)(i)到(iii)的任何组合,及
(v)(i)到(iii)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
本发明的又一实施例涉及一种回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,所述工艺包括(a)在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,及选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(ii)在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,
(iii)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从所述固体移除金,
(iv)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(v)(i)到(iv)的任何组合,及
(vi)(i)到(iv)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
本发明的又一实施例涉及一种回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,所述工艺包括(a)在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,及(b)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从所述固体移除金,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(ii)在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,
(iii)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(iv)(i)到(iii)的任何组合,及
(v)(i)到(iii)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
本发明的又一实施例涉及一种回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,所述工艺包括在SPT金移除模块中使用金移除组合物从固体移除金,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在预板清理模块中对所述材料进行分拣,其中对PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除PCB组件及包括金的材料,
(ii)在板清理模块中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及包括金的材料,
(iii)在脱焊模块中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及包括金的材料,
(iv)在金浸出模块中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金,
(v)在贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述材料移除贱金属,
(vi)在SPT熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,
(vii)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(viii)在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述固体移除至少一种贱金属,
(ix)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(x)(i)到(ix)的任何组合,及
(xi)(i)到(ix)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
本发明的又一实施例涉及一种回收选自由印刷电路板(PCB)、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的金,所述工艺包括(a)在金浸出模块中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金,及(b)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从固体移除金,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在预板清理模块中对所述材料进行分拣,其中对PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除PCB组件及包括金的材料,
(ii)在板清理模块中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及包括金的材料,
(iii)在脱焊模块中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及包括金的材料,
(iv)在贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述材料移除贱金属,
(v)在SPT熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,
(vi)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(vii)在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述固体移除至少一种贱金属,
(viii)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(ix)(i)到(viii)的任何组合,及
(x)(i)到(viii)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
将从随后揭示内容及随附权利要求书更充分地了解其它方面、特征及优点。
附图说明
图1是本文中所描述的系统的大致示意图,其包含PCB平台(20)及平台及SPT平台(30)。
图2是本文中所描述的系统的大致示意图,其包含可存在于图1的PCB平台(20)及SPT平台(30)中的模块。
图3是预板清理模块(220)工艺的一项实施例的示意图。
图4是脱焊模块(260)设备的一项实施例的示意图。
图5绘示滚筒(500)的一项实施例。
图6绘示滚筒(500)的另一实施例。
图7绘示插入到槽(264、266、268、270、272、274、284、286、288、290、292、294)中的滚筒(500)的一项实施例。
图8绘示可用于脱焊模块(260)、金浸出模块(280)及/或贱金属移除模块(261)中的滚筒管线的实施例。
图9是金浸出模块(280)的一项实施例的示意图。
图10是SPT熔炉模块(320)及SPT研磨模块(340)的一项实施例的示意图。
图11是基本SPT工具模块(360)槽的示意图。
图12A是SPT工具模块(360)的一项实施例的示意图,其中至少两个模块可装纳于SPT工具模块(360)中。
图12B是SPT工具模块(360)的一项实施例的示意图,其中至少三个模块可装纳于SPT工具模块(360)中。
图13是包括反应槽、移除组合物槽及清洗液体槽的SPT工具模块(360)的一项实施例的示意图。
图14是包括反应槽、移除组合物槽、清洗液体槽及清洗槽的SPT工具模块(360)的另一实施例的示意图。
图15是包括反应槽、移除组合物槽、贮留槽、清洗液体槽及清洗槽的SPT工具模块(360)的又一实施例的示意图。
图16是包括反应槽、移除组合物槽、贮留槽、两个清洗液体槽及两个清洗槽的SPT工具模块(360)的另一实施例的示意图。
图17A是包括反应槽、两个移除组合物槽、两个贮留槽、两个清洗液体槽及两个清洗槽的SPT工具模块(360)的又一实施例的示意图。
图17B绘示图17A的SPT工具模块(360)中的第一化学反应的起始。
图17C绘示图17A的SPT工具模块(360)中的第二化学反应的起始。
图17D绘示在两个贮留槽中发生的一般化学反应。
图17E绘示来自图17B的SPT工具模块(360)的第一化学反应的浆液的离心及第一清洗。
图17F绘示来自图17C的SPT工具模块(360)的第二化学反应的浆液的离心及第一清洗。
图17G绘示来自图17F的SPT工具模块(360)的第一清洗的浆液的离心及第二清洗。
图17H绘示来自图17G的SPT工具模块(360)的第二清洗的浆液的任选离心及第三清洗。
图17I绘示来自图17H的SPT工具模块(360)的任选第三清洗的浆液的离心及分离。
图17J绘示来自图17G的SPT工具模块(360)的第二清洗的浆液的离心及分离。
具体实施方式
本发明大体上涉及用于回收印刷线路组合件、印刷电路板、集成电路及印刷电路板组件以分离材料以供重复使用及/或恢复再用的集成系统及工艺。更特定来说,本发明大体上涉及用于回收PCB以更有效地分离及恢复再用金属及工作组件,而同时使化学品及其它资源的使用最小化的集成系统及工艺。所述系统及使用工艺可由协调及调节设备中的自动化过程步骤的一或多个可编程逻辑控制器(PLC)控制。一或多个PLC允许多个不同处理模块以及每一模块内的多个不同滚筒及槽通过设备同时操作,从而提供每平方英尺工厂空间的最大处理量。多任务能力包含调度软件,当每一槽中的处理时间可能不平衡时,所述调度软件向系统提供能够同时处理多个模块及每一模块内的多个槽所必需的智能。基于板及/或组件的类型以及批次大小的工艺配方及程序存储在PLC中且在PCB板及/或PCB组件的批次进入工艺流时自动地或手动地起始。工艺流入口可取决于板及/或组件的类型而变化。在一项实施例中,每一模块具有至少一个PLC。此外,在必要时,可使用监督控制及数据采集(SCADA)装置或其等效物及/或通信网络来控制一或多个PLC。本文中所描述的系统实现以大于80%、优选地大于90%且更优选地大于95%的贵金属恢复再用效率对电子废料进行高容量处理。
出于本发明的目的,“电子废料(electronic waste或e-waste)”对应于计算机、计算机监测器、电视接收器、电子垫、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、摄影机、数码相机、DVD播放器、视频游戏控制台、传真机、复印机、MP3播放器,及已达到其使用寿命的终点或已以其它方式被处理的类似产品。电子废料包含这些已知物品内含有的组件,例如印刷电路板及其上含有的组件(例如,晶体管、电容器、散热器、风扇、芯片、微型组件、集成电路(IC)、电阻器、集成开关、处理器、连接器、USB端口、BGA芯片)。
出于一般揭示内容的目的,将板描述为包括纸、低介电塑料、薄且柔性的塑料、陶瓷/金属、玻璃纤维、环氧树脂、酚、铝、铜层及箔中的任一者。技术人员将了解,“玻璃纤维”是玻璃强化塑料或玻璃纤维强化塑料,且将对应于包括塑料及玻璃的任何材料。
如本文中所使用,“贵金属”包含金属金、银、铂、钯、铑、铱、锇、铼、钌,及包括以上各者的合金。
如本文中所使用,“贱金属”对应于铁、镍、锌、铜、铝、钨、钼、钽、镁、钴、铋、镉、钛、锆、锑、锰、铍、铬、锗、钒、镓、铪、铟、铌、铼、铊、包括以上各者的合金,及其组合。
如本文中所使用,“铜”对应于Cu(0)金属以及包括Cu(0)的合金。
如本文中所使用,“约”希望对应于大于或小于不超过叙述值的5%。
如本文中所定义,“络合剂”包含被所属领域的技术人员理解为络合剂、螯合剂、掩蔽剂及其组合的那些化合物。络合剂将与金属原子及/或金属离子化学上组合或物理上相关联以使用本文中所描述的组合物予以移除。
出于本描述的目的,使用“印刷电路板”来描述印刷线路板、印刷电路板以及印刷电路板组合件。印刷电路板(PCB)为电子组件提供机械支撑及电连接。PCB可为单侧、双侧或多层。PCB组合件对应于用电子组件填入的PCB。
如本文中所使用,“大体上溶解”在本文中被定义为大于95重量%的最初存在的材料溶解或以其它方式增溶,优选地大于98重量%,更优选地大于99重量%且最优选地大于99.9重量%。“未大体上溶解”在本文中被定义为小于5重量%的最初存在的材料溶解或以其它方式增溶,优选地小于2重量%,更优选地小于1重量%且最优选地小于0.1重量%。
如本文中所使用,术语“浸出”或“移除”对应于将特定金属或其它所要材料完全地或部分地移除或提取到特定移除组合物中。特定金属或其它所要材料溶解或以其它方式增溶在特定移除组合物中,优选地溶解。
如本文中所定义,“粉碎”对应于使PCB及/或PCB组件的金属大体上暴露于移除组合物的任何方法,例如,裂化、磨碎或击碎PCB及/或PCB组件。
如本文中所定义,“研磨”对应于使用压缩力将较大材料减小成较小材料,由此增大材料的可暴露于移除组合物以从其移除金属及其它所要材料的表面积的任何方法。可在被研磨的材料的温度上升可忽略的情况下完成研磨。
如本文中所定义,“磨削”对应于使用剪切力或切割动作将较大材料减小成较小材料,由此增大材料的可暴露于移除组合物以从其移除金属及其它所要材料的表面积的任何方法。
应了解,本文中所描述的“移除组合物”经特定地及/或选择性地配制以移除一或多种金属或其它所要材料。此外,移除组合物可为专有、市售或所述两者。
技术人员应了解,焊料、粘着剂、胶水及/或环氧树脂将例如晶体管、电容器、散热器、风扇、集成电路芯片(IC)、电阻器、集成开关、处理器(例如,CPU)、连接器、USB端口、BGA芯片的“组件”附接到PCB。
如本文中所定义,“可回收组件”对应于包括具有价值且将被再利用的金属的组件。如本文中所定义,“微型组件”对应于大小上小于约2到3mm(例如,可基于大小从较大物体分拣出来)的任何组件。出于图的目的,术语“M.Comp.”是微型组件的缩写。
如本文中所定义,“芯片”包含IC及CPU,以及其它固态“微型组件”,例如电容器及/或电阻器。
如本文中所定义,“模块”对应于能够促进为实现所要最终目的(举例来说,组件从PCB的移除、焊料的移除、金的浸出、银的浸出,及贱金属的移除)所需的化学、机械、热(即,热量)及物理工艺的不同系统及对应工艺。模块可在其间具有或不具有中介步骤的情况下串联地或并联地连接及/或操作,或根本不连接,例如,模块可能相对于其它模块在场外或模块可在另一模块内。
如本文中所定义,“环氧树脂”将主要表示环氧树脂的最终产物,其可用来将组件或杂件附接到PCB。最终产物对应于具有高机械性质以及耐温性及耐化学性的热固性聚合物。在电子工业中,环氧树脂往往用于包覆模制集成电路、晶体管及制作印刷电路板。另外,环氧树脂用来将铜箔接合到PCB衬底,且是许多PCB上的阻焊层的组件。
如本文中所使用,“灰化”或“待灰化”对应于其中使有机材料(也称为“可灰化内容物”)在高温下与空气或其它氧源反应(例如,燃烧)以仅留下不可燃材料的过程。
如本文中所使用,“浆液”对应于固体在液体中的混合物,举例来说,液体中的含有微粒的固体。浆液趋向于是稠流体且可被泵抽,且固体在处于未搅动状态的情况下将由于重力而沉降。
出于本发明的目的,“单轨”优选地包含布局灵活性、轨道、轨、斜坡、开关转盘、连锁、进入/退出区段以及曲线中的至少一者。单轨可抬高及/或在同一平面上延伸且可连接到其它系统,例如输送机、升降机或起重机。单轨可经布置以移动“容器”或“装纳构件”。单轨也可经布置以将板及/或组件从一个模块移动到另一模块。
如本文中所定义,“容器”或“装纳构件”可包含但不限于箱(gaylord)、滚筒、篮、槽、袋、桶、盒、料斗、散装袋、仓、瓶及缸体。
如本文中所定义,“智能”是指使用协调及调节一或多个系统中的自动化过程步骤的一或多个可编程逻辑控制器(PLC)来控制所述系统及/或使用所述系统的工艺。PLC允许多个不同处理模块以及每一模块内的多个不同滚筒及槽通过设备同时操作,从而提供每平方英尺工厂空间的最大处理量。多任务能力包含但不限于所开发的调度软件,所述调度软件向系统提供能够同时对多个模块及每一模块内的多个槽进行处理及取样所必需的智慧、配方输入及调适、材料处置、实时监测、感测、数据采集及分析、远程及/或无线使用及通信,及其任何组合。(若干)智能系统及/或(若干)工艺可使用网络来与(若干)其它系统及/或工艺安全地通信。
如本文中所定义,“智能系统”对应于具有收集及分析数据且与其自身及/或设备内的其它系统通信的能力的基于计算机的系统。举例来说,如本文中所描述的模块可分析数据且与其自身及/或设备内的另一模块通信,由此对工艺及/或配方作出调整。另外,智能系统能够关闭系统的部分或整个系统以确保工作人员安全。此外,智能系统能够确定何时必须对硬件及/或软件进行维护。
如本文中所定义,“饱和(loaded)”移除组合物对应于大体上饱含金属离子或已以其它方式达到移除组合物(例如,某一金属离子)的成分的预定浓度或阈值或pH的移除组合物。换句话说,饱和移除组合物无法再大体上溶解或增溶期望移除的(若干)金属。
如本文中所定义,“饱和”清洗液体对应于不再有效地清洗固体或已以其它方式达到化学成分(例如,某一金属离子)的预定浓度或阈值或pH的清洗液体。
如本文中所定义,“配方”对应于经使用及/或可编程及/或输入及/或选择及/或调整以使用本文中所描述的模块中的至少一者来确保最大工艺效率、最大金属移除及最小废料产生的参数。所考虑的参数包含但不限于移除过程期间的固体-液体比、处理时间、处理温度、处理顺序、添加速率、处理的固体/组件、处理的固体/组件数量、移除组合物中的化学品浓度、添加次序、必须适当处理的流出物数量、搅动构件类型、搅动速度、移除或冲洗组合物已重复使用/再循环多少次、处理的材料类型、金属离子成分的浓度、电流及电压变化,及其它预指定阈值。
如本文中所定义,“金指状物”是用于边缘连接器接触件的PCB上的镀金触针。
如本文中所定义,“移动构件”对应于用于将物体从一个位置移动到另一位置的手动或机械系统,其包含以下各者中的一或多者:输送机带、输送机轨道、输送轮、输送辊、重力输送机、机器人、具有移动机构的机器人装载臂、施密特输送机、具有动力通道/轨道的架空输送机、轨道、升降机、收集输送机、单轨、带、环链、具有轮的运送机、卡车、手推车、托盘、叉车、动臂升降机、剪式升降机、跨架式升降机、悬臂式升降机、柱式升降机、竖直升降机、水平升降机、台车、托板、搬运车、搬运工具、滑轮、夹具、卷扬机、钩、叉、堆垛机、斗式升降机、圆盘传送带、起重机、引导车辆、推车、泵、浆液泵,或前述各者的组合。出于本申请案的目的,任何输送系统可包含速度控制及/或可变速度。
如本文中所使用,“平台”对应于通过至少一个共同网络彼此连接的两个或两个以上工艺,其通过网络提供两个或两个以上工艺之间的信息交换,且其中与无信息交换的良率及/或性能相比,通过网络的工艺之间的信息交换增大良率或增强两个或两个以上工艺中的至少一者的性能。
如本文中所定义,“搅动构件”包含但不限于顶部搅拌器/混合器、底部搅拌器/混合器、侧搅拌器/混合器、螺旋搅动器、摇摆或旋转构件、旋转混合器、音波处理、超音波能、掺合机、刀片、分散器、转子、推进器、再循环器、挡板、叶轮、在旋转时导致搅动的装纳构件内的内部鳍片或钻机,及其任何组合。
如本文中所定义,“液体-固体分离构件”包含但不限于离心(例如,倾析器、圆锥形)、倾析、过滤、干燥、蒸发、渗透、沉降、沉淀、压滤机,及其组合。
如本文中所定义,“金离子”希望涵盖Au(Ⅰ)及Au(Ⅲ),以及包括阴离子的含有金-金的离子,其包含但不限于氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、氰化物、硫酸氢盐、亚硫酸氢盐、醋酸盐、草酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐、高氯酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐及磷酸盐。
如本文中所定义,化学反应的“大体上完成”对应于至少约90%的化学反应基于存在的限量试剂的完成,优选地至少约95%,且最优选地至少约99%。“完全反应”对应于至少99%的限量试剂的反应,更优选地至少99.5%。
如本文中所定义,“含有氯化物的盐”包含但不限于盐酸及碱性氯化物(例如,氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化铵、季铵氯化物盐),及其组合。
如本文中所定义,“通风构件”对应于强制空气(机械)通风,例如局部排气通风(通风橱、通风管道、空气清洁装置、风扇、排气管、涤气器及其组合)。
如本文中所定义,“控制进入熔炉中的空气输入的构件”对应于使用通风管道及空气泵或压力差以迫使大气或更多含氧空气进入熔炉。
如本文中所定义,“装载构件”包含但不限于滑槽、输送机、手动、起重机、千斤顶、卷扬机或其任何组合。另外,如本文中所定义,许多移动构件可为装载构件。
如本文中所定义,“空气输入”对应于允许用户经由管道或管线将一或多种气体(例如,空气)引入到槽中的开口或孔,特别是当化学反应需要或以其它方式在一或多种气体存在的情况下实现时化学反应更有效时。
再利用贵金属的系统及工艺
在一个方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统及工艺,所述系统包括印刷电路板(PCB)平台及固体处理技术(SPT)平台,其中所述系统及工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合中的金。另外,所述系统及工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约85%且最优选地大于约90%的含于PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合中的贱金属。此外,所述系统及工艺有效地恢复再用大于约70%、优选地大于约75%且最优选地大于约80%的含于PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合中的银。
参考图1,可看出,本文中所描述的系统(10)可包括PCB平台(20)及SPT平台(30),其中所述系统是集成且智能的,且能够取决于处理的材料(例如,PCB、PCB组件或包括金的材料)而使金属(例如,金)移除的效率最大化。换句话说,所述系统确保沿着PCB平台(20)、SPT平台(30)或所述两者处理材料(例如,PCB、PCB组件或包括金的材料),以确保资源(例如,化学品、能量、硬件、软件、设施的占用面积、水)的最小化、废料的最小化及再利用的金属的最大化。这是部分地使用可由SCADA装置(50)控制的至少一个可编程逻辑控制器来完成。出于本发明的目的,PCB平台(20)可包括预板清理模块(预BCM)(220)、板清理模块(BCM)(240)、脱焊模块(DS)(260)、贱金属移除(BMR)模块(261)及/或金浸出(GL)模块(280)(例如,参见图2)中的一或多者。出于本发明的目的,SPT平台(30)可包括SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)及/或SPT工具模块(360)(例如,参见图2)中的一或多者,其中SPT工具模块(360)可包括SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400)及/或SPT银浸出模块(420)中的一或多者。应了解,取决于模块,所述工艺可为湿式工艺、干式工艺、化学工艺、物理工艺、电气工艺、机械工艺,或前述工艺中的一者以上的某一组合。举例来说,湿式处理包含但不限于使用化学品及清洗的金属移除,而干式处理包含但不限于热处理(即,加热)、机械处理及燃烧。在一项实施例中,每一平台具有控制所述平台的至少一个PLC。在另一实施例中,使用至少PLC来控制PCB平台(20)及SPT平台(30)两者。在又一实施例中,每一模块具有控制所述模块的至少一个PLC。在另一实施例中,多个模块具有控制所述模块的至少一个PLC。当存在一个以上PLC时,可使用SCADA装置(50)来控制一或多个PLC。SCADA装置是监测及控制工业、基础设施及基于设施的工艺的基于计算机的系统。图1及2中展示示意图,其中SCADA控制系统(50)监测电子废料回收及恢复再用系统及其使用工艺。
在另一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,所述系统包括PCB平台(20)及SPT平台(30),其中PCB平台(20)包括选自由以下各者组成的群组的至少一个模块:
(a)预板清理模块(220)(分拣),
(b)板清理模块(240)(BCM),
(c)脱焊模块(260)(DS),
(d)贱金属移除模块(261)(BMR)
(e)贵金属浸出模块(GL)(280)
(f)(a)到(e)的任何组合,及
(g)(a)到(e)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,所述系统包括PCB平台(20)及SPT平台(30),其中SPT平台(30)包括选自由以下各者组成的群组的至少一个模块:
(a)SPT熔炉模块(320),
(b)SPT研磨模块(340),
(c)SPT工具模块(360),
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。SPT工具模块(360)可包括选自由(i)SPT贱金属移除模块(380)、(ii)SPT金移除模块(400)、(iii)SPT银浸出模块(420)、(iv)(i)到(iii)的任何组合及(v)(i)到(iii)中的每一者的组合组成的群组的至少一个模块。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种用于回收PCB组件的集成智能系统,所述系统包括固体处理技术(SPT)熔炉模块(320)且任选地包括选自由以下各者组成的群组的一或多个模块:
(a)SPT研磨模块(340),
(b)SPT贱金属移除模块(380),
(c)SPT金移除模块(400),
(d)SPT银浸出模块(420),
(e)(a)到(d)的任何组合,及
(f)(a)到(d)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在又一方面中,描述一种用于回收PCB组件的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB组件中的金,所述系统包括SPT金移除模块(400),及选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)固体处理技术(SPT)熔炉模块(320),
(b)SPT研磨模块(340),
(c)SPT贱金属移除模块(380),
(d)SPT银浸出模块(420),
(e)(a)到(d)的任何组合,及
(f)(a)到(d)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在一个方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金,所述系统包括金浸出模块(280),及选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)预板清理模块(220),
(b)板清理模块(240),
(c)脱焊模块(260),
(d)贱金属移除模块(261),
(e)固体处理技术(SPT)熔炉模块(320),
(f)SPT研磨模块(340),
(g)SPT工具模块(360),
(h)(a)到(g)的任何组合,及
(i)(a)到(g)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。SPT工具模块(360)可包括选自由(i)SPT贱金属移除模块(380)、(ii)SPT金移除模块(400)、(iii)SPT银浸出模块(420)、(iv)(i)到(iii)的任何组合及(v)(i)到(iii)中的每一者的组合组成的群组的至少一个模块。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,所述系统包括SPT工具模块(360),及选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)预板清理模块(220),
(b)板清理模块(240),
(c)脱焊模块(260),
(d)贱金属移除模块(261),
(e)金浸出模块(280),
(f)SPT熔炉模块(320),
(g)SPT研磨模块(340),
(h)(a)到(g)的任何组合,及
(i)(a)到(g)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。SPT工具模块(360)可包括选自由(i)SPT贱金属移除模块(380)、(ii)SPT金移除模块(400)、(iii)SPT银浸出模块(420)、(iv)(i)到(iii)的任何组合及(v)(i)到(iii)中的每一者的组合组成的群组的至少一个模块。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,所述系统包括选自由以下各者组成的群组的模块的组合:
(a)预板清理模块(220)及金浸出模块(280),
(b)板清理模块(240)及金浸出模块(280),
(c)预板清理模块(220)、板清理模块(240)及金浸出模块(280),
(d)预板清理模块(220)、脱焊模块(260)及金浸出模块(280),
(e)板清理模块(240)、脱焊模块(260)及金浸出模块(280),
(f)预板清理模块(220)、板清理模块(240)、脱焊模块(260)及金浸出模块(280),
(g)预板清理模块(220)、脱焊模块(260)及SPT工具模块(360),
(h)板清理模块(240)、脱焊模块(260)及SPT工具模块(360),
(i)预板清理模块(220)、板清理模块(240)、脱焊模块(260)及SPT工具模块(360),
(j)SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(k)脱焊模块(260)、SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(l)SPT熔炉模块(320)及SPT工具模块(360),
(m)SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(n)脱焊模块(260)、SPT熔炉模块(320)及SPT工具模块(360),
(o)脱焊模块(260)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(p)板清理模块(240)、脱焊模块(260)、SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(q)板清理模块(240)、脱焊模块(260)、SPT熔炉模块(320)及SPT工具模块(360),
(r)板清理模块(240)、脱焊模块(260)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(s)预板清理模块(220)、板清理模块(240)、脱焊模块(260)、SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(t)预板清理模块(220)、板清理模块(240)、脱焊模块(260)、SPT熔炉模块(320)及SPT工具模块(360),
(u)预板清理模块(220)、板清理模块(240)、脱焊模块(260)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(v)预板清理模块(220)、板清理模块(240)、脱焊模块(260)、金浸出模块(280)、SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)及SPT工具模块(360),
(w)金浸出模块(280)及SPT金移除模块(400),
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。实施例(a)到(v)中的任一者可进一步包括至少一个贱金属移除模块。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。SPT工具模块(360)可包括选自由(i)SPT贱金属移除模块(380)、(ii)SPT金移除模块(400)、(iii)SPT银浸出模块(420)、(iv)(i)到(iii)的任何组合及(v)(i)到(iii)中的每一者的组合组成的群组的至少一个模块。优选地,SPT工具模块(360)至少包括(i)SPT金移除模块(400)。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金。所述工艺包括在金浸出模块(280)中使用金浸出组合物从具有金的材料浸出金,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(a)在预板清理模块(220)中对PCB进行分拣,其中对PCB手动地及/或自动地分拣,
(b)在预板清理模块(220)中移除PCB组件,其中手动地及/或自动地移除PCB组件,
(c)在预板清理模块(220)中从PCB移除包括金的材料,其中对PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除PCB组件及包括金的材料,
(d)在板清理模块(240)中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及/或包括金的材料,
(e)在脱焊模块(260)中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及/或包括金的材料,
(f)在贱金属移除模块(261)中使用贱金属移除组合物从PCB、PCB组件及/或包括金的材料移除贱金属,
(g)在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化PCB组件及/或包括金的材料以得到包括灰分的固体,
(h)在SPT研磨模块(340)中磨削PCB组件及/或包括金的材料以得到包括经磨削材料的固体,
(i)在SPT工具模块(360)中从(i)来自(g)的灰分、(ii)来自(h)的经磨削材料及/或(iii)未灰化或未磨削PCB、PCB组件、包括金的材料移除贵金属,
(j)(a)到(i)的任何组合,及
(k)(a)到(i)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。使用SPT工具模块(360)的处理可包括选自由以下各者组成的群组的至少一个过程:(i)在SPT贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物移除至少一种贱金属;(ii)在SPT金移除模块(400)中使用金移除组合物移除金;(iii)在SPT银浸出模块(420)中使用银移除组合物移除银;(iv)(i)到(iii)的任何组合;及(v)(i)到(iii)中的每一者的组合。优选地,所述工艺包含使用移动构件在模块内自动地或手动地移动材料及/或在模块间自动地或手动地移动材料。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺。所述工艺包括在SPT工具模块(360)中从已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料移除贵金属,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(a)在预板清理模块(220)中对PCB进行分拣,其中对PCB手动地及/或自动地分拣,
(b)在预板清理模块(220)中移除PCB组件,其中手动地及/或自动地移除PCB组件,
(c)在预板清理模块(220)中从PCB移除包括金的材料,其中对PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除PCB组件及包括金的材料,
(d)在板清理模块(240)中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及/或包括金的材料,
(e)在脱焊模块(260)中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及/或包括金的材料,
(f)在贱金属移除模块(261)中使用贱金属移除组合物从PCB、PCB组件及/或包括金的材料移除贱金属,
(g)在金浸出模块(280)中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金,
(h)在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化PCB组件及/或包括金的材料以得到包括灰分的固体,
(i)在SPT研磨模块(340)中磨削PCB组件及/或包括金的材料以得到包括经磨削材料的固体,
(j)(a)到(i)的任何组合,及
(k)(a)到(i)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。使用SPT工具模块(360)的处理可包括选自由以下各者组成的群组的至少一个过程:(i)在SPT贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物移除至少一种贱金属;(ii)在SPT金移除模块(400)中使用金移除组合物移除金;(iii)在SPT银浸出模块(420)中使用银移除组合物移除银;(iv)(i)到(iii)的任何组合;及(v)(i)到(iii)中的每一者的组合。优选地,所述工艺包含使用移动构件在模块内自动地或手动地移动材料及/或在模块间自动地或手动地移动材料。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金,其中所述系统包括SPT贱金属移除模块(380)及SPT金移除模块(400),且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)SPT熔炉模块(320),
(b)SPT研磨模块(340),
(c)SPT银浸出模块(420),
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金。所述工艺包括在SPT贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,及在SPT金移除模块(400)中使用金移除组合物从固体移除金,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(a)在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化PCB组件及包括金的材料以得到包括灰分的固体,
(b)在SPT研磨模块(340)中磨削PCB组件及包括金的材料以得到包括经磨削材料的固体,
(c)在SPT银浸出模块(420)中使用银移除组合物从固体移除银,
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(g)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。优选地,所述工艺包含使用移动构件在模块内自动地或手动地移动材料及/或在模块间自动地或手动地移动材料。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在又一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统包括SPT熔炉模块(320)。
在又一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统包括SPT熔炉模块(320)及SPT金移除模块(400),且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)SPT研磨模块(340),
(b)SPT贱金属移除模块(380),
(c)SPT银浸出模块(420),
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺。所述工艺包括在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化PCB组件及包括金的材料以得到包括灰分的固体。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金。所述工艺包括在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化PCB组件及包括金的材料以得到包括灰分的固体,及在SPT金移除模块(400)中使用金移除组合物从固体移除金,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(a)在SPT研磨模块(340)中磨削PCB组件及包括金的材料以得到包括经磨削材料的固体,
(b)在SPT贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,
(c)在SPT银浸出模块(420)中使用银移除组合物从固体移除银,
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。优选地,所述工艺包含使用移动构件在模块内自动地或手动地移动材料及/或在模块间自动地或手动地移动材料。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在又一方面中,描述一种用于回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金,所述系统包括金浸出模块(280)及SPT金移除模块(400),且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)预板清理模块(220),
(b)板清理模块(240),
(c)脱焊模块(260),
(d)贱金属移除模块(261),
(e)SPT熔炉模块(320),
(f)SPT研磨模块(340),
(g)SPT贱金属移除模块(380),
(h)SPT银浸出模块(420),
(i)(a)到(h)的任何组合,及
(j)(a)到(h)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。优选地,所述系统经设计使得无论分批还是以其它方式,都使用移动构件自动地或手动地使待回收的材料在模块内移动及/或可自动地或手动地使待回收的材料在模块间移动。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金。所述工艺包括在金浸出模块(280)中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金,及在SPT金移除模块(400)中使用金移除组合物从固体移除金,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(a)在预板清理模块(220)中对PCB进行分拣,其中对PCB手动地及/或自动地分拣,
(b)在预板清理模块(220)中移除PCB组件,其中手动地及/或自动地移除PCB组件,
(c)在预板清理模块(220)中从PCB移除包括金的材料,其中对PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除PCB组件及包括金的材料,
(d)在板清理模块(240)中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及/或包括金的材料,
(e)在脱焊模块(260)中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及/或包括金的材料,
(f)在贱金属移除模块(261)中使用贱金属移除组合物从PCB、PCB组件及/或包括金的材料移除贱金属,
(g)在固体处理技术(SPT)熔炉模块中灰化PCB组件及/或包括金的材料以得到包括灰分的固体,
(h)在SPT研磨模块(340)中磨削PCB组件及/或包括金的材料以得到包括经磨削材料的固体,
(i)在SPT贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,
(j)在SPT银浸出模块(420)中使用银移除组合物从固体移除银,
(k)(a)到(j)的任何组合,及
(l)(a)到(j)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。优选地,所述工艺包含使用移动构件在模块内自动地或手动地移动材料及/或在模块间自动地或手动地移动材料。所述系统可由包含但不限于协调及调节设备中的一或多个自动化过程步骤的PLC的一或多个控制装置控制。
本文中所描述的设备及工艺优选地优化能量利用。举例来说,所述设备及工艺可能依靠闭合回路能量系统来将来自能量产生器的能量(包含但不限于可在热交换器中捕获的排气中的热、稀释热、放热化学反应)传递到能量用户(包含但不限于加热组合物、加热焊料、灰化材料、在吸热过程期间维持温度)。
集成智能系统及工艺可一周七天、一天二十四小时连续地(分批或以其它方式)操作,且处理一年80到3000公吨的电子废料,其中金恢复再用效率为大约85%到大于99%。
本文中所描述的包括一或多个模块的系统可包含“断路器开关”能力,其中基于以太网的控制系统(例如SCADA)可在工作人员或环境处于危险中(包含但不限于暴露于有毒烟雾、失控化学反应、模块中的计算机或组件故障)的情况下关闭模块或模块内的组件。
当存在时,至少一个PLC及SCADA可用于以下各者中的至少一者:数据处理;管理及控制(若干)模块;配方的存储;掺合化学物;分离材料;数据归档及报告;控制计算机网络及系统;安全、效率、经济及生态操作;维护;泄漏检测及围阻位置及必要的特殊要求;变量的取样及监测;及/或印刷生产报告。
实时监测
为实现本文中所描述的高金属移除及恢复再用效率,可实时监测(若干)工艺、(若干)模块、模块中的硬件、析出气体、板、组件、固体、移除组合物、用于移除组合物的原材料、工艺组合物及清洗液体、工艺清洗液体,且根据需要可将获取的数据发送到至少一个PLC以供分析及进一步动作。实时监测可在任何模块中的任何容器中、在任何管线内、在工艺中的任何点期间发生。举例来说,可监测其中使用移除组合物以从板、组件及/或固体移除至少一种金属的化学反应,借此发生实时取样且确定一或多种组分的浓度。这允许计算机作出调整,使得移除组合物随时间流逝保持稳定浓度。替代地,一旦达到某一浓度,化学反应便可完成及/或移除组合物便可饱和及/或便可达到终点。类似地,可发生清洗液体的实时取样,从而允许计算机确定清洗液体的状态。往往必须调整移除组合物或清洗液体的pH且实时取样允许此动作。同样可对固体进行实时取样。实时取样还确保,如果达到某一预指定阈值,那么工作人员及环境通过接合“断路器开关”而不处于危险中。这些仅为实时监测及取样的优点的几个实例。
实时监测可包含但不限于:温度;压力;液体及/或气体泄漏检测;及在混合、存储、掺合、搅动、反应、恢复再用、重复使用、馈入及渗出、中和、缓冲、稀释、pH调整、装载、NOx抑制、过滤、分离、离心、沉淀、扩散渗析、树脂基酸回收及金属恢复再用、电解冶炼、废水处理及/或再生期间的固体及/或液体中的化学成分及/或pH值及/或氧化还原电位及/或终点及/或导电性的监测。监测的化学成分可为原始化学成分或包括至少一种化学成分的组合物。实时监测可在任何模块中的任何容器中、在任何管线内、在工艺中的任何点期间发生。同样可实时监测工艺硬件。可实时监测从任何模块析出的任何气体。实时监测及分析可为在线、直接、间接、连续、调度及/或需要样本制备。取样可为手动的或自动的。确定浓度的解析分析可为手动的或自动的。可使用所属领域中已知的任何“解析技术”或“感测构件”(包含但不限于pH测量、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、电感耦合等离子体光谱法、电感耦合等离子体光学发射光谱法、UV可见分光亮度测定法、UV分光亮度测定法、滴定法、红外光谱法、温控红外光谱法、比色法、液相层析术、高效液相层析术、折射率传感器、光学传感器、化学传感器、电化学技术(例如,脉冲循环恒电流分析、多变量分析、恒电流、动电位)、循环伏安法、线性偏振、射频识别,及被技术人员已知为测量化学浓度的任何其它技术)来确定浓度。
优选地实时监测下文所描述的每一模块。
预BCM处理
需要回收及再利用的印刷电路板可包含应在进一步处理前从PCB移除以实现单独地处理PCB及PCB组件以便增大整个回收及再利用过程的效率的组件及杂件。此外,通过移除一些PCB组件及杂件,通过减小所使用化学品的体积、废料流以及操作(即,实用性)及设备(即,交换器、涤气器及废水处理)成本而减少对环境的影响。此外,一些PCB组件及杂件将污染移除组合物,且因而,必须在进一步处理前从PCB移除。所属领域的技术人员应理解,可手动地及/或自动地移除PCB组件及其它杂件。
图3中展示一般化预BCM工艺(220)的示意图。PCB可根据类型、大小、重量(例如,主板、笔记本电脑板、TV板、服务器板、硬盘驱动器板、SCSI卡、内存板及智能电话)而手动地或自动地分拣成若干批次,这是因为每一类型的PCB含有不同组件及不同金属含量,且因而,可能需要为了最大效率而被不同地处理。自动分拣构件包含检测PCB及PCB组件中的金属的构件,包含但不限于x射线检测、真空技术,及产生磁涡流。废弃不具有贵金属的任何PCB。在分拣后,应移除无价值的特定杂件,例如,大塑料及金属零件(即,铁件)(“PCB制备”)。可手动地或自动地或通过所述两者的组合移除这些杂件。许多这些杂件被拧或拴到板上,且因而,需要使用螺丝起子来移除这些杂件。替代地,可能必需热枪或磨削机来移除这些大塑料及金属杂件,这是因为其粘附到板。可使用剃刀及镊子来移除贴纸。可例如使用热枪、镊子、切割构件及/或钳子而从板容易移除的含有金的芯片、微型组件、连接器及/或金指状物应被移除及分拣。举例来说,可通过包含但不限于剪切、锯切、等离子体切割、水射流切割、氧乙炔切割、激光切割及放电加工的切割构件移除金指状物。具有可见表面污垢或粉尘的PCB优选地举例来说在浸渍槽、输送机喷涂系统或其等效物中清洗,且在进一步处理前干燥。推荐安全通风,例如,具有涤气器的通风橱。
继分离后,为了最大效率,可将PCB及已从其移除的任何可回收PCB组件分拣成若干批次以供进一步处理。举例来说,PCB可仍具有可回收PCB组件,例如,表面安装芯片及微型组件,其可被发送到BCM及/或脱焊(DS)模块,所述BCM及/或脱焊(DS)模块包括从PCB及PCB组件移除PCB组件(可回收及以其它方式)及焊料的剩余部分的构件。可将已被移除的金指状物及含有金的连接器发送到脱焊(DS)模块及/或金浸出(GL)模块,其中GL模块包括恢复再用来自所述指状物及连接器的金的构件。已与PCB分离或将与PCB分离的任何可回收PCB组件(例如,IC芯片及微型组件)可被手动地或自动地收集且可被发送到固体处理技术(SPT)熔炉模块、SPT研磨模块(340)及/或SPT工具模块(360),其中SPT熔炉模块(320)包括用以灰化组件的熔炉,SPT研磨模块(340)包含磨削或研磨构件,且SPT工具模块(360)包括用于从经灰化及磨削/研磨组件移除贱金属及贵金属的一系列个别模块。为监测金属移除效率,PCB及任何可回收PCB组件优选地在进入预BCM中后且在从相应批次中的预BCM退出后旋即称重。
在一个方面中,描述一种制备用于金属再利用及恢复再用的印刷电路板的工艺,所述工艺包括:
(a)基于以下各者中的一或多者而将PCB及PCB组件分拣成若干批次:不具有贵金属价值的PCB(批次1);可直接发送到板清理模块(240)(BCM)以从其移除PCB组件的PCB(批次2);需要在BCM前处理的PCB(批次3),芯片及微型组件(批次4),及可直接发送到脱焊模块的PCB及PCB组件(批次5);
(b)从批次3的PCB移除杂件及PCB组件,其中将杂件及PCB组件分拣为批次1、4或5中的任一者;及
(c)任选地,从批次3的PCB移除金指状物,
其中可在固体处理技术平台中进一步处理批次4,可在脱焊模块(260)或金浸出模块(280)中进一步处理金指状物,处理批次1的PCB,在BCM中进一步处理批次2中的PCB以从PCB移除PCB组件,且在BCM中进一步处理步骤(b)及(c)后剩余的批次3的PCB以从PCB移除PCB组件。
BCM
在易于移除PCB组件及杂件的初始手动及/或自动分离后,PCB将可能仍具有通过接合剂(例如,焊料、粘着剂、胶水及/或环氧树脂)附接到PCB的PCB组件(可回收及以其它方式)。从PCB移除PCB组件的一个方式是使用焊料移除组合物,但是,为使焊料移除组合物的效率最大化,优选地大体上通过加热、机械及/或物理构件(下文称为板清理模块(240)(BCM))移除PCB组件。通过加热、机械及/或物理构件的“PCB组件的大体上移除”对应于至少85%、优选地至少90%的PCB组件及杂件的移除。
PCB组件通常使用焊料附接到PCB的表面。电子焊料通常是三种类型中的一者:铅合金焊料、无铅焊料或银合金焊料。铅合金焊料是由锡及铅的合金制成、有时同样具有其它金属的焊料。铅合金焊料往往以其合金比率(例如60/40或63/37(w/w Sn/Pb))为参考。铅合金焊料数十年来一直是用于电子装置中的标准焊料,但与铅相关联的健康问题导致抛弃基于铅的焊料。最受欢迎的无铅合金中的一者是具有96.5%锡、3%银及0.5%铜的96.5/3/0.5合金。银合金焊料可为无铅或与铅组合,举例来说,具有2%银、62%锡及36%铅的62/36/2合金焊料。当前,PCB组件移除涉及将焊料加热到熔解温度,借此经释放组件与PCB分离且收集液体焊料。应用于回收PCB的此方法具有许多缺点,其包含但不限于铅及锡是低挥发性金属,且此类加热及熔解将对环境空气产生高程度的污染排放且液体焊料不便于收集。
本文中所描述的BCM包含“加热构件”,其包含但不限于利用红外线加热、电阻加热线圈、传热流体、流体/蒸汽热交换器的分批烘箱或其等效物,其可用来将PCB及因此焊料加热到其中焊料软化的温度,由此实现使用机械及/或物理构件从PCB机械移除PCB组件。在尤其优选实施例中,将PCB维持在特定焊料、环氧树脂、胶水及/或其它粘着构件的熔点以下至少1℃到约30℃。BCM包含如本文中所描述的移动构件以将PCB及PCB组件移动穿过BCM。机械及/或物理构件能够确保PCB组件从PCB的大体上移除发生且可经收集以供进一步处理。预期的机械及/或物理构件包含但不限于切割刀片、研磨材料(例如,包括氧化铝、碳化硅、碳化钨或石榴石的经接合材料,或例如砂纸的经涂布材料)、磨削机、滚筒、经加热气刀、振动力、刷子、耙子或刮刀、钻机(具有速度控制及/或可变速度)、高压气体、高压液体、传热流体、超临界流体、铁锤、手或任何其它构件,借此一旦焊料、环氧树脂、胶水及/或其它粘着构件软化,便从PCB机械及/或物理移除PCB组件。应了解,虽然重力并非机械构件,但组件可由于重力而从PCB掉落。由于污染排放的风险,故BCM模块(240)应具有适当通风及涤气。优选地,BCM模块(240)进一步包括装纳构件,使得可在通过加热、机械及/或物理构件后收集PCB组件及PCB。
在以陈天牛(Tianniu CHEN)等人的名义在2011年4月15日申请且标题为“用于在废弃电气及电子设备的回收期间剥离焊料金属的设备及方法(Apparatus and Method forStripping Solder Metals During the Recycling of Waste Electrical andElectronic Equipment)”的国际专利申请案第PCT/US2012/069404号中描述了已知BCM的实例,所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。在以谢晟阳(Cheng-yangHsieh)的名义在2014年5月9日申请且标题为“电路板的电子组件移除设备(ElectronicComponent Removal Apparatus for a Circuit Board)”的美国专利申请案第14/273,797号中描述了已知BCM的另一实例,所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。
在以詹姆斯·R·摩尔杏(James R.Moltion)的名义在2010年4月27日发布且标题为“用于去填入电路板的工艺(Process for Depopulating a Circuit Board)”的美国专利第7,703,197号中描述了已知BCM的另一实例,所述专利的全部内容据此以引用的方式并入本文中。7,703,197专利涉及一种用于移除焊接到PCB的物品的设备。所述设备包括:运送机构,其经配置以将PCB从设备的PCB入口载送到设备的PCB出口;速度控制件,其耦合到运送机构以控制PCB的行进速度;热源,其经配置以依比应用于PCB的板组件的加热速率更高的加热速率加热焊料;热源控制件,其耦合到热源以控制焊料的加热速率;振动器,其经配置以将机械力施加到位于设备的PCB入口与设备的PCB出口之间的PCB;振动器控制件,其控制施加到PCB的机械力的振幅;及倾斜表面,其经配置以捕获与PCB断开的至少一个物品且在重力的影响下将断开的物品运送到第一收集位置。
通过移动构件将待在BCM中处理的PCB运送到BCM。移动构件可由PLC控制。在一项实施例中,将一批PCB自动地运送到BCM以供处理。批次可包括例如在容器中个别地或一起输送到BCM的一系列PCB。PCB可手动地或自动地、通过装载构件(例如,滑槽或料斗)或装载到输送机或其它移动构件上而个别地或分批装载到BCM中。
继通过BCM后,PCB及PCB组件可再次被手动地或自动地分拣,且发送到本文中所描述的一或多个模块。举例来说,含有金的PCB、PCB组件仍被附接的PCB、IC及微型组件以及塑料连接器可发送到DS模块(260)以移除焊料及/或剩余PCB组件。不含贵金属的PCB可被移除免于进一步处理。含有金的PCB、PCB组件仍被附接的PCB、IC及微型组件以及塑料连接器可依大小进行分拣且分成批次以在进一步处理期间使效率最大化。在一项实施例中,分拣及/或分离可使用振动构件、搅动构件、搅拌、混合、转筒筛、滚动分拣机或依类型及/或大小对含有金的PCB、PCB组件仍被附接的PCB、IC及微型组件以及塑料连接器进行分拣且将类似大小的物种输送到容器及/或移动构件的任何其它分拣构件手动地或自动地发生。“振动构件”包含但不限于振动网筛及振动滤网。在一项实施例中,对包括若干物种的容器称重,且在容器达到预定重量时,使用移动构件将容器手动地或自动地输送到DS模块(260)。
应了解,可在无杂件的初始移除的情况下将待回收及再利用的PCB直接引入到BCM,但是,PCB上的贴纸将可能堵塞机械构件及/或烧毁。此外,拧到PCB的杂件将仍必须以某种方式移除。另外,取决于PCB的类型或制造PCB的位置,可使用不同种类的焊料,其可能需要不同处理条件,例如,不同软化温度。
为监测金属移除效率,PCB及任何可回收PCB组件优选地在相应批次中进入BCM中后及/或从BCM退出后旋即称重。此外,优选地实时监测BCM,举例来说,以确保工艺的温度不超过基于处理的PCB的批次的规定阈值。此外,应监测析出气体以确保工作人员及环境安全。预期BCM模块(240)的额外实时监测,其包含但不限于硬件及软件的监测。
在一个方面中,描述从PCB移除组件的板清理模块(240)(BCM),所述BCM包括:
(a)加热构件,其中升高温度以软化焊料、环氧树脂、胶水及/或用来将PCB组件连接到PCB的其它粘着剂;
(b)机械构件,其从PCB移除PCB组件,
其中机械构件是选自由切割刀片、研磨材料、磨削机、滚筒、加热气刀、振动力、刷子、耙子、刮刀、钻机、高压气体、高压液体、传热流体、铁锤及其任何组合组成的群组。
加热构件内的温度优选地比焊料、环氧树脂、胶水及/或其它粘着剂的熔解温度低约1℃到30℃。一旦焊料软化,机械构件便可从PCB移除PCB组件。BCM模块(240)可进一步包括以下各者中的至少一者:装纳构件,其在从PCB移除PCB组件后收集PCB及PCB组件以供进一步处理;移动构件,其用于将PCB及PCB组件移动穿过BCM模块(240);装载构件,其用于将PCB引入到加热及/或机械构件中;分拣构件,其用于将PCB及PCB组件分拣成(若干)批次;及其任何组合。
在另一方面中,描述一种在板清理模块(240)(BCM)中从PCB移除组件的工艺,所述工艺包括:
(a)加热将组件连接到PCB的接合剂,其中所述接合剂通过加热到低于所述接合剂的熔解温度的温度而软化;
(b)一旦接合剂软化,便使用机械构件从PCB移除组件,其中机械构件是选自由切割刀片、研磨材料、磨削机、滚筒、加热气刀、振动力、刷子、耙子、刮刀、钻机、高压气体、高压液体、传热流体、铁锤及其任何组合组成的群组。
接合剂可包括焊料、粘着剂、胶水及/或环氧树脂中的任一者。接合剂加热到的温度优选地比所述接合剂的熔解温度低约1℃到30℃。机械构件可选自由切割刀片、研磨材料、磨削机、滚筒、加热气刀、振动力、刷子、耙子、刮刀、钻机、高压气体、高压液体、传热流体、铁锤及其任何组合组成的群组。在BCM中从PCB移除组件的过程可进一步包括以下各者中的至少一者:将PCB及PCB组件接纳在BCM模块中;在从PCB移除PCB组件后将PCB及PCB组件收集在装纳构件中;使用移动构件将PCB及PCB组件移动穿过BCM模块(240);使用装载构件将PCB引入到加热及/或机械构件中;使用分拣构件将PCB及PCB组件手动地及/或自动地分拣成(若干)批次;将(若干)批次手动地及/或自动地移动/传递到一或多个模块;及其任何组合。
脱焊模块
虽然可将待回收或再利用的板直接发送到脱焊(DS)模块(260),但所属领域的技术人员应理解,组件及其它杂件在预BCM(220)中或在BCM模块(240)中的任何手动、自动移除会增大整个脱焊过程的效率。明确来说,脱焊模块(260)依靠焊料移除组合物,且使所需化学品以及后端上的废料流的总量最小化是有利的。此外,在没有一些预BCM及BCM移除的情况下,存在一些材料将发送到脱焊模块(260)的风险,其将污染焊料移除组合物。因此,进入脱焊模块(260)的PCB、PCB组件或所述两者优选地已经历预BCM及BCM处理,或其等效物,以确保已移除绝大多数组件及其它杂件。替代地,进入脱焊模块(260)的PCB、PCB组件或所述两者可能已经历预BCM处理或其等效物。在又一替代例中,进入脱焊模块(260)的PCB、PCB组件或所述两者可能已经历BCM处理或其等效物以确保已移除绝大多数PCB组件及其它杂件。
在国际专利申请案第PCT/US2012/069404号中描述了已知脱焊模块(260)及已知焊料移除组合物的实例。此外,在以安德烈·布罗索(AndréBrosseau)等人的名义在2011年4月15日申请且标题为“用于废印刷电路板的回收的方法(Method for Recycling ofObsolete Printed Circuit Boards)”的国际专利申请案第PCT/US2011/032675号中描述了已知焊料移除组合物,所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。
进入DS模块(260)的PCB、PCB组件或所述两者(例如,连接器、IC芯片、微型组件)可具有附接到其的焊料、组件或所述两者。脱焊模块(260)采用焊料移除组合物(专有或商业上已知)以从板及组件移除焊料。DS模块可包含将PCB、PCB组件或所述两者暴露于焊料移除组合物以实现焊料从其的化学移除的任何设备。可以任何适合方式(例如,通过将焊料移除组合物喷涂在PCB、PCB组件或所述两者上、通过将PCB、PCB组件或所述两者浸渍在一定体积的焊料移除组合物中、通过使PCB、PCB组件或所述两者与具有吸附在其上的焊料移除组合物的另一材料(例如,衬垫,或纤维吸附剂施用器元件)接触、通过使PCB、PCB组件或所述两者与再循环焊料移除组合物接触,或通过使焊料移除组合物与PCB、PCB组件或所述两者接触的任何其它适合构件、方式或技术)实现PCB、PCB组件或所述两者暴露于焊料移除组合物。在优选实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者浸渍在装纳构件中的一定体积的焊料移除组合物中,其中PCB、PCB组件或所述两者完全地或部分地浸没在焊料移除组合物中。DS模块可进一步包含用于移动及/或搅动焊料移除组合物及/或PCB、PCB组件或所述两者的构件,其辅助从PCB移除焊料及/或组件。
在一项实施例中,DS模块包括一或多个化学焊料移除容器、任选地一或多个带出容器、任选地一或多个清洗容器;及任选地一或多个干燥容器。在一项实施例中,DS模块包括一或多个化学焊料移除容器;一或多个清洗容器;任选地一或多个带出容器;及任选地一或多个干燥容器。在另一实施例中,DS模块包括一或多个化学焊料移除容器;一或多个带出容器;一或多个清洗容器;及任选地一或多个干燥容器。在又一实施例中,DS模块包括一或多个化学焊料移除容器;一或多个清洗容器;一或多个干燥容器;及任选地一或多个带出容器。在又一实施例中,DS模块包括一或多个化学焊料移除容器;一或多个带出容器;一或多个清洗容器;及一或多个干燥容器。PCB、PCB组件或所述两者从一个容器自动地或手动地、个别地或分批地移动到下一容器。在一项实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学焊料移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器。在另一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学焊料移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到带出容器到清洗容器。在又一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学焊料移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器到带出容器。在又一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学焊料移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器到干燥容器。在又一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学焊料移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到带出容器到清洗容器到干燥容器。如本文中所定义,PCB、PCB组件或所述两者经由移动构件逐个容器地移动穿过模块。在一项实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者装载在可插入一或多个容器中的滚筒中。出于此模块的目的,“干燥容器”不一定是如本文中所定义的容器,而可包括干燥PCB、PCB组件或所述两者的构件,其包含但不限于吹气、吹热气、按高rpms旋转容器及/或振动构件。
举例来说,可通过如本文中所定义的任何装载构件(举例来说,滑槽、输送机、手动、起重机或卷扬机,或其任何组合)将PCB、PCB组件或所述两者(262)手动地或自动地引入到装纳构件。在一项实施例中,装纳构件包括一或多个槽、滚筒、篮、桶,及/或前述各者的组合。在优选实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者手动地或自动地装载到一或多个滚筒中。
在一项实施例中,举例来说,如图4所展示,DS模块包括:滚筒管线,其包括槽(DS槽1(264)或DS槽2(266)),所述槽包括焊料移除组合物;任选地带出槽(268);清洗槽1(270);任选地清洗槽2(272);及任选地干燥槽(274)。滚筒(500)贮留PCB、PCB组件或所述两者,且允许焊料移除组合物(在DS槽1(264)及DS槽2(266)中)及清洗液体(在清洗槽1(270)及清洗槽2(272)中)进入滚筒以供溶解/增溶及清洗,以及在排水、带出及干燥期间退出滚筒。在一项实施例中,模块包括DS槽1及/或DS槽2、带出槽、清洗槽1、清洗槽2及干燥槽。预期槽的其它组合。优选地,清洗液体包括水。每一槽具有装纳滚筒以及焊料移除组合物或清洗液体的体积容量。
优选地,使用如本文中所定义的搅动构件连续地搅动DS槽1(264)或DS槽2(266)、清洗槽1(270)及清洗槽2(272)。DS槽1或2中的焊料移除组合物,及清洗槽1及清洗槽2中的清洗液体可连续地再循环。当使用再循环时,过滤器可能是必需的,以在组合物或清洗剂再进入槽中前剔除微粒。DS槽1及DS槽2中的焊料移除组合物的一或多种化学成分的浓度调整可基于实时取样数据而发生以延长焊料移除组合物的寿命。使用带出槽(268)来捕获焊料移除组合物以在用清洗剂稀释前重复使用。因此,带出槽(268)可用来例如使用离心、高压空气、重力、摇动、旋转、振动及/或用来自清洗槽1的清洗液体快速清洗以增强移除组合物的捕获。清洗槽1是可重复使用的清洗液体,但当其对于有效清洗不再可行时,清洗槽1中的清洗液体可移动到废水处理。当此发生时,来自清洗槽2的清洗液体可移动到清洗槽1以供更多清洗,且清洗槽2充满新鲜清洗液体。周期性地,可能需取决于(若干)槽的设计而清洁DS槽1或2、清洗槽1及清洗槽2以移除已在焊料移除处理期间下沉到槽的底部的沉淀物及组分。优选地由PLC控制DS模块以确保工作人员安全及环境规则相符性。
图8中展示脱焊模块(260)的滚筒管线系统的实例,其中展示六个槽,四个槽具有装纳于其中的滚筒。如下文所介绍,装载系统(271)(例如,滚筒装载系统)降低并从槽移除滚筒,借此滚筒装载系统能够旋转滚筒以及提供角度到滚筒。可按角度(举例来说,相对于法线的最多±20°的任何角度)处理滚筒,此可通过参考图7而更好地理解。替代地,滚筒可在开口端向上(未展示)的情况下定位成相对于法线的90°。所属领域的技术人员应理解,多个滚筒可同时通过系统及工艺。实际上,DS槽1(264)及DS槽2(266)充满焊料移除组合物且清洗槽1(270)及清洗槽2(272)充满清洗液体。装纳PCB、PCB组件或所述两者的滚筒完全地或部分地浸没在DS槽1(264)及/或DS槽2(266)中,且任选地在槽(264、266)内依实现焊料的溶解所必需的时间及温度旋转(273),举例来说,达在从约1分钟到约80分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间,在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约60℃的范围中的温度下。如图8中所展示,如所属领域的技术人员所理解,滚筒可取决于机构而从顶部、底部或从侧(未展示)旋转。其后,将滚筒移动(例如,使用滚筒装载系统(271),其在图8中描绘为能够依箭头A在槽间移动以及依箭头B在槽内上下移动)到带出槽(268)以捕获任何过量焊料移除组合物以供在DS槽1(264)或DS槽2(266)中重复使用。接着,将滚筒移动到清洗槽1(270),完全地或部分地浸没在槽内且任选地在槽内旋转,达实现第一清洗所必需的时间,举例来说,达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。接着,将滚筒移动到清洗槽2(272),完全地或部分地浸没在槽内且任选地在槽内依实现第二清洗所必需的时间旋转,举例来说,达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。其后,可将滚筒移动到干燥槽(274)以干燥装纳在其中的板及组件。如先前所描述,干燥槽不一定必须是槽,而可包括干燥PCB、PCB组件或所述两者的构件,其包含但不限于吹气、吹热气、按高rpms旋转容器及/或振动构件。全部槽经优选地覆盖(275)以使蒸发最小化,例如,槽可被包括在一或多个外壳中。如所属领域的技术人员将理解,滚筒(500)、槽(264、266、268、270、272、274)及馈入槽的全部管线(例如,277)优选地由与使用的焊料移除组合物及温度兼容的材料构造,且槽(264、266、268、270、272、274)也可包含加热/冷却构件(未展示)、空气输入(未展示)、感测构件及/或通风构件(279)。应了解,全部槽(264、266、268、270、272、274)可包含输入/输出管线277中的至少一者且图8中的输入/输出管线277的描绘并非希望限制替代实施例。举例来说,可能存在进入槽中的一个、两个、三个、四个或四个以上输入/输出管线。通风构件(例如,276)可包含任何化学烟雾的凝结以作为可行液体以及监测再引入回到模块中以确保人员的安全。可将整个模块装纳在壳体(278)内。优选地由PLC控制模块以确保工作人员安全及环境规则相符性。
如所属领域的技术人员容易辨别,一旦焊料移除组合物饱和,所述焊料移除组合物便可经发送以供后DS处理。后处理可包含化学再利用、再生或(若干)金属分离的一或多者,借此可使用例如扩散渗析(DD)、铅电解冶炼(EW)、树脂基酸回收及金属恢复再用或这些的任何组合的技术。在后DS处理后,一些焊料移除组合物可经再利用且返回以掺合新鲜焊料移除组合物。可将剩余物发送到废水处理。可替代地使用“馈入及渗出”工艺,其中将干净焊料移除组合物周期性地引入到工作焊料移除组合物,其中同时撤回一些工作焊料移除组合物以供后续处理。
在DS模块(260)中处理后,可手动地或自动地卸除滚筒,使得PCB、PCB组件或所述两者可经分离以供进一步处理,如基于PCB、PCB组件或所述两者适当地(例如,参见图3)。举例来说:可将芯片及微型组件发送到SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)或SPT工具模块(360);可将具有贵金属价值的任何事物(例如内存板、金指状物及连接器)发送到金浸出(GL)模块(280);且剩余板可在内部(例如,在贱金属移除模块中)或在场外进行收集且进一步处理。分离可使用振动构件、搅动构件、搅拌、混合、转筒筛、摇动台、过滤器或分离在DS处理后退出滚筒的PCB、PCB组件或所述两者的任何其它分拣构件手动地或自动地发生。在一项实施例中,对PCB、PCB组件或所述两者进行分拣,借此将IC及微型组件发送到SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)、SPT工具模块(360),或前述各者中的任何两者或全部三者。金指状物、塑料连接器及内存板可被分拣且发送到GL模块(280)。
替代地,在DS模块(260)中处理后,如果正处理的PCB/组件包括一批塑料连接器,则滚筒未被卸除且代替地被引导到金浸出模块(280),如下文所描述。
虽然不希望被数字束缚,但DS模块(260)已按比例建置且优选地可处理大于100kg/h的PCB、塑料连接器、IC及微型组件,优选地大于150kg/h,且最优选地大于200kg/h。
优选地由PLC控制DS模块(260),且当优选地先前分拣成若干批次的PCB、PCB组件或所述两者进入DS工艺流时选择特定配方。如上文所论述,将实时监测DS模块(260),其中可至少每一个小时对DS槽1及DS槽2两者中的焊料移除组合物进行取样且确定化学化合物的浓度,其中可至少每三个小时对清洗水槽1及清洗水槽2两者中的清洗水进行取样,且其中可至少每一个小时对PCB进行取样且在固体材料消解后确定特定化学品的浓度,如所属领域的技术人员容易理解。此外,监测析出的气体及DS模块(260)的全部硬件以确保模块正有效且安全地工作。预期DS模块(260)的额外实时监测,其包含但不限于硬件及软件的监测。
应了解,本文中所描述的实施例仅为设想的一项实施例。代替滚筒,PCB、PCB组件或所述两者可通过一些其它装纳及移动构件在槽间移动,而无论手动地还是自动地。替代地,板及/或组件可装载到槽中且可遵从图4所绘示的工艺流,借此PCB、PCB组件或所述两者未从槽移除,直到图4的工艺流完成。在此实例中,焊料移除组合物及清洗液体被引入到槽且接着从槽移除。举例来说,可将焊料移除组合物引入到包括PCB、PCB组件或所述两者的槽,其中在焊料移除后从槽移除焊料移除组合物,但PCB、PCB组件或所述两者留在槽中。其后,带出或其等效物可发生,接着进行将第一清洗液体引入到槽且在第一清洗后移除第一清洗液体,及将第二清洗液体引入到槽且在第二清洗后移除第二清洗液体。其后,可任选地干燥PCB、PCB组件或所述两者。所属领域的技术人员可设想其它实施例。
在一个方面中,描述从PCB、PCB组件或所述两者移除焊料、PCB组件或所述两者的脱焊(DS)模块(260),所述DS模块(260)包括:
系统,其至少包括至少一个焊料移除槽、至少一个带出槽及至少一个清洗槽,其中每一槽具有将装纳构件(例如,滚筒)装纳于其中的体积容量,
其中系统包括移动构件以在槽间移动装纳构件(例如,滚筒),例如,从至少一个焊料移除槽到至少一个带出槽到至少一个清洗槽或从PCB、PCB组件或所述两者移除焊料、PCB组件或所述两者所必需的任何其它次序。实际上,PCB、PCB组件或所述两者被手动地或自动地引入到装纳构件(例如,滚筒)以供处理。装纳构件(例如,滚筒)可使用移动构件在槽间连续地移动,以装纳构件(例如,滚筒)完全地或部分地浸没在至少一个焊料移除槽及至少一个清洗槽中完成。至少一个焊料移除槽可包括焊料移除组合物。每一槽可包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。系统可进一步包括至少一个干燥槽。可由PLC控制DS模块(260)。
在另一方面中,描述一种从PCB、PCB组件或所述两者移除焊料、PCB组件或所述两者的工艺,所述工艺包括:
(a)将PCB、PCB组件或所述两者装载到装纳构件(例如,滚筒)中;
(b)使用系统从PCB、PCB组件或所述两者移除焊料、PCB组件或所述两者,其中系统至少包括至少一个焊料移除槽、至少一个带出槽及至少一个清洗槽,
其中每一槽具有将装纳构件(例如,滚筒)装纳于其中的体积容量,其中系统包括移动构件以在槽间移动装纳构件(例如,滚筒),例如,从至少一个焊料移除槽到至少一个带出槽到至少一个清洗槽或从PCB、PCB组件或所述两者移除焊料、PCB组件或所述两者所必需的任何其它次序。
装纳构件(例如,滚筒)可使用移动构件在槽间连续地移动,以装纳构件(例如,滚筒)完全地或部分地浸没在至少一个焊料移除槽及至少一个清洗槽中完成。每一槽可包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。系统可进一步包括至少一个干燥槽。装纳构件(例如,滚筒)可在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约60℃的范围中的温度下完全地或部分地浸没在包括焊料移除组合物的至少一个焊料移除槽中达在从约1分钟到约80分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间。装纳构件(例如,滚筒)可完全地或部分地浸没在至少一个清洗槽中达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。可由PLC控制DS模块(260),且从PCB、PCB组件或所述两者移除焊料、PCB组件或所述两者的工艺可服从特定于正处理的内容的配方,如由PLC所规定。
滚筒及滚筒装载系统
图5及6中展示滚筒(500)的两个实例。滚筒(500)包括:第一末端,其中具有开口以接纳PCB、PCB组件或所述两者;第二末端;及侧壁,其将第一末端连接到第二末端。滚筒可沿着其长度在直径上变化且可任选地包含至少一个内部“鳍片”(502),使得PCB、PCB组件或所述两者在滚筒内随着旋转发生而搅动。滚筒(500)可为一个单件或可包括至少两个件,所述两个件可例如使用闩锁、螺母及螺栓及/或钩扣附接在一起,但也出于维修目的而分离。有利地,当滚筒包括至少两个件时,所述件可经配置以允许不同大小滚筒的组装。滚筒(500)优选地经定大小及塑形以允许移除组合物通过且确保内部装纳的PCB及/或PCB组件的完全混合及完全化学暴露。举例来说,滚筒(500)可具有客制化曲线、穿孔、叶片、客制化流体通道及弯槽,其充当“迷你泵”,所述“迷你泵”确保贯穿滚筒的内部的更好化学品传递,特别是在滚筒旋转期间。一些组件极轻且将漂浮在液体的表面上,且因而,滚筒可具有内部特征部(例如鳍片)以辅助将这些组件浸没在移除组合物中。滚筒(500)可包含经定大小以允许移除组合物及清洗剂进入滚筒的至少一个孔或开口。举例来说,滚筒(500)可包括用于板装载的一个开口端(504),其消除门的成本及可靠性问题,但可包含门或网筛,其中门或网筛不约束移除组合物或清洗剂的流量但将板及组件保留在滚筒中,如所属领域的技术人员容易地理解。滚筒优选地由聚偏二氟乙烯(PVDF)及或聚丙烯(PP)材料制造。所属领域的技术人员应了解,图5及6所描绘的滚筒的形状及结构并非希望以任何方式限制滚筒。本文中预期设计成替代形状及结构的滚筒。
关于装载系统(271),例如,滚筒装载系统,其可经调适以供手动地或自动地处置及/或在槽间手动地或自动地移动至少一个装纳构件,例如,插入到槽中及从槽移除。此外,装载系统可经调适以手动地或自动地旋转或转动装纳构件以及将装纳构件手动地或自动地移动到相对于法线的任何角度。优选地,装纳构件(即,滚筒)使用变速驱动器旋转360°或更少。举例来说,可按角度(举例来说,相对于法线的最多±20°的任何角度)处理装纳构件(即,滚筒),此可通过参考图7而更好地理解。替代地,装纳构件(即,滚筒)可在第一末端向上(未展示)的情况下定位成相对于法线的90°。在优选实施例中,装纳构件包括滚筒。装载系统从第一末端、第二末端或侧壁优选地支撑装纳构件(即,滚筒)。装载系统可包括移动构件的一或多者,如本文中所描述,优选地机械臂、装载臂、竖直提升导件、台架及其组合。装载系统经设计以提供搅动到装纳构件(即,滚筒),举例来说,通过按需要在槽内以及在槽上方旋转、振动及/或摇动滚筒以实现化学金属移除、带出、清洗及/或干燥。替代地,使用如本文中所定义的搅动构件来实现装纳构件的搅动。此外,装载系统及装纳构件经设计以循环移除组合物。
图7绘示滚筒装载系统的实施例,其中可根据箭头B升高及/或降低滚筒(500)。此外,滚筒可相对于法线(其按0°的角度展示)成角度。图8展示如何通过滚筒装载系统拾取装纳PCB、PCB组件或所述两者的滚筒。在一项实施例中,包括例如装载叉或托架臂的至少一个耦合装置的台架可沿着其第一末端、第二末端及/或侧壁耦合到滚筒且一或多个移动构件(例如,提升装置)将滚筒载送及/或移动到位置以供通过模块处理。
在沿着滚筒管线的多个位置或“站”(包含滚筒填充站、进入及输出槽以及滚筒贮留、干燥及带出站及滚筒内容物倾卸站及滚筒清洁站)处,旋转及或摇动滚筒是有益及所要的。此包含空滚筒以及填充PCB及/或PCB组件的滚筒。使用马达或引擎作为能量源,及与滚筒的直接齿轮、带或摩擦接触的任何组合,在方向(正向及/或反向)、速度及持续时间方面控制滚筒旋转。操作者通过计算机、可编程控制器或驱动马达的直接控制控制滚筒旋转的各种方面,其中意图是每一“站”处在混合、干燥、化学品消耗、蚀刻效率、零件分离、滚筒填充、清空及清洁方面使工艺效率最大化。也使用到滚筒驱动系统的功率的离散及快速瞬增来将振动及冲击能量强加于滚筒及其内容物。
在一个方面中,描述一种滚筒,所述滚筒包括用于将PCB、PCB组件或所述两者装纳于其中的壳体,其中所述壳体包括以下各者中的至少一者:至少一个孔,其用于允许液体进入及退出滚筒;至少一个内部鳍片,其用于搅动装纳在滚筒内的PCB、PCB组件或所述两者;旋转驱动器;及其任何组合。
贱金属移除模块
在一项实施例中,在金浸出前,移除贱金属,使得用于金的后续处理更有效。退出脱焊模块(260)或其等效物的PCB、PCB组件或所述两者可在金浸出模块(280)前发送到贱金属移除(BMR)(261)模块。替代地,退出BCM的具有可忽略的焊料或不具有焊料的PCB、PCB组件或所述两者可在金浸出模块(280)前被分拣且发送到BMR模块(261)。在又一替代例中,可使用BMR模块(261)以从在脱焊及/或金浸出后不具有贵金属价值的PCB、PCB组件或所述两者移除及恢复再用铜及其它贱金属。
在国际专利申请案第PCT/US2012/069404号中描述了已知贱金属移除模块(261)的实例。此外,在以安德烈·布罗索(AndréBrosseau)等人的名义在2011年4月15日申请且标题为“用于废印刷电路板的回收的方法(Method for Recycling of Obsolete PrintedCircuit Boards)”的国际专利申请案第PCT/US2011/032675号中描述了已知贱金属移除组合物,所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。
BMR模块(261)采用贱金属移除组合物(专有或商业上已知)以从PCB、PCB组件或所述两者移除一或多种贱金属。BMR模块可包含将PCB、PCB组件或所述两者暴露于贱金属移除组合物以实现至少一种贱金属从其的化学移除的任何设备。可以任何适合方式(例如,通过将贱金属移除组合物喷涂在PCB、PCB组件或所述两者上、通过将PCB、PCB组件或所述两者浸渍在一定体积的贱金属移除组合物中、通过使PCB、PCB组件或所述两者与具有吸附于其上的贱金属移除组合物的另一材料(例如,衬垫,或纤维吸附剂施用器元件)接触、通过使PCB、PCB组件或所述两者与再循环贱金属移除组合物接触,或通过使贱金属移除组合物与PCB、PCB组件或所述两者接触的任何其它适合构件、方式或技术)实现PCB、PCB组件或所述两者暴露于贱金属移除组合物。在优选实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者浸渍在装纳构件中的一定体积的贱金属移除组合物中,其中PCB、PCB组件或所述两者完全地或部分地浸没在贱金属移除组合物中。BMR模块可进一步包含用于移动及/或搅动贱金属移除组合物及/或PCB、PCB组件或所述两者的构件,其辅助从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属。
在一项实施例中,BMR模块包括一或多个化学贱金属移除容器、任选地一或多个带出容器、任选地一或多个清洗容器;及任选地一或多个干燥容器。在一项实施例中,BMR模块包括一或多个化学贱金属移除容器;一或多个清洗容器;任选地一或多个带出容器;及任选地一或多个干燥容器。在另一实施例中,BMR模块包括一或多个化学贱金属移除容器;一或多个带出容器;一或多个清洗容器;及任选地一或多个干燥容器。在又一实施例中,BMR模块包括一或多个化学贱金属移除容器;一或多个清洗容器;一或多个干燥容器;及任选地一或多个带出容器。在又一实施例中,BMR模块包括一或多个化学贱金属移除容器;一或多个带出容器;一或多个清洗容器;及一或多个干燥容器。PCB、PCB组件或所述两者从一个容器自动地或手动地、个别地或分批地移动到下一容器。在一项实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学贱金属移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器。在另一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学贱金属移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到带出容器到清洗容器。在又一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学贱金属移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器到带出容器。在又一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学贱金属移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器到干燥容器。在又一实施例中,PCB、PCB组件或所述两者从化学贱金属移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到带出容器到清洗容器到干燥容器。如本文中所定义,PCB、PCB组件或所述两者经由移动构件逐个容器地移动穿过模块。在一项实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者装载在可插入一或多个容器中的滚筒中。出于此模块的目的,“干燥容器”不一定是如本文中所定义的容器,而可包括干燥PCB、PCB组件或所述两者的构件,其包含但不限于吹气、吹热气、按高rpms旋转容器及/或振动构件。
举例来说,可通过如本文中所定义的任何装载构件(举例来说,滑槽、输送机、手动、起重机或卷扬机,或其任何组合)将PCB、PCB组件或所述两者手动地或自动地引入到装纳构件。在一项实施例中,装纳构件包括一或多个槽、滚筒、篮、桶,及/或前述各者的组合。在优选实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者手动地或自动地装载到一或多个滚筒中。
在一项实施例中,举例来说,类似于图4所展示的脱焊模块(260),BMR模块包括滚筒管线,其包括:槽(BMR槽1或2),其包括贱金属移除组合物;任选地带出槽;清洗槽1;任选地清洗槽2;及任选地干燥槽。滚筒贮留PCB、PCB组件或所述两者,且允许贱金属移除组合物(在BMR槽1及2中)及清洗液体(在清洗槽1及清洗槽2中)进入滚筒以供溶解/增溶及清洗,以及在排水、带出及干燥期间退出滚筒。在一项实施例中,模块包括BMR槽1及/或BMR槽2、带出槽、清洗槽1、清洗槽2及干燥槽。预期槽的其它组合。优选地,清洗液体包括水。每一槽具有装纳滚筒以及焊料移除组合物或清洗液体的体积容量。
优选地,使用如本文中所定义的搅动构件连续地搅动BMR槽1或2、清洗槽1及清洗槽2。BMR槽1或2中的贱金属移除组合物,及清洗槽1及清洗槽2中的清洗液体可连续地再循环。当使用再循环时,过滤器可能是必需的,以在组合物或清洗剂再进入槽中前剔除微粒。BMR槽1及BMR槽2中的贱金属移除组合物的一或多种化学成分的浓度调整可基于实时取样数据而发生以延长贱金属移除组合物的寿命。使用带出槽来捕获贱金属移除组合物以在用清洗剂稀释前重复使用。因此,可使用带出槽来增强移除组合物的捕获,例如,使用离心、高压空气、重力、摇动、旋转、振动及/或使用来自清洗槽1的清洗液体快速清洗。清洗槽1是可重复使用的清洗液体,但当其对于有效清洗不再可行时,清洗槽1中的清洗液体可移动到废水处理。当此发生时,来自清洗槽2的清洗液体可移动到清洗槽1以供更多清洗,且清洗槽2充满新鲜清洗液体。周期性地,可能需取决于(若干)槽的设计而清洁BMR槽1或2、清洗槽1及清洗槽2以移除已在贱金属移除处理期间下沉到槽的底部的沉淀物及组分。优选地由PLC控制模块BMR以确保工作人员安全及环境规则相符性。
图8中展示BMR模块(261)的滚筒管线系统的实例,举例来说如上文针对脱焊模块(260)所描述,其中展示六个槽,四个槽具有装纳于其中的滚筒。装载系统(271)(例如,滚筒装载系统)降低并从槽移除滚筒,借此滚筒装载系统能够旋转滚筒以及提供角度到滚筒。可按角度(举例来说,相对于法线的最多±20°的任何角度)处理滚筒,此可通过参考图7而更好地理解。替代地,滚筒可在开口端向上(未展示)的情况下定位成相对于法线的90°。所属领域的技术人员应理解,多个滚筒可同时通过系统及工艺。实际上,BMR槽1及BMR槽2充满贱金属移除组合物且清洗槽1及清洗槽2充满清洗液体。装纳PCB、PCB组件或所述两者的滚筒完全地或部分地浸没在BMR槽1及/或BMR槽2中,且任选地在槽内依实现至少一种贱金属的溶解所必需的时间及温度旋转,举例来说,达在从约1分钟到约80分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间,在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约60℃的范围中的温度下。如图8中所展示,如所属领域的技术人员所理解,滚筒可取决于机构而从顶部、底部或从侧(未展示)旋转。其后,将滚筒移动(例如,使用滚筒装载系统,其在图8中描绘为能够在槽间移动(箭头A)以及在槽内上下移动(箭头B))到带出槽以捕获任何过量贱金属移除组合物以供在BMR槽1或BMR槽2中重复使用。接着,将滚筒移动到清洗槽1,完全地或部分地浸没且任选地在槽内旋转,达实现第一清洗所必需的时间,举例来说,达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。接着,将滚筒移动到清洗槽2,完全地或部分地浸没且任选地在槽内旋转,达实现第二清洗所必需的时间,举例来说,达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。其后,可将滚筒移动到干燥槽以干燥装纳在其中的板及组件。如先前所描述,干燥槽不一定必须是槽,而可包括干燥PCB、PCB组件或所述两者的构件,其包含但不限于吹气、吹热气、按高rpms旋转容器及/或振动构件。全部槽经优选地覆盖以使蒸发最小化,例如,槽可被包括在一或多个外壳中。如所属领域的技术人员将理解,滚筒、槽及馈入槽的全部管线优选地由与使用的贱金属移除组合物及温度兼容的材料构造且槽也可包含加热/冷却构件;空气输入、感测构件及/或通风构件。应了解,全部槽可包含至少一个输入/输出管线且图8中的输入/输出管线的描绘并非希望限制替代实施例。举例来说,可存在到槽中的一个、两个、三个、四个或四个以上输入/输出管线。通风构件可任何化学烟雾的凝结以作为可行液体以及监测再引入回到模块中以确保人员的安全。可将整个模块装纳于壳体内。优选地由PLC控制模块以确保工作人员安全及环境规则相符性。
如所属领域的技术人员容易辨别,一旦贱金属移除组合物饱和,所述贱金属移除组合物便可经发送以供后BMR处理。后处理可包含化学再利用、再生或(若干)金属分离的一或多者,借此可使用例如扩散渗析(DD)、电解冶炼(EW)、树脂基酸回收及金属恢复再用或这些的任何组合的技术。在后BMR处理后,一些贱金属移除组合物可经再利用且返回以掺合新鲜贱金属移除组合物。可将剩余物发送到废水处理。可替代地使用“馈入及渗出”工艺,其中将干净贱金属移除组合物周期性地引入到工作贱金属移除组合物,其中同时撤回一些工作贱金属移除组合物以供后续处理。
在BMR模块(261)中处理后,可手动地或自动地卸除滚筒,使得PCB、PCB组件或所述两者可经分离以供进一步处理,如基于PCB、PCB组件或所述两者适当地(例如,参见图3)。举例来说:可将芯片及微型组件发送到SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)或SPT工具模块(360);可将具有贵金属价值的任何事物(例如内存板、金指状物及连接器)发送到金浸出(GL)模块(280);且剩余板可在内部或场外进行收集且进一步处理。分离可使用振动构件、搅动构件、搅拌、混合、转筒筛、摇动台、过滤器或分离在BMR模块(261)处理后退出滚筒的PCB、PCB组件或所述两者的任何其它分拣构件手动地或自动地发生。在一项实施例中,对PCB、PCB组件或所述两者进行分拣,借此将IC及微型组件发送到SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)、SPT工具模块(360),或前述各者中的任何两者或全部三者。金指状物、塑料连接器及内存板可被分拣且发送到GL模块(280)。
优选地由PLC控制BMR模块(261),且当优选地先前分拣成若干批次的PCB、PCB组件或所述两者进入BMR工艺流时选择特定配方。如上文所论述,将实时监测BMR模块(261),其中可至少每一个小时对BMR槽1及BMR槽2两者中的贱金属移除组合物进行取样且确定化学化合物的浓度,其中可至少每一个小时对清洗水槽1及清洗水槽2两者中的清洗水进行取样,且其中可至少每一个小时对板及/或组件进行取样且在固体材料消解后确定特定化学品的浓度,如所属领域的技术人员容易理解。此外,监测析出的气体及BMR模块的全部硬件以确保模块正有效且安全地工作。预期BMR模块(261)的额外实时监测,其包含但不限于硬件及软件的监测。
应了解,本文中所描述的实施例仅为设想的一项实施例。代替滚筒,PCB、PCB组件或所述两者可通过一些其它装纳及移动构件在槽间移动,而无论手动地还是自动地。替代地,板及/或组件可装载到槽中且可遵从图4所绘示的工艺流,借此PCB、PCB组件或所述两者未从槽移除,直到图4的工艺流完成。在此实例中,贱金属移除组合物及清洗液体被引入到槽且接着从槽移除。举例来说,可将贱金属移除组合物引入到包括PCB、PCB组件或所述两者的槽,其中在贱金属移除后从槽移除贱金属移除组合物,但PCB、PCB组件或所述两者留在槽中。其后,带出或其等效物可发生,接着进行将第一清洗液体引入到槽且在第一清洗后移除第一清洗液体,及将第二清洗液体引入到槽且在第二清洗后移除第二清洗液体。其后,可任选地干燥PCB、PCB组件或所述两者。所属领域的技术人员可设想其它实施例。
在一个方面中,描述从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属的贱金属移除(BMR)模块(261),所述BMR模块包括:
系统,其至少包括至少一个贱金属移除槽、至少一个带出槽及至少一个清洗槽,其中每一槽具有将装纳构件(例如,滚筒)装纳于其中的体积容量,
其中系统包括移动构件以在槽间移动装纳构件(例如,滚筒),例如,从至少一个贱金属移除槽到至少一个带出槽到至少一个清洗槽或从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属所必需的任何其它次序。实际上,PCB、PCB组件或所述两者被手动地或自动地引入到装纳构件(例如,滚筒)以供处理。装纳构件(例如,滚筒)可使用移动构件在槽间连续地移动,以装纳构件(例如,滚筒)完全地或部分地浸没在至少一个贱金属移除槽及至少一个清洗槽中完成。至少一个贱金属移除槽可包括贱金属移除组合物。每一槽可包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。系统可进一步包括至少一个干燥槽。可由PLC控制BMR模块(261)。
在另一方面中,描述一种从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属的工艺,所述工艺包括:
(a)将PCB、PCB组件或所述两者装载到装纳构件(例如,滚筒)中;
(b)使用系统从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属,其中系统至少包括至少一个贱金属移除槽、至少一个带出槽及至少一个清洗槽,
其中每一槽具有将装纳构件(例如,滚筒)装纳于其中的体积容量,其中系统包括移动构件以在槽间移动装纳构件(例如,滚筒),例如,从至少一个贱金属移除槽到至少一个带出槽到至少一个清洗槽或从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属所必需的任何其它次序。
装纳构件(例如,滚筒)可使用移动构件在槽间连续地移动,以装纳构件(例如,滚筒)完全地或部分地浸没在至少一个贱金属移除槽及至少一个清洗槽中完成。每一槽可包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。系统可进一步包括至少一个干燥槽。装纳构件(例如,滚筒)可在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约60℃的范围中的温度下完全地或部分地浸没在包括贱金属移除组合物的至少一个贱金属移除槽中达在从约1分钟到约80分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间。装纳构件(例如,滚筒)可完全地或部分地浸没在至少一个清洗槽中达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。可由PLC控制BMR模块(261),且从PCB、PCB组件或所述两者移除至少一种贱金属的工艺可服从特定于正处理的内容的配方,如由PLC所规定。
金浸出模块
虽然可将待回收或再利用的板直接发送到金浸出(GL)模块,但所属领域的技术人员应理解,组件及其它杂件在预BCM(220)中、在BCM模块(240)中及/或在DS模块(260)中的任何手动、自动移除会增大金浸出过程的效率。明确来说,GL模块(280)依靠金移除组合物,且因此使所需化学品以及后端上的废料流的总量最小化是有利的。此外,在无组件移除的情况下,金移除过程可能效率较低。因此,进入GL模块(280)的材料优选地已经历预BCM、BCM处理及/或脱焊,或其等效物,且已被手动地或自动地选择以明确来说用于GL处理。举例来说,金指状物、包括金的连接器、内存板及具有金价值的任何其它组件(下文称为“包括金的材料”)已优选地从任何或全部上游过程选择以明确来说用于GL处理。
在国际专利申请案第PCT/US2012/069404号中描述了已知金浸出模块(280)的实例。此外,在以安德烈·布罗索(AndréBrosseau)等人的名义在2011年4月15日申请且标题为“用于废印刷电路板的回收的方法(Method for Recycling of Obsolete PrintedCircuit Boards)”的国际专利申请案第PCT/US2011/032675号及以陈天牛(Tianniu Chen)等人的名义在2015年2月23日申请且标题为“贵金属的选择性移除的湿式制剂(Wet BasedFormulations for the Selective Removal of Noble Metals)”的国际专利申请案第PCT/US2015/017088号中描述了已知金移除组合物,所述两个申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。
GL模块(280)采用金移除组合物(专有或商业上已知)以从引入到模块的包括金的材料移除金。金移除组合物可用于电解系统中或用于非电解浸出系统中,优选地后者。GL模块可包含将包括金的材料暴露于金移除组合物以实现金从其的化学移除的任何设备。可以任何适合方式(例如,通过将金移除组合物喷涂在包括金的材料上、通过将包括金的材料浸渍在一定体积的金移除组合物中、通过使包括金的材料与具有吸附于其上的金移除组合物的另一材料(例如,衬垫,或纤维吸附剂施用器元件)接触、通过使包括金的材料与再循环金移除组合物接触,或通过使金移除组合物与包括金的材料接触的任何其它适合构件、方式或技术)实现包括金的材料暴露于金移除组合物。在优选实施例中,将包括金的材料浸渍在装纳构件中的一定体积的金移除组合物中,其中包括金的材料完全地或部分地浸没在金移除组合物中。GL模块可进一步包含用于移动及/或搅动金移除组合物及/或包括金的材料的构件,其辅助从包括金的材料移除金。
在一项实施例中,GL模块包括一或多个化学金移除容器、任选地一或多个带出容器、任选地一或多个清洗容器;及任选地一或多个干燥容器。在一项实施例中,GL模块包括一或多个化学金移除容器;一或多个清洗容器;任选地一或多个带出容器;及任选地一或多个干燥容器。在另一实施例中,GL模块包括一或多个化学金移除容器;一或多个带出容器;一或多个清洗容器;及任选地一或多个干燥容器。在又一实施例中,GL模块包括一或多个化学金移除容器;一或多个清洗容器;一或多个干燥容器;及任选地一或多个带出容器。在又一实施例中,GL模块包括一或多个化学金移除容器;一或多个带出容器;一或多个清洗容器;及一或多个干燥容器。包括金的材料从一个容器自动地或手动地、个别地或分批地移动到下一容器。在一项实施例中,包括金的材料从化学金移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器。在另一实施例中,包括金的材料从化学金移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到带出容器到清洗容器。在又一实施例中,包括金的材料从化学金移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器到带出容器。在又一实施例中,包括金的材料从化学金移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到清洗容器到干燥容器。在又一实施例中,包括金的材料从化学金移除容器手动地或自动地、个别地或分批地移动到带出容器到清洗容器到干燥容器。如本文中所定义,包括金的材料经由移动构件逐个容器地移动穿过模块。在一项实施例中,将包括金的材料装载在可插入一或多个容器中的滚筒中。出于此模块的目的,“干燥容器”不一定是如本文中所定义的容器,而可包括干燥PCB、PCB组件或所述两者的构件,其包含但不限于吹气、吹热气、按高rpms旋转容器及/或振动构件。
举例来说,可通过如本文中所定义的任何装载构件(举例来说,滑槽、输送机、手动、起重机或卷扬机,或其任何组合)将包括金的材料手动地或自动地引入到装纳构件。在一项实施例中,装纳构件包括一或多个槽、滚筒、篮、桶,及/或前述各者的组合。在优选实施例中,将PCB、PCB组件或所述两者手动地或自动地装载到一或多个滚筒中。
在一项实施例中,举例来说,如图9所展示,GL模块包括滚筒管线,其包括:槽(GL槽1(284)及GL槽2(286)),其包括金移除组合物;任选地带出槽(288);清洗槽1(290);任选地清洗槽2(292);及任选地干燥槽(294)。滚筒(500)贮留包括金的材料(282),且允许金移除组合物(在GL槽1(284)及2(286)中)及清洗液体(在清洗槽1(290)及清洗槽2(292)中)进入滚筒以将金溶解/增溶为金离子及未溶解材料后续清洗以捕获先前未收集的任何金离子,以及在排水、带出及干燥期间退出滚筒。预期槽的其它组合。举例来说,可将滚筒浸渍在仅一个GL槽(即,GL槽1或2)中达较长时间段,如所属领域的技术人员所理解,接着进行带出、两次清洗及干燥。优选地,清洗液体包括水。每一槽具有装纳滚筒以及金移除组合物或清洗液体的体积容量。
优选地,使用如本文中所定义的搅动构件连续地搅动GL槽1(284)、GL槽2(286)、清洗槽1(290)及清洗槽2(292)。GL槽1(284)及GL槽2(286)中的金移除组合物,或清洗槽1(290)及清洗槽2(292)中的清洗液体可连续地再循环。当使用再循环时,过滤器可能是必需的,以在组合物或清洗剂再进入槽中前剔除微粒。GL槽1(284)及GL槽2(286)中的金移除组合物的一或多种化学成分的浓度调整可基于实时取样数据而发生以延长焊料移除组合物的寿命。使用带出槽(288)来捕获金移除组合物以在用清洗剂稀释前重复使用。因此,可使用带出槽(288)来增强移除组合物的捕获,例如,使用离心、高压空气、重力、摇动、旋转、振动及/或使用来自清洗槽1的清洗液体快速清洗。清洗槽1是可重复使用的清洗液体,但当对于有效清洗不再可行时,清洗槽1中的清洗液体可移动到电解冶炼或树脂基酸回收及金属恢复再用。当此发生时,来自清洗槽2的清洗液体可移动到清洗槽1以供更多清洗,且清洗槽2充满新鲜清洗液体。优选地由PLC控制GL模块以确保工作人员安全及环境规则相符性。
图8中展示GL模块(280)的滚筒管线系统的实例,其中展示六个槽,四个槽具有装纳于其中的滚筒。装载系统(271)(例如,滚筒装载系统)降低并从槽移除滚筒,借此滚筒装载系统能够旋转滚筒以及提供角度到滚筒。可按角度(举例来说,相对于法线的最多±20°的任何角度)处理滚筒,此可通过参考图7而更好地理解。替代地,滚筒可在开口端向上(未展示)的情况下定位成相对于法线的90°。所属领域的技术人员应理解,多个滚筒可同时通过系统及工艺。实际上,GL槽1(284)及GL槽2(286)充满金移除组合物且清洗槽1(290)及清洗槽2(292)充满清洗液体。装纳包括金的材料的滚筒完全地或部分地浸没在GL槽1中,且任选地在槽内依实现金的溶解所必需的时间及温度旋转,举例来说,达在从约1分钟到约60分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间,在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约55℃的范围中的温度下。如图8中所展示,如所属领域的技术人员所理解,滚筒可取决于机构而从顶部、底部或从侧(未展示)旋转。将装纳包括金的材料的滚筒移动(例如,使用滚筒装载系统,其在图8中描绘为能够在槽间移动(箭头A)以及在槽内上下移动(箭头B))到GL槽2(286),完全地或部分地浸没且任选地在槽内依实现金的进一步溶解所必需的时间及温度旋转,举例来说,达在从约1分钟到约60分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间,在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约55℃的范围中的温度下。其后,将滚筒移动到带出槽(288)以捕获任何过量金移除组合物以供在GL槽1(284)或GL槽2(286)中重复使用。接着,将滚筒移动到清洗槽1(290),完全地或部分地浸没且任选地在槽内依实现第一清洗所必需的时间旋转,举例来说,达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。接着,将滚筒移动到清洗槽2(292),完全地或部分地浸没且任选地在槽内依实现第二清洗所必需的时间旋转,举例来说,达在从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。其后,可将滚筒移动到干燥槽(294)以干燥装纳在其中的(先前)包括金的材料。如先前所描述,干燥槽不一定必须是槽,而可包括干燥包括金的材料的构件,其包含但不限于吹气、吹热气、按高rpms旋转容器及/或振动构件。全部槽经优选地覆盖(275)以使蒸发最小化,例如,槽可被包括在一或多个外壳中。如所属领域的技术人员将理解,滚筒(500)、槽(284、286、288、290、292、294)及馈入槽的全部管线(例如,277)优选地由与使用的焊料移除组合物及温度兼容的材料构造,且槽(284、286、288、290、292、294)也可包含加热/冷却构件(未展示)、空气输入(未展示)、感测构件及/或通风构件(279)。应了解,全部槽(284、286、288、290、292、294)可包含输入/输出管线277的至少一者且图8中的输入/输出管线277的描绘并非希望限制替代实施例。举例来说,可能存在进入槽中的一个、两个、三个、四个或四个以上输入/输出管线。可使用通风构件(例如,276)来凝结任何化学烟雾以作为可行液体以及监测再引入回到模块中以确保人员的安全。可将整个模块装纳于壳体(278)内。优选地由PLC控制模块以确保工作人员安全及环境规则相符性。
当GL槽1(284)中的金移除组合物饱和时,可将所述金移除组合物发送到电解冶炼或树脂基酸回收及金属恢复再用。可将新鲜金移除组合物添加到GL槽1(284)。优选地,当此发生时,滚筒在浸渍于GL槽1(284)中前浸渍于GL槽2(286)中,直到GL槽2(286)饱和且发送到电解冶炼或树脂基酸回收及金属恢复再用,此时浸渍次序切换回到GL槽1(284)及GL槽2(286)。可替代地使用“馈入及渗出”工艺,其中将干净金移除组合物周期性地引入到工作金移除组合物,其中同时撤回一些工作金移除组合物以供后续处理,例如,EW或树脂基酸回收及金属恢复再用。周期性地,将需清洁GL槽1(284)及GL槽2(286)、清洗槽1(290)及清洗槽2(292)以移除已在金移除处理期间下沉到槽的底部的沉淀物及组分。
在GL模块(280)中处理后,卸除滚筒,且先前包含金的材料可在内部或场外经收集以供进一步处理。可将不再可行的饱和金移除组合物及清洗液体发送到电解冶炼或树脂基酸回收及金属恢复再用以恢复再用金离子以供后续还原成金金属。
虽然不希望被细节束缚,但GL模块(280)已按比例建置且优选地可处理大于100kg/h的去填入金指状物/塑料连接器/内存板,优选地大于150kg/h,且最优选地大于200kg/h。
优选地由PLC控制GL模块(280),且可在优选地先前分拣成若干批次的包括金的材料离开预分拣区域或进入GL工艺流时选择特定配方。如上文所论述,将实时监测GL模块(280),其中可至少每一个小时对GL槽1及GL槽2两者中的金移除组合物进行取样且确定化学化合物的浓度,其中可至少每一个小时对清洗水槽1及清洗水槽2两者中的清洗水进行取样,且其中可至少每一个小时对包括金的材料进行取样且在固体材料消解后确定特定化学品的浓度,如所属领域的技术人员容易理解。此外,监测析出的气体及GL模块(280)的全部硬件以确保模块正有效且安全地工作。预期GL模块(280)的额外实时监测,其包含但不限于硬件及软件的监测。
应了解,本文中所描述的实施例仅为设想的一项实施例。代替滚筒,包括金的材料可通过一些其它装纳及移动构件在槽间移动,而无论手动地还是自动地。替代地,包括金的材料可装载到槽中且可遵从图9所绘示的工艺流,借此包括金的材料未从槽移除,直到图9的工艺流完成。在此实例中,金移除组合物及清洗液体被引入到槽且接着从槽移除。举例来说,可将第一金移除组合物引入到包括包括金的材料的槽,且接着在第一金移除后从槽移除第一金移除组合物且第二金移除组合物可被引入到槽且在第二金移除后从槽移除,而包括金的材料留在槽中。其后,带出或其等效物可发生,接着进行将第一清洗液体引入到槽且在第一清洗后移除第一清洗液体,及将第二清洗液体引入到槽且在第二清洗后移除第二清洗液体。其后,可任选地干燥(先前)包括金的材料。所属领域的技术人员可设想其它实施例。
在一个方面中,描述从包括金的材料移除金的金浸出(GL)模块,所述GL模块(280)包括:
系统,其至少包括至少一个金移除槽、至少一个带出槽及至少一个清洗槽,其中每一槽具有将装纳构件(例如,滚筒)装纳于其中的体积容量,
其中系统包括移动构件以在槽间移动装纳构件(例如,滚筒),例如,从至少一个金移除槽到至少一个带出槽到至少一个清洗槽或从包括金的材料移除金所必需的任何其它次序,其中包括金的材料是选自由金指状物、包括金的连接器、内存板、具有金价值的任何其它组件及其任何组合组成的群组。实际上,包括金的材料被手动地或自动地引入到装纳构件(例如,滚筒)以供处理。装纳构件(例如,滚筒)可使用移动构件在槽间连续地移动,以装纳构件(例如,滚筒)完全地或部分地浸没在至少一个金移除槽及至少一个清洗槽中完成。至少一个金移除槽可包括金移除组合物。每一槽可包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。系统可进一步包括至少一个干燥槽。可由PLC控制GL模块(280)。
在另一方面中,描述一种从包括金的材料移除金的工艺,所述工艺包括:
(a)将包括金的材料装载到装纳构件(例如,滚筒)中;
(b)使用系统从包括金的材料移除金,其中系统至少包括至少一个金移除槽、至少一个带出槽及至少一个清洗槽,
其中每一槽具有将装纳构件(例如,滚筒)装纳于其中的体积容量,其中系统包括移动构件以在槽间移动装纳构件(例如,滚筒),例如,从至少一个金移除槽到至少一个带出槽到至少一个清洗槽或从包括金的材料移除金所必需的任何其它次序,且
其中包括金的材料是选自由金指状物、包括金的连接器、内存板、具有金价值的任何其它组件及其任何组合组成的群组。
装纳构件(例如,滚筒)可使用移动构件在槽间连续地移动,以装纳构件(例如,滚筒)完全地或部分地浸没在至少一个金移除槽及至少一个清洗槽中完成。每一槽可包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。系统可进一步包括至少一个干燥槽。装纳构件(例如,滚筒)可在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约55℃的范围中的温度下完全地或部分地浸没在包括金移除组合物的至少一个金移除槽中达从约1分钟到约60分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间。装纳构件(例如,滚筒)可完全地或部分地浸没在至少一个清洗槽中达从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。可由PLC控制GL模块(280),且从包括金的材料移除金的工艺可服从特定于正处理的内容的配方,如由PLC所规定。
SPT熔炉模块
已从PCB(例如,预BCM及/或BCM)手动地或自动地移除及/或已在DS模块(260)中移除的可回收组件及/或内存板可经进一步处理以移除贵金属。在一项实施例中,可回收组件及/或内存板可被收集且可被发送到SPT熔炉模块(320)(参见图10)以灰化组件,由此增大可回收组件及/或内存板的暴露于SPT工具模块(360)或其等效物中的进一步处理的表面积。这具有较高金属移除效率的益处,特别是来自可回收组件及/或内存板的贵金属。可回收组件包含但不限于IC芯片、微型组件及其组合。
在一项实施例中,SPT熔炉模块(320)包括熔炉或一些其它加热构件,及控制进入熔炉中的空气输入的构件。在又一实施例中,SPT熔炉模块(320)可在连续及/或分批模式中操作,且包括熔炉、用可回收组件及/或内存板馈入及/或装载熔炉的构件,及控制进入熔炉中的空气输入(322)的构件。无关于实施例,可回收组件及/或内存板可在引入到熔炉前或后被粉碎。可由所属领域的技术人员基于包含但不限于操作温度、占用面积、处理量、容量、重量、待灰化的材料的类型及前述各者的组合的因素而容易地确定熔炉的类型、大小及/或容量。熔炉包括一或多个加热元件。优选地,加热元件是电动的,且包括一或多种材料,其包含但不限于金属、金属合金、金属超合金、陶瓷、复合物及前述各者的组合。更优选地,加热元件包括一或多种合金材料,其包含但不限于因科镍合金(Inconel)、蒙乃尔合金(Monel)、哈斯特洛合金(Hastelloy)、因科洛依合金(Incoloy)、沃斯帕洛伊合金(Waspaloy)、Rene、海恩斯合金(Haynes)、MP98T、TMS、CMSX及前述各者的组合。有用熔炉的实例包含但不限于顶部装载炉、底部装载炉、正面装载炉、连续炉、台式炉、分批炉、台车炉、箱式炉、带式炉、架式炉、台车炉、升降机炉、隧道炉、罩式炉、推杆式炉、管式炉、震荡炉及前述各者的组合。熔炉可包括可手动地或自动地操作的固定及/或可调整参数,其包含但不限于处理量、重量、容量、温度、温度升降速率、时间、气流、压力、通风及前述各者的组合。
在实施例中,熔炉包含控制进入熔炉中的空气输入的构件,这是因为熔炉在高温下(例如,在从约500℃到约800℃、优选地约600℃到约700℃的范围中)灰化可回收组件及/或内存板。举例来说,熔炉可能需要依已知最小气流提供空气供应。如果气流太低,那么可燃气体可能累积及/或可回收组件及/或内存板上的罩壳可能会变得易碎且保持完整,这将影响恢复再用的效率。因此,SPT熔炉可包括控制穿过熔炉的空气的方向、速率及/或流量的构件,其包含但不限于一或多个鼓风机、风扇、气流调节器、通风管道、气帘、空气导件、挡板及前述各者的组合。此外,可包含压力传感器、流量传感器、气体传感器(例如,O2传感器)及/或温度传感器以控制及调节流出物中的一或多种组分。
熔炉优选地包含通风及/或除去系统以处置可燃气体及可能会变得空中悬浮的任何灰分材料。在一项实施例中,通风系统可或可能包含静电除尘器或某一过滤系统。此外,熔炉应符合当地消防及空气质量准则。
将可回收组件及/或内存板馈入熔炉的构件可为自动的或手动的,且可包含本文中所描述的移动构件中的至少一者。此外,可回收组件及/或内存板可个别地或以一或多个批次馈入到熔炉中。随着可回收组件及/或内存板被馈入到熔炉中,成批的可回收组件及/或内存板可形成于熔炉中。可回收组件及/或内存板可在支撑个别或成批的可回收组件及/或内存板的一或多个支撑表面上馈入到熔炉中,或可回收组件及/或内存板可馈入到已在熔炉中的一或多个支撑表面上。“支撑表面”包含但不限于料架、架子、托盘、容器及前述各者的组合。优选地,将可回收组件及/或内存板布置在具有基底表面及具有在所述基底表面上方延伸的高度的侧壁的一或多个托盘上。此外,一或多个托盘可为实心的及/或穿孔的。托盘侧壁的高度经选择以使灰化过程的效率最大化,且可基于包含但不限于重量、容量、温度、时间、气流、压力、通风及前述各者的组合的一或多个工艺参数进行选择。在一项实施例中,托盘侧壁高度在约1mm与约15cm之间。优选地,熔炉是包含一或多个料架且可容纳一或多个托盘的分批炉。将可回收组件及/或内存板手动地或自动地放置在托盘上/中,且可将托盘手动地或自动地装载于熔炉中。在一项实施例中,托盘中的可回收组件及/或内存板的深度从约1mm到约10cm,优选地约1cm到约3cm。熔炉及托盘应由将耐受灰化过程的温度、压力及VOC且将不作为加热/冷却过程期间的污染源的材料构造。
如所属领域的技术人员所理解,熔炉可在灰化后使用制冷的辅助、将空气引入到熔炉、通过不受控制冷却到环境温度或任何其它冷却方法冷却到环境温度。
优选地,SPT熔炉模块基于至少一个工艺配方而灰化可回收组件及/或内存板,所述至少一个工艺配方是基于可手动地或自动地输入的一或多个参数,其包含但不限于处理量、可回收组件及/或内存板的重量、熔炉的容量、温度、温度升降速率、循环时间、气流、压力、通风及前述各者的组合。优选地,由控制SPT熔炉模块的一或多个功能的PLC选择工艺配方以灰化大于80%、优选地大于95%的可回收组件及/或内存板的可灰化内容物。在一项实施例中,工艺配方包含基于待灰化的可回收组件及/或内存板的类型、重量及数量中的一或多者的可编程温度/时间分布。用于SPT熔炉工艺的温度/时间分布可包含但不限于预热、连续温度升降的速率、升降/保持、阶梯式温度升降的速率、阶段式温度升降的速率及前述各者的组合。在一项实施例中,灰化过程在从约250℃到约800℃的温度下操作从约1小时到约8小时。
优选地,经灰化材料具有在从约1微米到约3000微米的范围中的大小。即,应了解,将存在其中并非全部可回收组件及/或内存板将在熔炉中还原成灰分的情况。一些可回收组件及/或内存板包含不可灰化的无机材料。如所属领域的技术人员可容易地确定,在SPT熔炉模块(320)中处理后剩余的材料可被发送到SPT工具模块(360)中进一步处理或可被发送到SPT研磨模块(340),或最终所述两者。材料可在一或多个移动构件上自动地或手动地移动到容器中的下一模块。在一项实施例中,在进一步处理前未发生无机材料与灰分的分离。在另一实施例中,无机材料在进一步处理前与灰分分离。
在一个方面中,描述SPT熔炉模块(320),所述SPT熔炉模块(320)包括(a)熔炉及(b)控制进入所述熔炉中的空气输入的构件,其中SPT熔炉模块将可回收组件及/或内存板转换成灰分或粉末。熔炉能够在高温下(例如,在从约250℃到约800℃的范围中)灰化可回收组件及/或内存板。熔炉优选地包含通风系统以处置可燃气体及可能会变得空中悬浮的任何灰分。SPT熔炉模块可进一步包含支撑表面,例如,熔炉内的料架、架子、托盘、容器及前述各者的组合,以及如本文中所定义的移动构件。优选地,SPT熔炉模块将至少约80%的可回收组件及/或内存板的应已被还原的可灰化内容物转换为灰分。更优选地,SPT熔炉模块将至少约95%的可回收组件及/或内存板的可灰化内容物转换为灰分。
在另一方面中,描述一种在SPT熔炉模块中将可回收组件及/或内存板转换为灰分的工艺,所述工艺包括:
(a)将可回收组件及/或内存板馈入到熔炉中;及
(b)将熔炉中的可回收组件及/或内存板加热到从约250℃到约800℃的温度,直到从约80%到大于95%的可回收组件及/或内存板的可灰化内容物已还原成灰分。
熔炉可包括控制进入所述熔炉中的空气输入的构件及任选地通风系统。熔炉可加热到至少约250℃到约800℃。可使用支撑表面(例如,料架、架子、托盘、容器及前述各者的组合)向熔炉馈入可回收组件及/或内存板。替代地或另外,可使用如本文中所定义的移动构件向熔炉馈入可回收组件及/或内存板。
SPT研磨模块
如先前所介绍,并非全部组件及内存板在SPT熔炉模块(320)中还原成灰分。一些组件及内存板将包含在熔炉中不可燃的无机材料。此外,存在其中芯片及微型组件(例如,来自预BCM模块(220)、来自BCM模块(240)及/或来自DS模块(260))不需要灰化以供其的有效处理以提取贵金属的情况。因此,可使用磨削或研磨构件来制备组件及内存板,或来自SPT熔炉模块(320)的灰分,以供进一步处理。磨削构件包含但不限于工业磨削机。研磨构件包含但不限于锤磨机、湿式球磨机等。磨削或研磨构件优选地包含粉尘恢复再用系统。将组件及内存板,或包括未灰化无机材料的经冷却灰分材料引入到磨削或研磨构件且将材料磨削成较小件,举例来说,小于10目(1.70mm),更优选地小于20目(0.85mm),且最优选地小于30目(0.60mm)。由于可在磨削或研磨过程期间搅起的灰分,故磨削或研磨构件应配备有粉尘恢复再用系统。优选地,粉尘恢复再用系统能够捕获粉尘,使得粉尘可被收集及处理。另外,磨削或研磨构件优选地包含装载及卸除其中的固体的构件,例如,装纳构件及/或移动构件。举例来说,可使用输送机或螺旋馈入将组件及内存板,或包括未灰化无机微粒的经冷却灰分材料装载到磨削或研磨构件中。
可将在SPT研磨模块(340)中处理后剩余的材料发送到SPT工具中进一步处理。材料可在一或多个移动构件上自动地或手动地移动到容器(例如,料斗)中的下一模块。
SPT工具模块
在SPT熔炉模块(320)及/或SPT研磨模块(340)中处理后,材料(下文中的固体)可进入SPT工具模块(360)。如所属领域的技术人员容易地理解,在具有或不具有中介处理的情况下,SPT工具模块(360)优选地与SPT熔炉模块(320)及/或SPT研磨模块(340)串联。SPT工具模块(360)经设计以从固体移除金属(例如,贱金属及贵金属)。在一项实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除一或多种贱金属。在另一实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除一或多种贵金属。在另一实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除金。在又一实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除一或多种贱金属及一或多种贵金属。在又一实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除一或多种贱金属及金。在另一实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除一或多种贱金属及银。在又一实施例中,SPT工具模块(360)从固体移除一或多种贱金属、金及银。本文中预期金属的任何组合。在一项实施例中,贱金属被选择性地移除,使得贵金属后续处理更有效。应了解,即使固体先前未在SPT熔炉及/或SPT研磨模块(340)中处理,仍可将固体发送到SPT工具模块(360)以供处理。举例来说,固体可能已在初期步骤中经灰化、研磨及/或磨削,或在场外研磨及/或磨削。替代地或另外,固体对应于已依将组件的内部的一或多种贱金属及/或一或多种贵金属暴露于移除组合物的任何方式粉碎或处理的全部组件。因此,如本文中所定义,SPT工具模块(360)中提及的“固体”对应于来自SPT熔炉模块(320)、SPT研磨模块(340)、某一其它灰化过程、某一其它磨削/研磨过程、已粉碎的组件的材料或已通过一个SPT工具模块(360)(例如,SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400)、SPT银浸出模块(420))且意欲在剩余SPT工具模块(360)的至少一者中进行处理的材料。
图11中绘示SPT工具模块的一般示意图。SPT工具模块需要至少一个槽,其中包括待移除的金属的固体与移除组合物接触以形成浆液且化学反应发生以从固体移除至少一种金属。清洗也可在此至少一个槽内发生。SPT工具模块依靠至少一种金属在移除组合物中的溶解或增溶及移除组合物及/或清洗液体后续处理以将装纳于其中的金属离子转换为固体金属。至少一个槽必须经调适以接纳固体及至少一种移除组合物。优选地,槽包括用于液体及/或固体进入及/或离开槽的一或多个管线、加热/冷却系统、空气输入、通风构件、感测构件及任选地搅动构件。在一项实施例中,至少一个槽可具有用于液体及/或固体进入槽的至少一个输入管线、用于液体及/或固体离开槽的至少一个输出管线、加热/冷却系统、空气输入、感测构件、通风构件及任选地搅动构件。至少一个管线可具有与其相关联的泵以辅助液体、固体、浆液或其任何组合的移动。系统可为计算机操作,例如,使用PLC,使得可小心地控制固体及液体进入及离开槽的时序。预期全部固体及液体经由相同输入管线进入至少一个槽,其中上游存在阀、管线、传感器及/或其它容器以允许根据需要经由输入管线受控地引入固体、移除组合物及清洗溶液。替代地,可能存在进入至少一个槽中的一个以上输入管线,举例来说,移除组合物管线(500)、至少一个清洗管线(502)及/或固体引入管线(504)(例如,参见图13)。也预期全部液体经由相同输出管线退出至少一个槽,其中下游可能存在阀、管线及其它容器以允许将饱和反应溶液、清洗溶液及固体引导到容器中。替代地,可能存在来自至少一个槽的一个以上输出管线,举例来说,饱和移除组合物管线、至少一个清洗管线及/或至少一个固体移除管线。无关于输入及输出管线的数目,任何或全部输入及输出管线可具有与其相关联的泵。将至少一个槽优选地围封在一或多个外壳中。
在一项实施例中,使用图11的至少一个槽从固体移除金。预期除金以外,移除组合物还可立即移除多个金属。因此,将必须使用将金离子与饱和移除组合物中的其它金属离子分离的下游处理。举例来说,预期EW、DD、树脂基酸回收及金属恢复再用(例如,ISE)、沉淀、pH调整、胶结及/或提取来自饱和移除组合物移除金离子。
进一步预期可使用图11的至少一个槽移除及/或再利用一个以上金属。举例来说,固体可与移除组合物接触以移除至少一种贱金属,接着进行清洗,且其后固体可与移除组合物接触以移除贵金属,例如,使用金移除组合物及/或银移除组合物,接着进行更多清洗。预期可使用至少一个槽移除贱金属、金及银的至少任何两者或三者。再次,全部液体及/或固体可经由用于液体及/或固体进入及/或离开槽的至少一个管线进入至少一个槽。替代地,全部液体及/或固体可经由至少一个输入管线进入至少一个槽且经由至少一个输出管线离开至少一个槽。优选地由PLC控制SPT工具模块(360),且可基于引入的固体(例如,哪些组分被转换为灰分及/或经磨削材料)选择使用的特定处理配方,引入的固体优选地成批引入到SPT工具模块(360)。
个别金属移除模块
虽然理论上简单,但图11的SPT工具模块(360)相对于以下在再利用贵金属方面并非有效或具成本效率。第一,移除组合物往往取决于待移除及/或再利用的金属,且可包括腐蚀及/或有害的一或多种化学成分。因此,反应槽及所述反应槽的上游及/或下游的系统组件优选地包括不同于系统中的其它组件的构造材料。在一项实施例中,一或多个反应槽由与最苛性(例如,腐蚀)移除组合物兼容的一或多种材料构造。在另一实施例中,一或多个反应槽由与最苛性移除组合物兼容的一或多种材料构造,且进一步包括加热及/或冷却构件、搅动构件、通风构件、感测构件及空气输入构件的一或多者。第二,一个移除组合物可能不与另一移除组合物兼容且应消除相互作用的任何风险。第三,对于最大效率而言,某些反应可具有保持周期以实现完全反应、浸出及/或溶解,且因而至少一个槽必须额定容纳此反应,但是,在反应槽中实现完全反应、浸出、溶解、清洗是资源浪费。第四,为使金属再利用过程的效率最大化,固体及相应移除组合物应在接触后例如使用液体-固体分离构件进行分离。同样应使用液体-固体分离构件来分离固体及清洗组合物。因此,优选地SPT工具模块(360)包括个别金属移除模块,举例来说,SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400)及/或SPT银浸出模块(420)。如所属领域的技术人员容易地理解,个别金属移除模块可在具有或不具有中介处理的情况下串联(举例来说,如图12A及12B中所展示)及/或并联地操作,从而同时处理不同批次的电子废料。固体可使用如本文中所定义的与如本文中所定义的一或多个移动构件耦合的一或多个装纳构件从一个模块移动到另一模块及/或在模块内移动。替代地,如本文中所描述,固体可使用与装载构件组合、与移动构件组合的装纳构件在模块间移动及/或在模块内移动。
图14中展示模块(例如,SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400)、SPT银浸出模块(420))的实例。在此模块中,展示有四个槽;反应槽(506)、清洗槽(512)、移除组合物槽(508)及清洗液体槽(510)。一或多个槽可包括加热/冷却系统、空气输入、通风构件、感测构件及搅动构件中的至少一者。固体及移除组合物(508)经由输入管线引入到反应槽(506)以形成浆液,且在反应完成后,将包括移除组合物及经反应固体的浆液移动到如由“C”所描绘的离心机。完全反应的时间取决于若干因素,其包含但不限于处理的固体(例如,哪些组分组成处理的固体)、处理的温度、处理的固体的重量,及提取或移除约65%到100%的固体中的特定金属所需的移除组合物的数量及浓度。使用离心,将移除组合物与经反应固体分离且将经反应固体引入到清洗槽(512)中。移除组合物可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子及相应移除组合物,如下文所描述。也将清洗液体(510)(例如,水)引入到清洗槽(512)且使用清洗液体来清洗经反应固体。一旦清洗完成,如所属领域的技术人员容易地确定,包括经清洗固体及清洗液体的浆液便移动到离心机(不同离心机或先前使用的离心机)以分离经清洗固体与清洗液体。在离心后,清洗液体与经清洗固体分离且经清洗固体可退出特定模块。清洗液体可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子,如下文所描述。在一项实施例中,可使用耦合到离心机的具有分开的控制或可旋转的下滑滑槽来在槽间移动固体且可使用PLC或其它计算机构件来根据需要自动地移动滑槽。所属领域的技术人员应理解,槽、输入管线、输出管线、离心机及其它工具组件的构造材料应额定以确保所述材料不与相应移除组合物反应。有利地,此意指考虑到清洗槽(512)的可能腐蚀性较小环境,清洗槽(512)及全部关联管线可由与反应槽(506)及全部关联管线相同或不同的材料构成。一或多个槽可包含如先前所描述的搅动构件。无关于输入及输出管线的数目,任何或全部输入及输出管线可具有与其相关联的泵。在优选实施例中,将槽围封在一或多个外壳中。优选地由PLC及基于引入的固体以及移除的金属使用的特定处理配方控制图14的SPT工具模块(360)。
图15中展示模块(例如,SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400)、SPT银浸出模块(420))的另一实例。在此模块中,存在至少五个槽;反应槽(514)、贮留槽(518)、清洗槽(522)、移除组合物槽(516)及清洗液体槽(520)。槽可由相同或不同材料构造。在一项实施例中,反应槽(514)优选地包括与最苛性(例如,腐蚀)移除组合物兼容的构造材料。在另一实施例中,反应槽(514)由与最苛性移除组合物兼容的一或多个材料构造,且进一步包括加热及/或冷却构件、搅动构件、通风构件、感测构件及空气输入构件中的至少一者。固体及反应组合物(516)经由一或多个输入管线引入到反应槽(514)且在对应于其中绝大多数反应已发生的点的时间x后,如所属领域的技术人员容易地确定,将包括固体及移除组合物的浆液移动到贮留槽(518)。在一项实施例中,可基于测量的反应槽温度、经过的一定量的时间、消耗化学成分的浓度的测量、目测检查、终点检测、经测量的pH值(仅举几例)确定时间x。可由PLC在具有或不具有特定工艺配方的情况下控制时间x的确定。在贮留槽(518)中完成固体与移除组合物之间的化学反应。在化学反应的大体上完成后,将包括移除组合物及经反应固体的浆液移动到离心机。完全反应的时间取决于若干因素,其包含但不限于处理的固体(例如,哪些组分组成处理的固体)、处理的温度、处理的固体的重量,及提取或移除约65%到约100%的固体中的特定金属所需的移除组合物的数量及浓度。使用离心,将移除组合物与经反应固体分离且将经反应固体引入到清洗槽中。移除组合物可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子及相应移除组合物,如下文所描述。也将清洗液体(520)(例如,水)引入到清洗槽(522)且使用清洗液体来清洗经反应固体。一旦清洗完成,如所属领域的技术人员容易地确定,包括经清洗固体及清洗液体的浆液便移动到离心机(新的离心机或先前使用的离心机)。在离心后,清洗液体与经清洗固体分离且经清洗固体可退出特定模块。清洗液体可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子,如下文所描述。本文中预期可使用耦合到离心机的具有分开的控制或可旋转的下滑滑槽来在槽间移动固体且可使用PLC或其它计算机构件来根据需要自动地移动滑槽。所属领域的技术人员应理解,槽、输入管线、输出管线及离心机的构造材料应额定以确保所述材料不与移除组合物反应。有利地,此意指考虑到清洗槽的可能腐蚀性较小环境,清洗槽(522)及全部关联管线可由与反应槽(514)及贮留槽(518)及全部关联管线相同或不同的材料构成。一或多个槽可包含如先前所描述的搅动构件。无关于输入及输出管线的数目,任何或全部输入及输出管线可具有与其相关联的泵。在优选实施例中,将槽围封在一或多个外壳中。优选地由PLC及基于引入的固体以及移除的金属使用的特定处理配方控制图15的SPT工具模块(360)。
图16中展示模块的另一实例。在此模块中,存在七个槽;反应槽(524)、贮留槽(528)、两个清洗槽(532、536)、移除组合物槽(526)及两个清洗液体槽(530、534)。固体及反应组合物(526)经由一或多个输入管线引入到反应槽(524)且在对应于其中绝大多数反应已发生的点的时间x后,如所属领域的技术人员容易地确定,将包括固体及移除组合物的浆液移动到贮留槽(528)。在一项实施例中,可基于测量的反应槽温度、经过的一定量的时间、消耗化学成分的浓度的测量、目测检查、终点检测、测量的pH值(仅举几例)确定时间x。可由PLC在具有或不具有特定工艺配方的情况下控制时间x的确定。在贮留槽(528)中完成固体与移除组合物之间的化学反应。在化学反应的大体上完成后,将包括移除组合物及经反应固体的浆液移动到离心机。完全反应的时间取决于若干因素,其包含但不限于处理的固体(例如,哪些组分组成处理的固体)、处理的温度、处理的固体的重量,及提取或移除约65%到约100%的固体中的特定金属所需的移除组合物的数量及浓度。使用离心,将移除组合物与经反应固体分离且将经反应固体引入到清洗槽1(532)中。移除组合物可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子及相应移除组合物,如下文所描述。也将清洗液体1(530)(例如,水)引入到清洗槽1(532)且使用第一清洗液体来清洗经反应固体。一旦第一清洗完成,如所属领域的技术人员容易地确定,包括第一经清洗固体及第一清洗液体的浆液便移动到离心机(新的离心机或先前使用的离心机)。使用离心,将第一清洗液体与第一经清洗固体分离且将第一经清洗固体引入到第二清洗槽中。也将可能与清洗液体1相同或不同的清洗液体2(534)(例如,水)引入到清洗槽2(536)且使用第二清洗液体来清洗第一经清洗固体。一旦第二清洗完成,如所属领域的技术人员容易地确定,包括第二经清洗固体及第二清洗液体的浆液便移动到离心机(新的离心机或先前使用的离心机)。在离心后,第二清洗液体与第二经清洗固体分离且第二经清洗固体可退出特定模块。第一及第二清洗液体可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子,如下文所描述。本文中预期可使用耦合到离心机的具有分开的控制或可旋转的下滑滑槽来在槽间移动固体且可使用PLC或其它计算机构件来根据需要自动地移动滑槽。所属领域的技术人员应理解,槽、输入管线、输出管线及离心机的构造材料应额定以确保所述材料不与相应移除组合物反应。有利地,此意指考虑到清洗槽的可能腐蚀性较小环境,清洗槽(532、536)及全部关联管线可由与反应槽(524)及贮留槽(528)及全部关联管线相同或不同的材料构成。每一槽可包含如先前所描述的搅动构件。无关于输入及输出管线的数目,任何或全部输入及输出管线可具有与其相关联的泵。在优选实施例中,将槽围封在一或多个外壳中。优选地由PLC及基于引入的固体以及移除的金属使用的特定处理配方控制图16的SPT工具模块(360)。
如所属领域的技术人员所理解,预期模块可在任何反复中包括至少一个反应槽、至少一个贮留槽及至少一个清洗槽。举例来说,除图13到16以外,模块还可包括除(若干)移除组合物槽及(若干)清洗液体槽以外的一个反应槽、两个贮留槽及一个清洗槽。此外,如接下来将论述,模块可包括除(若干)移除组合物槽及(若干)清洗液体槽以外的一个反应槽、两个贮留槽及两个清洗槽。将论述实施例,其包含除(若干)移除组合物槽及(若干)清洗液体槽以外的一个反应槽、两个贮留槽及三个清洗槽。
图17A到17J中展示SPT工具模块(360)的特定实施例。在此实施例中,每一模块具有总计至少九个槽,如图17A所展示,其中反应槽被标记为“RXN TANK”(600),第一贮留槽被标记为“RXN HOLD 1”(606),第二贮留槽被标记为“RXN HOLD 2”(608),第一数量的移除组合物槽被标记为“RXN COMP 1”(602),第二数量的移除组合物槽被标记为“RXN COMP 2”(604),第一清洗槽被标记为“RINSE TANK 1”(614),第二清洗槽被标记为“RINSE TANK 2”(616),第一清洗液体被标记为“RINSE 1”(610)且第二清洗液体被标记为“RINSE 2”(612)。一或多个槽可互连,其中任何或全部互连管线可具有与其相关联的泵。在优选实施例中,将槽围封在一或多个外壳(618)中。RXN COMP1中的移除组合物及RXN COMP 2中的移除组合物可大体上相同,此意指其可希望移除(若干)相同金属且因此包括相同化学成分。两个移除组合物之间的差异可基于下列因素:包含但不限于重复使用及/或pH调整的次数、化学成分掺加及因此移除组合物化学的新鲜程度。在一项实施例中,一定体积的移除组合物经分割使得一半体积进入RXN COMP1且另一半进入RXN COMP2。在另一实施例中,一定体积的移除组合物经制备且引入到RXN COMP1中且不同体积的移除组合物经制备且引入到RXN COMP2中。在又一实施例中,一定体积的可重复使用移除组合物经分割使得一半体积进入RXNCOMP1且另一半进入RXN COMP2。在另一实施例中,一定体积的可重复使用移除组合物被发送到RXN COMP1且不同体积的可重复使用组合物被发送到RXN COMP2。优选地由PLC及基于引入的固体以及移除的金属使用的特定处理配方控制图17A到17J的SPT工具模块(360)。
实际上,
a.一定量的固体(S1)及RXN COMP 1进入RXN TANK(参见图17B)。固体(S1)及RXNCOMP 1经混合以形成浆液。在适当时间(即,时间x1)后,将包括固体S1及移除组合物的浆液移动到RXN HOLD 1以大体上完成化学反应(参见图17D)。同时,将一定量的固体(S2)及RXNCOMP 2添加到RXN TANK(参见图17C)。固体(S2)及RXN COMP 2经混合以形成浆液。在一项实施例中,一定量的固体经分割使得一半固体为S1且另一半为S2。在另一实施例中,从较大批次的固体手动地或自动地称重一定量的固体S1及一定量的固体S2以供处理。在适当时间(即,时间x2)后,将包括固体S2及移除组合物的浆液移动到RXN HOLD 2以大体上完成化学反应(参见图17D)。在一项实施例中,可基于若干因素确定时间x1及x2,因素包含但不限于测量的反应槽温度、经过的一定量的时间、处理的固体的组合物、处理的固体的重量、固体与RXN COMP 1的重量的比率、消耗化学成分的浓度的测量、目测检查、终点检测、测量的pH值、一或多种金属离子的浓度、一或多种副产物或化学物种的浓度及其组合。可由PLC在具有或不具有特定工艺配方的情况下控制时间x1及x2的确定。
b.在大体上完成化学反应后,将RXN HOLD 1中包括固体S1及移除组合物的浆液移动到图17E中由“C”描绘的离心机,其中移除组合物与经反应固体S1分离。预期其它分离构件。将经反应固体S1移动到RINSE TANK 1。移除组合物(“L输出”)可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子及相应移除组合物,如下文所描述。在大体上完成其它化学反应后,将RXN HOLD 2中包括经反应固体S2及移除组合物的浆液移动到图17F中由“C”描绘的离心机,其中移除组合物与经反应固体S2分离。预期其它分离构件。将经反应固体S2移动到已包括经反应固体S1的RINSE TANK 1。累积的经反应固体S1加上经反应固体S2在下文称为固体S3。移除组合物(L输出)可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子及相应移除组合物,如下文所描述。完全反应的时间取决于若干因素,其包含但不限于处理的固体的组合物(例如,哪些组分组成处理的固体)、处理的温度、处理的固体的重量、提取或移除约65%到100%的固体中的特定金属所需的移除组合物的数量及浓度、消耗化学成分的浓度、目测检查、终点检测、浆液的pH值、一或多种金属离子的浓度、一或多种副产物或化学物种的浓度及其组合。
c.将来自RINSE 1的第一清洗液体引入到RINSE TANK 1中(参见图17E及17F)。在实现第一清洗的一段时间(即,时间r1)后,将包括固体S3及第一清洗液体的浆液移动到离心机,其中第一清洗液体与固体S3分离。预期其它分离构件。在一项实施例中,可基于测量的清洗槽温度、经过的一定量的时间、来自移除组合物的化学品的浓度的测量、一或多种金属离子的浓度的测量、目测检查、终点检测、测量的pH值、一或多种副产物或化学物种的浓度及其组合而确定时间r1。可由PLC在具有或不具有特定工艺配方的情况下控制时间r1的确定。
d.在离心后,将固体移动到RINSE TANK 2(参见图17G)。第一清洗液体可被发送到处理或可重复使用,其取决于移除的金属离子,如下文所描述。
e.将来自RINSE 2的第二清洗液体引入到RINSE TANK 2中。在实现第二清洗的一段时间(即,时间r2)后,将包括固体S3及第二清洗液体的浆液移动到离心机,其中第二清洗液体与固体S3分离。预期其它分离构件。在一项实施例中,可基于测量的清洗槽温度、经过的一定量的时间、来自移除组合物的化学品的浓度的测量、一或多种金属离子的浓度的测量、目测检查、终点检测、测量的pH值、一或多种副产物或化学物种的浓度及其组合而确定时间r2。可由PLC在具有或不具有特定工艺配方的情况下控制时间r2的确定。
f.在离心后,固体S3可被(i)移动到下一金属移除模块或被处理(参见图17J,“S输出”)或(ii)如果第三清洗是必需的,则将固体S3发送到RINSE TANK 1(参考图17H)。在图17H中,将第三清洗溶液引入到RINSE TANK 1。在实现第三清洗的一段时间(即,时间r3)后,将包括固体S3及第三清洗液体的浆液移动到离心机,其中第三清洗液体与固体S3分离。预期其它分离构件。在一项实施例中,可基于测量的清洗槽温度、经过的一定量的时间、来自移除组合物的化学品的浓度的测量、一或多种金属离子的浓度的测量、目测检查、终点检测、测量的pH值、一或多种副产物或化学物种的浓度及其组合而确定时间r3。可由PLC在具有或不具有特定工艺配方的情况下控制时间r3的确定。可将第三清洗液体发送到RINSETANK 2。固体S3可被移动到下一金属移除模块或被处理(参见图17I,“S输出”)。
如图17H及17J所展示,可将第二清洗液体引导到RINSE 1以在穿过模块的下一循环中充当第一清洗液体。如图17I所展示,第三清洗液体在利用时可被引导到RINSE 2以在穿过模块的下一循环中充当第二清洗液体。
如所提及,取决于存在的金属移除组合物,可将RXN HOLD 1与RINSE TANK 1之间的液体输出(L输出)(参见图17E)及RXN HOLD 2与RINSE TANK 1之间的液体输出(L输出)(参见图17F)引导到特定槽。举例来说,本发明者发现当移除组合物是贱金属移除组合物时,可在仅一个循环后发送饱和移除组合物到进一步处理以再利用银及/或可存在于饱和贱金属移除组合物中的某一其它贵金属。另外,饱和移除组合物可使用树脂基酸回收及金属恢复再用进行处理及/或发送到废水处理。当移除组合物希望移除金或银时,饱和移除组合物可重复使用若干次且因而可将液体输出(L输出)发送到RXN COMP 1或RXN COMP 2。当重复使用金属移除组合物时,组合物的一些修改有时是必需的,例如,pH调整及/或浓度重新调整,如所属领域的技术人员容易地理解。
也可将RINSE TANK 1与RINSE TANK 2之间的液体输出(L输出)(参见图17G)引导到特定槽。举例来说,当移除组合物是贱金属移除组合物时,可使用液体输出(L输出)来配制或补充RXN COMP 1或RXN COMP 2。当移除组合物是金移除组合物时,可将液体输出(L输出)发送到电解冶炼或树脂基酸回收及金属恢复再用(如上文针对GL模块(280)论述)以捕获并将其中含有的金离子转换为金属。当移除组合物是银移除组合物时,可将液体输出(L输出)发送回到RINSE TANK 1中以供重复使用,直到其饱和,此时其可被发送到电解冶炼或树脂基酸回收及金属恢复再用(如上文所论述)以捕获并将其中含有的银离子转换为金属。
所属领域的技术人员应理解,本文中所描述的实施例中的任一者的每一模块中的一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或九个槽可能彼此相同或不同且可包含搅动构件、加热/冷却构件、通风构件、感测构件及/或气体输入构件。可由所属领域的技术人员容易地确定固体与移除组合物及固体与清洗液体的比率。已知在固体与移除组合物接触后,旋即趋向于存在必须控制的放热反应。因此,固体与移除组合物的比率将取决于移除组合物、固体中的金属含量,以及可用于反应槽中的加热及冷却选项。
在尤其优选实施例中,用于贱金属移除的系统及工艺如下:
a.SPT贱金属移除模块(380)可包含图17A到17J的至少九个槽。专有或市售贱金属移除组合物可用于SPT贱金属移除模块(380)中。下文描述贱金属移除组合物的优选实施例。应注意,用于上文所描述的BMR模块中的贱金属移除组合物可与用于SPT贱金属移除模块(380)中的贱金属移除组合物相同或不同,即,相同化学成分及/或化学成分的浓度。来自RXN COMP 1的贱金属移除组合物与固体组合,例如,可将RXN COMP 1引入到RXN TANK,接着进行如上文所定义的固体S1引入到贱金属移除组合物以形成浆液。贱金属移除组合物的数量相对于固体的数量的重量百分数比率可在从约1:1到约30:1、优选地约4:1到约12:1的范围中。在时间x1后,如上文所描述且特定于贱金属移除,包括贱金属移除组合物及固体S1的浆液可移动到RXN HOLD 1以依实现大体上完成化学反应(即,从固体S1移除贱金属)所必需的时间及温度处理(举例来说,在从约10分钟到约300分钟、优选地约70分钟到约130分钟的范围中的时间,及在从室温到约80℃、优选地约45℃到约70℃的范围中的温度)。将来自RXNCOMP 2的贱金属移除组合物添加到RXN TANK,接着进行将固体S2引入到贱金属移除组合物以形成浆液。在特定于贱金属移除的时间x2后,可将包括贱金属移除组合物及固体S2的浆液移动到RXN HOLD 2以依实现大体上完成化学反应(即,从固体S2移除贱金属)所必需的时间及温度处理,例如,如针对RXN HOLD 1所描述。
b.在大体上完成化学反应(即,从固体S1移除贱金属)后,可将来自RXN HOLD 1的浆液移动到离心机且经反应固体S1与贱金属移除组合物分离(例如,参见图17E)。贱金属移除组合物优选地仅使用一次,且因而,可被发送以供进一步处理以从其移除银及/或一些其它贵金属(例如,图17E中的“L输出”)。可通过使贱金属移除组合物与NaCl或一些其它含有氯化物的盐反应以形成氯化银而从贱金属移除组合物再利用银,所述氯化银可使用过滤器收集且发送到SPT银浸出模块(420),如下文针对银再利用所论述。可将来自离心机的经反应固体S1移动到RINSE TANK 1(例如,参见图17E)。相同过程发生以将RXN HOLD 2中的浆液分离成贱金属移除组合物(其可针对银及/或一些其它贵金属处理),及经反应固体S2,其中可将经反应固体S2移动到RINSE TANK 1(其已包括经反应固体S1)。累积的经反应固体S1加上经反应固体S2在下文称为固体S3。
c.将来自RINSE 1的第一清洗液体移动到RINSE TANK 1且清洗发生达实现第一清洗所必需的时间r1,举例来说,在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中的时间。在清洗的时间r1后,来自RINSE TANK 1的浆液可移动到离心机且经清洗固体S3与第一清洗液体分离。可将经清洗固体S3移动到RINSE TANK 2(参见图17G)。第一清洗液体可优选地用来制作或补充新贱金属移除组合物(例如,用于RXN COMP 1或RXN COMP 2)。
d.可将来自RINSE 2的第二清洗液体移动到RINSE TANK 2且清洗依实现第二清洗所必需的时间r2(举例来说,在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中的时间)发生。在清洗的时间r2后,来自RINSE TANK 2的浆液可移动到离心机且固体S3与第二清洗液体分离。固体S3可移动到SPT金移除模块(400)、SPT银浸出模块(420),或可移动到容器以在内部或场外进一步处理。第二清洗液体可成为用于下一循环的第一清洗液体(参见图17J)。
当贱金属移除组合物包括硝酸或至少一种硝酸盐时,产生包括氮及氧的气体(例如,NO及NO2)(下文“NOx”),所述气体由于其毒性故优选地除去。如下文所介绍,当至少一种氧化剂包括硝酸及/或至少一种硝酸盐时,优选贱金属移除组合物可包括至少一种NOx抑制剂。在一项实施例中,NOx抑制剂包括过氧化氢或具有比硝酸及/或至少一种硝酸盐更高的氧化电位的其它氧化剂,其中过氧化氢或其它氧化剂可在反应槽的上游添加、紧接在引入固体前直接引入到反应槽中、在引入固体的同时直接引入到反应槽中,或在引入固体后直接引入到反应槽中。在另一实施例中,如本文中所描述,NOx抑制剂包括一或多种唑。虽然不希望被理论束缚,但认为(若干)唑起作用以螯合NOx,其中唑可在反应槽的上游添加、紧接在引入固体前直接引入到反应槽中、在引入固体的同时直接引入到反应槽中,或在引入固体后直接引入到反应槽中。
在尤其优选实施例中,用于金移除的系统及工艺如下:
a.SPT金移除模块(400)可包含图17A到17J的至少九个槽。专有或市售金移除组合物可用于SPT金移除模块(400)中。下文描述金移除组合物的优选实施例。应注意,用于上文所描述的GL模块(280)中的金移除组合物可与用于SPT工具模块(360)中的金移除组合物相同或不同,即,相同化学成分及/或化学成分的浓度。来自RXN COMP 1的金移除组合物与固体组合,例如,可将RXN COMP 1引入到RXN TANK,接着进行固体S1引入到金移除组合物以形成浆液。在一项实施例中,先前在SPT工具的SPT贱金属移除模块(380)中处理固体S1。在一项实施例中,先前在SPT工具的SPT银浸出模块(420)中处理固体S1。在另一实施例中,先前未在SPT工具的SPT贱金属移除模块(380)或SPT银浸出模块(420)中处理固体S1。金移除组合物的数量相对于固体的数量的重量百分数比率可能在从约1:1到约30:1、优选地约4:1到约12:1的范围中。在时间x1后,如上文所描述且特定于金移除,包括金移除组合物及固体S1的浆液可移动到RXN HOLD 1以依实现大体上完成化学反应(即,以金离子溶解/增溶在金移除组合物中的形式从固体S1移除金)所必需的时间及温度处理(举例来说,在从约10分钟到约200分钟、优选地约40分钟到约110分钟的范围中的时间,及在从室温到约80℃、优选地约45℃到约70℃的范围中的温度)。将来自RXN COMP 2的金移除组合物添加到RXN TANK,接着进行将固体S2引入到金移除组合物以形成浆液。在特定于金移除的时间x2后,包括金移除组合物及固体的浆液可移动到RXN HOLD 2以依实现大体上完成化学反应(即,以金离子溶解/增溶在金移除组合物中的形式从固体S2移除金)所必需的时间及温度处理,例如,如针对RXN HOLD 1所描述。
b.在大体上完成化学反应(即,以金离子溶解/增溶在金移除组合物中的形式从固体S1移除金)后,来自RXN HOLD 1的浆液可移动到离心机且经反应固体S1与金移除组合物分离(例如,参见图17E)。金移除组合物可使用数次但一旦饱和,如技术人员容易地可辨别,便可经处理以例如使用扩散渗析、电解冶炼、pH调整、渗碳及/或树脂基酸回收及金属恢复再用来自其移除金离子。来自离心机的经反应固体S1可移动到RINSE TANK 1(例如,参见图17E)。相同过程发生以将RXN HOLD 2中的浆液分离成金移除组合物(其可重复使用数次),及经反应固体S2,其中经反应固体S2可移动到RINSE TANK 1(其已包括经反应固体S1)。累积的经反应固体S1加上经反应固体S2在下文称为固体S3。
c.将来自RINSE 1的第一清洗液体移动到RINSE TANK 1且清洗可发生达实现第一清洗所必需的时间r1以从固体移除残留金离子。清洗的时间可在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中。在清洗的时间r1后,来自RINSE TANK 1的浆液可移动到离心机且经清洗固体S3与第一清洗液体分离。经清洗固体S3可移动到RINSE TANK 2(参见图17G)且第一清洗液体可优选地经发送以供处理以例如使用扩散渗析、电解冶炼、pH调整、渗碳及/或树脂基酸回收及金属恢复再用来自其分离、移除及/或恢复再用金离子。
d.可将来自RINSE 2的第二清洗液体移动到RINSE TANK 2且清洗可发生达实现第二清洗所必需的时间r2,举例来说,在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中的时间。在清洗的时间r2后,来自RINSE TANK 2的浆液可移动到离心机且固体S3与第二清洗液体分离。固体S3可移动到RINSE TANK 1(参见图17H)且第二清洗液体可成为用于固体穿过SPT金移除模块(400)的下一循环的第一清洗液体。替代地,可使用第二清洗液体来制作新的金移除组合物。
e.可将第三清洗液体(参见图17H)移动到RINSE TANK 1且清洗可发生达实现第三清洗所必需的时间r3,举例来说,在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中的时间。如果固体将在继清洗后发送到SPT银浸出模块,则可在第三清洗期间将pH调整到约4.5到约7的范围。在清洗的时间r3后,来自RINSE TANK 1的浆液可移动到离心机且固体S3与第三清洗液体分离。固体S3可移动到SPT银浸出模块(420)、SPT贱金属移除模块(380),或可移动到容器以在内部或场外进一步处理。第三清洗液体可成为用于固体穿过SPT金移除模块(400)的下一循环的第二清洗液体(参见图17I)。替代地,可使用第三清洗液体来制作新的金移除组合物。
在尤其优选实施例中,用于银移除的系统及工艺如下:
a.SPT银浸出模块(420)包含图17A到图17J的至少九个槽。专有或市售银移除组合物可用于SPT银浸出模块(420)中。下文描述银移除组合物的优选实施例。来自RXN COMP 1的银移除组合物与固体组合,例如,可将RXN COMP 1引入到RXN TANK,接着进行将固体S1引入到银移除组合物以形成浆液。在一项实施例中,先前在SPT工具的SPT金移除模块(400)中处理固体S1。在另一实施例中,先前在SPT工具的SPT贱金属移除模块(380)中处理固体S1。在另一实施例中,先前未在SPT工具的SPT金移除模块(400)或SPT贱金属移除模块(380)中处理固体S1。银移除组合物的数量相对于固体的数量的重量百分数比率可能在从约1:1到约30:1、优选地约4:1到约12:1的范围中。在特定于银移除的时间x1后,包括银移除组合物及固体S1的浆液可移动到RXN HOLD 1以依实现大体上完成化学反应(即,从固体S1移除银)所必需的时间及温度处理,举例来说,在从约10分钟到约200分钟、优选地约40分钟到约110分钟的范围中的时间,及在从室温到约60℃、优选地约室温30℃到约50℃的范围中的温度。将来自RXN COMP2的银移除组合物添加到RXN TANK,接着进行将固体S2引入到银移除组合物以形成浆液。在特定于银移除的时间x2后,包括银移除组合物及固体的浆液可移动到RXNHOLD 2以依实现大体上完成化学反应(即,从固体S2移除银)所必需的时间及温度处理,例如,如针对RXN HOLD 1所描述。
b.在大体上完成化学反应(即,从固体S1移除银)后,来自RXN HOLD 1的浆液可移动到离心机且经反应固体S1与银移除组合物分离(例如,参见图17E)。银移除组合物可使用数次但一旦饱和,便可经处理以例如使用扩散渗析、电解冶炼、pH调整、渗碳及/或树脂基酸回收及金属恢复再用来自其移除银。可将来自离心机的经反应固体S1移动到RINSE TANK 1(例如,参见图17E)。相同过程发生以将RXN HOLD 2中的浆液分离成银移除组合物(其可重复使用数次),及经反应固体S2,其中可将经反应固体S2移动到RINSE TANK 1(其已包括经反应固体S1)。累积的经反应固体S1加上经反应固体S2在下文称为固体S3。
c.可将来自RINSE 1的第一清洗液体移动到RINSE TANK 1且清洗依实现第一清洗所必需的时间r1(举例来说,在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中的时间)发生。在清洗的时间r1后,来自RINSE TANK 1的浆液可移动到离心机且经清洗固体S3与液体分离。可将经清洗固体S3移动到RINSE TANK 2(参见图17G)。第一清洗液体可在经发送以处理以例如使用扩散渗析、电解冶炼、pH调整、渗碳及/或树脂基酸回收及金属恢复再用来自其分离、移除及/或恢复再用银前移动回到RINSE 1以重复使用数次。
d.可将来自RINSE 2的第二清洗液体移动到RINSE TANK 2且清洗依实现第二清洗所必需的时间r2(举例来说,在从约1分钟到约30分钟、优选地约2分钟到约10分钟的范围中的时间)发生。在清洗的时间r2后,来自RINSE TANK 2的浆液可移动到离心机且固体S3与第二清洗液体分离。可将固体移动到SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400),或容器以在内部或场外进一步处理。第二清洗液体可在经发送以处理以例如使用扩散渗析、电解冶炼、pH调整、渗碳及/或树脂基酸回收及金属恢复再用来自其分离、移除及/或恢复再用银前移动回到RINSE 2以重复使用数次。
所属领域的技术人员应了解,SPT贱金属移除模块(380)、SPT金移除模块(400)及SPT银浸出模块(420)的任何组合可能存在于SPT工具模块(360)中。举例来说,SPT工具模块(360)可包含三个金属模块的仅一者。替代地,SPT工具模块(360)可包括SPT贱金属移除模块(380)及SPT银浸出模块(420),其中模块在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联,且其中任一模块可为系列中的第一个模块。替代地,SPT工具模块(360)可包括SPT贱金属移除模块(380)及SPT金移除模块(400),其中模块在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联,且其中任一模块可为系列中的第一个模块。在另一替代例中,SPT工具模块(360)可包括SPT银浸出模块(420)及SPT金移除模块(400),其中模块在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联,且其中任一模块可为系列中的第一个模块。在优选实施例中,SPT工具模块(360)可包括SPT贱金属移除模块(380)、SPT银浸出模块(420)及SPT金移除模块(400),其中模块在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联,且其中任一模块可为系列中的第一个模块。在尤其优选实施例中,SPT工具模块(360)包括SPT贱金属移除模块(380)、SPT银浸出模块(420)及SPT金移除模块(400)(例如,参见图12),其中模块在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联。
虽然可设想其它实施例,但本文中所揭示的实施例已经完善以使贵金属的再利用的效率最大化以及使所需化学品的数量及产生的废料流最小化。
优选地由至少一个PLC控制SPT工具模块(360),且可在优选地分拣成若干批次的板及/或组件进入SPT工艺流时选择用于每一模块的特定配方。如上文所论述,将实时监测SPT模块,其中至少每十五分钟对相应移除组合物进行取样且确定化学成分的浓度,其中可对清洗液体进行取样,且其中在大体上完成化学反应时监测经历贱金属移除及金移除的固体且在60分钟对经历银移除的固体进行取样。此外,监测析出的气体及SPT工具模块(360)的全部硬件以确保模块正有效且安全地工作。
在一个方面中,描述SPT工具模块(360),所述SPT工具模块(360)包括选自由(i)SPT贱金属移除模块(380)、(ii)SPT金移除模块(400)、(iii)SPT银浸出模块(420)、(iv)(i)到(iii)的一者或两者的任何组合及(v)(i)到(iii)的每一者的组合组成的群组的至少一个模块,其中SPT工具模块能够从PCB、PCB组件、包括金的材料或其任何组合移除至少一种贵金属。
在一个方面中,描述SPT工具模块(360),所述SPT工具模块(360)包括选自由(i)SPT贱金属移除模块(380)、(ii)SPT金移除模块(400)、(iii)SPT银浸出模块(420)、(iv)(i)到(iii)的一者或两者的任何组合及(v)(i)到(iii)的每一者的组合组成的群组的至少一个模块,其中SPT工具模块能够从如本文中所定义的固体移除至少一种贵金属。固体优选地包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。
在另一方面中,描述一种回收选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%、优选地大于约90%且最优选地大于约95%的含于PCB、PCB组件及包括金的材料中的金。所述工艺包括以下各者中的至少一者:(a)在固体处理技术(SPT)贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属;(b)在SPT金移除模块(400)中使用金移除组合物从固体移除金;及/或(c)在SPT银浸出模块(420)中使用银移除组合物从固体移除银,其中过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。固体优选地包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。
在一个方面中,描述SPT贱金属移除模块(380),所述SPT贱金属移除模块包括:
(a)至少一个反应槽,
(b)至少一个贮留槽,其与至少一个反应槽进行液体连通,
(c)至少一个清洗槽,其与至少一个贮留槽进行液体连通,
其中所述SPT贱金属移除模块能够从固体移除至少一种贱金属,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。SPT贱金属移除模块可进一步包括以下各者中的至少一者:至少一个贱金属移除组合物槽,其与至少一个反应槽进行液体连通;至少一个清洗液体槽,其与至少一个清洗槽进行液体连通;至少一个离心机;搅动构件,其在反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者中;至少一个泵;加热/冷却构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;至少一个空气输入,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;实时取样及调整;感测构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;及通风构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者。至少一个反应槽及至少一个贮留槽可包括贱金属移除组合物。SPT贱金属移除模块优选地围封在一或多个外壳中且由可编程逻辑控制器控制。
在另一方面中,描述一种从选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料移除至少一种贱金属的工艺,所述工艺包括在固体处理技术(SPT)贱金属移除模块(380)中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,其中SPT贱金属移除模块包括:(a)至少一个反应槽;(b)至少一个贮留槽,其与至少一个反应槽进行液体连通;及(c)至少一个清洗槽,其与至少一个贮留槽进行液体连通,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。
在又一方面中,描述一种从选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料移除至少一种贱金属的工艺,所述工艺包括:
(a)在反应槽中产生第一浆液,其中所述第一浆液包括至少固体及贱金属移除组合物,其中所述第一浆液经历反应达时间x;
(b)在时间x后将第一浆液从反应槽移动到贮留槽以实现大体上完成化学反应;
(c)将第一浆液从贮留槽移动到离心机以将固体与贱金属移除组合物分离;
(d)将固体从离心机移动到第一清洗槽,其中将第一清洗液体引入到固体以产生第二浆液,其中第二浆液经清洗达时间r1;
(e)将第二浆液从第一清洗槽移动到离心机以将固体与第一清洗液体分离;
及任选地:
(f)将固体从离心机移动到第二清洗槽,其中将第二清洗液体引入到固体以产生第三浆液,其中所述第三浆液经清洗达时间r2;及
(g)将第三浆液从第二清洗槽移动到离心机以将固体与第二清洗液体分离。
在一项实施例中,通过将贱金属移除组合物添加到反应槽,接着在近似相同时间将固体及至少一种NOx抑制剂引入到反应槽,而产生浆液。优选地,大体上完成化学反应在从室温到约80℃、优选地约45℃到约70℃的范围中的温度下花费从约10分钟到约300分钟、优选地约70分钟到约130分钟。在一项实施例中,仅使用一次贱金属移除组合物。
在一个方面中,描述SPT金移除模块(400),所述SPT金移除模块包括:
(a)至少一个反应槽,
(b)至少一个贮留槽,其与至少一个反应槽进行液体连通,
(c)至少一个清洗槽,其与至少一个贮留槽进行液体连通,
其中所述SPT金移除模块能够从固体移除金,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。SPT金移除模块可进一步包括以下各者中的至少一者:至少一个金移除组合物槽,其与至少一个反应槽进行液体连通;至少一个清洗液体槽,其与至少一个清洗槽进行液体连通;至少一个离心机;搅动构件,其在反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者中;至少一个泵;加热/冷却构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;至少一个空气输入,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;实时取样及调整;感测构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;及通风构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者。至少一个反应槽及至少一个贮留槽可包括金移除组合物。SPT金移除模块优选地围封在一或多个外壳中且由可编程逻辑控制器控制。
在另一方面中,描述一种从选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料移除金的工艺,所述工艺包括在固体处理技术(SPT)金移除模块(400)中使用金移除组合物从固体移除金,其中SPT金移除模块包括:(a)至少一个反应槽;(b)至少一个贮留槽,其与至少一个反应槽进行液体连通;及(c)至少一个清洗槽,其与至少一个贮留槽进行液体连通,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。
在又一方面中,描述一种从选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料移除金的工艺,所述工艺包括:
(a)在反应槽中产生第一浆液,其中所述第一浆液包括至少固体及金移除组合物,其中所述第一浆液经历反应达时间x;
(b)在时间x后将第一浆液从反应槽移动到贮留槽以实现大体上完成化学反应;
(c)将第一浆液从贮留槽移动到离心机以将固体与金移除组合物分离;
(d)将固体从离心机移动到第一清洗槽,其中将第一清洗液体引入到固体以产生第二浆液,其中所述第二浆液经清洗达时间r1;
(e)将第二浆液从第一清洗槽移动到离心机以将固体与第一清洗液体分离;
及任选地:
(f)将固体从离心机移动到第二清洗槽,其中将第二清洗液体引入到固体以产生第三浆液,其中所述第三浆液经清洗达时间r2;
(g)将第三浆液从第二清洗槽移动到离心机以将固体与第二清洗液体分离;
及任选地
(h)将固体从离心机移动到第一清洗槽,其中将第三清洗液体引入到固体以得到第四浆液,其中所述第四浆液经清洗达时间r3;及
(g)将第四浆液从第一清洗槽移动到离心机以将固体与第三清洗液体分离。
优选地,大体上完成化学反应在从室温到约80℃、优选地约40℃到约70℃的范围中的温度下花费从约10分钟到约200分钟、优选地约40分钟到约110分钟。在一项实施例中,金移除组合物在处理(例如,电解冶炼及/或树脂基酸回收及金属恢复再用)前被使用数次。
在一个方面中,描述SPT银浸出模块(400),所述SPT银浸出模块包括:
(a)至少一个反应槽,
(b)至少一个贮留槽,其与至少一个反应槽进行液体连通,
(c)至少一个清洗槽,其与至少一个贮留槽进行液体连通,
其中所述SPT银浸出模块能够从固体移除银,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括银的材料。SPT银浸出模块可进一步包括以下各者中的至少一者:至少一个银浸出组合物槽,其与至少一个反应槽进行液体连通;至少一个清洗液体槽,其与至少一个清洗槽进行液体连通;至少一个离心机;搅动构件,其在反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者中;至少一个泵;加热/冷却构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;至少一个空气输入,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;实时取样及调整;感测构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者;及通风构件,其用于反应槽、至少一个贮留槽及/或至少一个清洗槽中的至少一者。至少一个反应槽及至少一个贮留槽可包括银浸出组合物。SPT银浸出模块优选地围封在一或多个外壳中且由可编程逻辑控制器控制。
在另一方面中,描述一种从选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料移除银的工艺,所述工艺包括在固体处理技术(SPT)银浸出模块(420)中使用银浸出组合物从固体移除银,其中SPT银浸出模块包括:(a)至少一个反应槽;(b)至少一个贮留槽,其与至少一个反应槽进行液体连通;及(c)至少一个清洗槽,其与至少一个贮留槽进行液体连通,其中固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料。
在又一方面中,描述一种从选自由PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料移除银的工艺,所述工艺包括:
(a)在反应槽中产生第一浆液,其中所述第一浆液包括至少固体及银浸出组合物,其中所述第一浆液经历反应达时间x;
(b)在时间x后将第一浆液从反应槽移动到贮留槽以实现大体上完成化学反应;
(c)将第一浆液从贮留槽移动到离心机以将固体与银浸出组合物分离;
(d)将固体从离心机移动到第一清洗槽,其中将第一清洗液体引入到固体以产生第二浆液,其中所述第二浆液经清洗达时间r1;
(e)将第二浆液从第一清洗槽移动到离心机以将固体与第一清洗液体分离;
及任选地:
(f)将固体从离心机移动到第二清洗槽,其中将第二清洗液体引入到固体以产生第三浆液,其中所述第三浆液经清洗达时间r2;及
(g)将第三浆液从第二清洗槽移动到离心机以将固体与第二清洗液体分离。
优选地,大体上完成化学反应在从室温到约60℃、优选地约30℃到约50℃的范围中的温度下花费从约10分钟到约200分钟、优选地约40分钟到约110分钟。在一项实施例中,仅使用一次贱金属移除组合物。
继使用后处理组合物
如本文中所论述,一旦移除组合物饱和,或以其它方式不再可用于金属移除,且一旦清洗液体不再可用于清洗,其便可取决于如上文所揭示的移除组合物或清洗液体而被发送到至少一个处理系统,包含但不限于电解冶炼、扩散渗析、pH调整、渗碳、废水处理、树脂基酸回收及金属恢复再用及其任何组合。
关于废水处理,废水通常具有极低pH且可使用强碱来调整pH以起始将废水中的金属离子沉淀(举例来说)为金属氢氧化物。在来自废水的大量金属离子沉淀后,废水的pH可调整到更接近中和的值且中和水可通过逆渗透系统发送以得到可回收回到一或多个模块(例如,DS模块、BMR模块、GL模块、SPT贱金属移除模块、SPT金移除模块、SPT银浸出模块)中以重复使用的水。因此,废水恢复再用系统可包括:至少一个废料槽,其经调适以贮留来自本文中所描述的工艺模块的废水;至少一个中和槽;至少一种pH调整剂;至少一个压滤器;盐移除系统(例如,逆渗透及结晶器);管状超滤;离子交换器,其移除痕量金属;及至少一个返回管线,其经调适以使回收水返回到至少一个工艺模块。
电解冶炼(EW)系统可经选择以使用一或多个电极单元将来自饱和移除组合物及/或清洗液体的至少一种金属离子有效地转换成金属。在优选实施例中,EW系统使用包括至少一个阴极元件及至少一个阳极元件的一或多个圆柱形电极单元。当待电解冶炼的溶液包括可在阳极处引起不必要反应的化学品(例如,金属蚀刻剂、金属络合剂及氯化物离子)时,EW系统可进一步包括分割电极单元,举例来说,如以查尔斯·E·雷蒙(Charles E.Lemon)等人的名义在2000年12月19日发布且标题为“用于从溶液移除金属的电化学单元(Electrochemical Cell for Removal of Metals from Solutions)”的美国专利6,162,333中描述的RenoCell,所述专利的全部内容据此以引用的方式并入本文中。在分割电极单元中,使用至少一个分割组合件来分离至少一个阴极电解物腔室(包括至少一个阴极元件及阴极电解物溶液)及至少一个阳极电解物腔室(包括至少一个阳极元件及阳极电解物溶液)。分割组合件可包括包含一或多个阳离子及/或阴离子交换薄膜的一或多个多孔薄膜。在优选实施例中,分割组合件是一或多个多孔阳离子交换薄膜。虽然阳极及阴极元件可包括一或多种材料,但如所属领域的技术人员容易地确定,在优选实施例中,EW系统包括多孔碳及/或石墨阴极元件及钛及/或氧化钛阳极元件。在一项实施例中,阴极电解物溶液包括如本文中所描述的一或多种饱和移除组合物及/或清洗液体,且阳极电解物溶液包括一或多种相容酸及/或盐溶液,包含但不限于Na2SO4及H2SO4(其中H2SO4与银浸出溶液不相容)。包括金属离子的阳极电解物溶液及阴极电解物溶液循环穿过其在分割电极单元中的相应腔室且来自饱和移除组合物及/或清洗液体的金属离子经还原且沉积于阴极上,其中还原且沉积的金属取决于EW系统的电流。
在一项实施例中,包括至少一种金属离子的阳极电解物溶液及阴极电解物溶液再循环穿过其在分割电极单元中的相应腔室且来自饱和移除组合物及/或清洗液体的金属离子经还原且沉积于阴极上,直到从溶液移除大于80%、90%、95%、99%的金属离子。在又一实施例中,手动地或自动地监测阴极电解物溶液中的金属离子或贵金属离子的浓度,直到从溶液移除大于80%、90%、95%、99%的金属。在优选实施例中,包括金属离子的阴极电解物溶液再循环穿过EW系统,直到在阴极电解物溶液中检测到小于10ppm且更优选地小于5ppm的金属离子。
使用上文所描述的一或多个解析技术直接或间接、任选地实时、手动地或自动地监测阴极电解物溶液中的至少一种金属离子。此外,EW系统包括用于使用上文所描述的一或多个解析技术在EW过程前及/或期间直接或间接、任选地实时、手动地或自动地监测饱和移除组合物及/或清洗液体中的一或多种化学成分的构件。
在又一实施例中,本文中所描述的EW系统通过在EW过程前及/或期间直接或间接、任选地实时、手动地或自动地监测至少一个系统参数而有效地恢复再用大于85%、90%、95%、99%的饱和移除组合物及/或清洗液体中的目标金属,其中至少一个系统参数选自由阴极电解物溶液流量、阴极电解物进口及/或出口压力、阳极电解物溶液流量、阳极电解物进口及/或出口压力、跨分割单元组合件的差压、电极单元电流、电极单元电压、pH、氧化-还原电位及温度组成的群组。
当EW系统包括分割电极单元时,系统可进一步包括维持跨分割组合件的最小差压,由此维持薄膜的形状的构件。因此,在又一实施例中,EW系统包括监测及控制阳极电解物腔室中的阳极电解物溶液与阴极电解物腔室中的阴极电解物溶液之间的差压的构件,其包含但不限于一或多个压力传感器、变速泵、压力控制阀、压力调节器、压力释放阀及背压调节器。优选地,阴极电解物侧上的压力相同于或稍大于薄膜的阳极电解物侧上的压力。
优选地,EW系统包括监测、调整并控制部分基于一或多个工艺配方的工艺参数(包含但不限于电极单元电流及电压、pH、氧化-还原电位、温度、流率及压力)的PLC,可基于包含但不限于标定金属、标定金属浓度及饱和移除组合物及/或清洗液体中的一或多种化学成分的浓度的参数手动地或自动地选择所述一或多个工艺配方。处理次数基于若干参数,其包含但不限于电流、电流/电压切换、待实现的最终金属浓度及安全考虑。
在一项实施例中,EW用来使用分割单元将金与饱和金移除组合物及/或清洗液体分离,其中将脲、氢氧化钠或所述两者添加到饱和金移除组合物以改良电解冶炼期间的电流效率。如果使用脲,那么脲溶液在单独槽中与工艺水或GL模块清洗水预混合。在适当混合脲及工艺水或GL模块清洗水后,溶液将被泵抽到EW馈入槽以与饱和金移除组合物混合。如果使用NaOH,那么NaOH溶液可在EW馈入槽中与饱和金移除组合物直接混合。泵可用来使溶液循环穿过槽排放器以掺合溶液。一旦EW馈入槽中的溶液经适当掺合且处于规定温度,其便通过EW工具从EW馈入槽泵抽且可再循环回到EW馈入槽。一旦已恢复再用金,之后EW溶液便可被泵抽到废水处理系统。优选地,用来恢复再用金的EW过程利用脲,其可改良整个过程的效率且可在废水处理系统中回收以重复使用。
有利地,电解冶炼取决于电流而允许一次恢复再用一种金属。应了解,电解冶炼工艺的电流可被维持在恒定电流、随时间改变或所述两者。也应了解,电解冶炼工艺的电压可被维持在恒定电流、恒定电压、随时间改变或全部上述内容。
替代地或除电解冶炼以外,还可使用树脂基酸回收及金属恢复再用系统来处理移除组合物及/或清洗液体,其中树脂基酸回收及金属恢复再用系统利用包括具有绝对孔径(举例来说,离子大小排除)的树脂的管柱,如所属领域的技术人员所理解。随着组合物行进穿过管柱,离子依大小分离,其允许金属离子的捕获以及含水组合物的回收。树脂基酸回收及金属恢复再用的实例是使用离子大小排除树脂或标准树脂的系统及工艺。离子大小排除聚合树脂具有特定表面积、孔体积及孔径且可用来将具有不同大小半径的两个或两个以上离子物种与含水组合物分离。离子物种可包括阳离子、阴离子、络合阳离子、络合阴离子及/或其组合。对于本发明来说,可使用离子大小排除树脂来将金属离子与含酸组合物分离以供金属离子的恢复再用及/或酸的重复使用。此外,可使用离子大小排除树脂来将两个或两个以上不同金属离子与含酸组合物分离以供金属离子的恢复再用及/或酸的重复使用,其中两个或两个以上金属离子进一步彼此分离及/或与酸分离。如所属领域的技术人员所理解,可将捕获的金属离子还原成金属。可用于分离离子的树脂材料包含但不限于聚苯乙烯及/或二乙烯基苯聚苯乙烯。
应了解,无关于废水处理、EW、DD或树脂基酸回收及金属恢复再用是否用来处理本文中所描述的组合物及清洗液体,可通过任何工艺回收回的任何材料应为例如再利用的酸性溶液。举例来说,在废水处理、EW、DD或树脂基酸回收及金属恢复再用后,可能存在液体,其已经处理使得其可用作清洗液体或替代地在新的金属移除组合物中。有利地,此确保使废料流最小化。
金移除组合物
金移除组合物的一项实施例包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;任选地至少一种卤化物;任选地至少一种酸;及任选地至少一种溶剂。在另一实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种卤化盐;任选地至少一种酸;及任选地至少一种溶剂。在一项实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种卤化物;至少一种酸;及至少一种溶剂。在一项实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种氯化物盐;至少一种酸;及至少一种溶剂。在另一实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种氯化物盐;至少一种含硫酸;及至少一种溶剂。在又一实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种碱性氯化物盐;至少一种含硫酸;及至少一种溶剂。在又一实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种硝酸盐氧化剂;至少一种碱性氯化物盐;至少一种含硫酸;及至少一种溶剂。金移除组合物本质上是含水的且具有小于约2、更优选地小于约1的pH。至少一种氧化剂与至少一种酸的重量百分数比率在从约0.1:1到约5:1、优选地约1:1到约3:1的范围中。至少一种卤化物与至少一种酸的重量百分数比率在从约0.1:1到约5:1、优选地约0.5:1到约2:1的范围中。
氧化剂包含在组合物中以将待移除的金属氧化成离子形式且累积溶解金属的高度可溶性盐。本文中预期的氧化剂包含但不限于臭氧、硝酸(HNO3)、沸腾空气、环己基胺基磺酸、过氧化氢(H2O2)、过硫酸氢钾制剂(过氧单硫酸钾、2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、铵多原子盐(例如,过氧单硫酸铵、亚氯酸铵(NH4ClO2)、氯酸铵(NH4ClO3)、碘酸铵(NH4IO3)、过硼酸铵(NH4BO3)、过氯酸铵(NH4ClO4)、过碘酸铵(NH4IO3)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、次氯酸铵(NH4ClO))、钠多原子盐(例如,过硫酸钠(Na2S2O8)、次氯酸钠(NaClO))、钾多原子盐(例如,碘酸钾(KIO3)、过锰酸钾(KMnO4)、过硫酸钾、过硫酸钾(K2S2O8)、次氯酸钾(KClO))、四甲基铵多原子盐(例如,亚氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO2)、氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO3)、碘酸四甲基铵((N(CH3)4)IO3)、过硼酸四甲基铵((N(CH3)4)BO3)、过氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO4)、过碘酸四甲基铵((N(CH3)4)IO4)、过硫酸四甲基铵((N(CH3)4)S2O8)、硝酸四甲基铵)、四丁基铵多原子盐(例如,过氧单硫酸四丁铵、硝酸四丁铵)、过氧单硫酸、过氧化氢脲((CO(NH2)2)H2O2)、过乙酸(CH3(CO)OOH)、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵及其组合。最优选地,氧化剂包括硝酸根离子,其包含但不限于硝酸、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸四烷基铵及其组合。
至少一种卤化物优选地是含氯化合物,其包含但不限于盐酸及碱性氯化物(例如,氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化铵、氯化四级铵盐)及其组合,附带条件是含氯化合物不能包含氯化铜、氯气或第二不同卤化物。优选地,至少一种卤化物包括碱性氯化物,甚至更优选地贱金属氯化物,例如氯化钠。至少一种卤化物也可包含包括溴化物及碘化物的盐及/或酸,包含但不限于溴化钠、碘化钠、溴化钾、碘化钾、溴化铷、碘化铷、溴化铯、碘化铯、溴化镁、碘化镁、溴化钙、碘化钙、溴化锶、碘化锶、溴化铵、碘化铵、溴化四级铵盐及溴化四级铵盐。
至少一种酸优选地是含硫物种,例如硫酸、硫酸盐(例如,硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸镁、硫酸钙、硫酸锶、硫酸钡)、磺酸、磺酸衍生物及其组合。预期的磺酸衍生物包含甲磺酸(MSA)、乙磺酸、2-羟基乙磺酸、正丙磺酸、异丙磺酸、异丁烯磺酸、正丁磺酸、正辛磺酸、苯磺酸、苯磺酸衍生物及其组合。优选地,至少一种酸包括硫酸,优选地浓硫酸。
至少一种溶剂包含但不限于水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、2-乙基-1-己醇、庚醇、辛醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、四氢糠醇(THFA)、碳酸丁二酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、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、乙二醇苯醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚(DPGME)、三丙二醇甲醚(TPGME)、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、丙二醇苯醚、2,3-二氢十氟戊烷、乙基全氟丁醚、甲基全氟丁醚、碳酸烷酯、碳酸伸烷酯、4-甲基-2-戊醇、四亚甲基二醇二甲醚及其组合。优选地,至少一种溶剂包括水。
在尤其优选实施例中,金移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:氯化钠;硫酸或其盐(例如,硫酸钠);硝酸或其盐(即,硝酸钠);及水。
金移除组合物可进一步包括至少一种络合剂(例如,贵金属络合剂)、至少一种缓冲剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种NOx抑制剂、至少一种表面活性剂、至少一种消泡剂、至少一种钝化剂及其任何组合。
所属领域的技术人员将了解,金移除组合物可在上游制备且存储在槽中以供使用、在用于引入到反应槽中的管线上游制备,或通过在反应槽中引入化学品而直接在其中制备。此外,预期浓缩物可在反应槽前或在反应槽中经制备及存储以用稀释剂(例如,水)稀释。
在一项实施例中,使用金移除组合物直到饱和有溶解/增溶金离子。在一项实施例中,金移除组合物的一或多种成分是来自电子废料设施内的一或多个流出废料流的再生及/或回收成分。
焊料移除组合物
焊料移除组合物优选地相对于贵金属(特定来说金)选择性地移除焊料金属,由此增加焊料的浴液的装载且增加焊料移除组合物的浴液寿命。在一项实施例中,焊料移除组合物包括至少一种氧化剂及水、由所述两者组成或基本上由所述两者组成。第一组合物可进一步包括至少一种铅及/或锡络合剂、至少一种有机溶剂,及/或用于钝化贵金属及/或贱金属的至少一种钝化剂。在另一实施例中,焊料移除组合物包括与至少一种氧化剂及水组合的至少一种铅及/或锡络合剂、由其组成或基本上由其组成。在又一实施例中,焊料移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;水;及至少一种钝化剂,其用于钝化贵金属及/或贱金属材料。在另一实施例中,焊料移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种铅及/或锡络合剂;至少一种氧化剂;水;及至少一种钝化剂,其用于钝化贵金属及/或贱金属材料。可将至少一种有机溶剂、至少一种促进剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种NOx抑制剂、至少一种缓冲剂、至少一种表面活性剂、至少一种消泡剂或其任何组合添加到上述焊料移除组合物实施例的任意者。因此,在又一实施例中,焊料移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种促进剂;水;及至少一种钝化剂,其用于钝化贵金属及/或贱金属材料。至少一种氧化剂与至少一种钝化剂的重量百分数比率在从约1:1到约50:1、优选地约15:1到约35:1的范围中。至少一种促进剂与至少一种钝化剂的重量百分数比率在从约1:1到约25:1、优选地约8:1到约20:1的范围中。
氧化剂包含在组合物中以将待移除的金属氧化成离子形式且累积溶解金属的高度可溶性盐。本文中预期的氧化剂包含但不限于臭氧、硝酸(HNO3)、沸腾空气、环己基胺基磺酸、过氧化氢(H2O2)、过硫酸氢钾制剂(过氧单硫酸钾、2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、铵多原子盐(例如,过氧单硫酸铵、亚氯酸铵(NH4ClO2)、氯酸铵(NH4ClO3)、碘酸铵(NH4IO3)、过硼酸铵(NH4BO3)、过氯酸铵(NH4ClO4)、过碘酸铵(NH4IO3)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、次氯酸铵(NH4ClO))、钠多原子盐(例如,过硫酸钠(Na2S2O8)、次氯酸钠(NaClO))、钾多原子盐(例如,碘酸钾(KIO3)、过锰酸钾(KMnO4)、过硫酸钾、过硫酸钾(K2S2O8)、次氯酸钾(KClO))、四甲基铵多原子盐(例如,亚氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO2)、氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO3)、碘酸四甲基铵((N(CH3)4)IO3)、过硼酸四甲基铵((N(CH3)4)BO3)、过氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO4)、过碘酸四甲基铵((N(CH3)4)IO4)、过硫酸四甲基铵((N(CH3)4)S2O8))、四丁基铵多原子盐(例如,过氧单硫酸四丁铵)、过氧单硫酸、过氧化氢脲((CO(NH2)2)H2O2)、过乙酸(CH3(CO)OOH)、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硫酸及其组合。虽然本身非氧化剂,但为了本发明,氧化剂进一步包含链烷磺酸(例如,甲磺酸(MSA)、乙磺酸、2-羟基乙磺酸、正丙磺酸、异丙磺酸、异丁烯磺酸、正丁磺酸、正辛磺酸)、苯磺酸、苯磺酸衍生物(例如,4-甲氧基苯磺酸、4-羟基苯磺酸、4-胺基苯磺酸、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、十一基苯磺酸、十二基苯磺酸、十三基苯磺酸、十四基苯磺酸、十六基苯磺酸、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-胺基苯磺酸、2-胺基苯磺酸、2-胺基萘磺酸、3-胺基萘磺酸、2,3-二胺基苯磺酸、2,4-二胺基苯磺酸、2,5-二胺基苯磺酸、2,6-二胺基苯磺酸、3,5-二胺基苯磺酸、2,4,6-三胺基苯磺酸、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)、硫酸烷酯磺酸、吡啶磺酸及其组合。氧化剂可包含本文中定义为氧化剂的任何物种的组合。在将焊料移除组合物引入到PCB前或替代地在PCB处(即,在原位),可在制造商处将氧化剂引入到焊料移除组合物。优选地,氧化剂包括过氧化物化合物、过硫酸氢钾制剂、硝酸、硝酸钠、甲磺酸或其任何组合。最优选地,氧化剂包括甲磺酸。
当存在时,认为有效量的硝酸或其盐充当焊料移除过程的促进剂。因此,在一些实施例中,焊料移除组合物中的氧化剂优选地包括链烷磺酸(例如,MSA)及硝酸或其盐。预期的其它促进剂包含酸,例如硫酸、盐酸、磷酸、氢溴酸及其任何组合。
包含络合剂以络合由氧化剂产生的离子。本文中预期的络合剂包含但不限于:β-二酮酸盐化合物,例如乙酰丙酮化物、1,1,1-三氟-2,4-戊二酮及1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮;羧酸盐,例如甲酸盐及乙酸盐及其它长链羧酸盐;及酰胺(及胺),例如双(三甲基甲硅烷基酰胺)四聚物。额外螯合剂包含胺及胺基酸(即,甘胺酸、丝胺酸、脯胺酸、亮胺酸、丙胺酸、天冬酰胺酸、天冬胺酸、麸酰胺酸、缬胺酸及离胺酸)、柠檬酸、乙酸、顺丁烯二酸、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、氮基-参(亚甲基膦酸)、氮基三乙酸、亚胺基二乙酸、依替膦酸(etidronic acid)、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)及(1,2-环己二氮基)四乙酸(CDTA)、脲酸、四乙二醇二甲醚、五甲基二伸乙基三胺(PMDETA)、1,3,5-三嗪-2,4,6-硫代硫醇三钠盐溶液、1,3,5-三嗪-2,4,6-硫代硫醇三铵盐溶液、二乙基二硫代胺基甲酸钠、经双取代的二硫代胺基甲酸盐(R1(CH2CH2O)2NR2CS2Na)(其经一个烷基(R2=己基、辛基、癸基或十二基)及一个寡聚醚(R1(CH2CH2O)2,其中R1=乙基或丁基)双取代)、硫酸铵、单乙醇胺(MEA)、Dequest 2000、Dequest 2010、Dequest 2060s、二伸乙基三胺五乙酸、丙二胺四乙酸、1-氧化2-羟基吡啶、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、N-(2-羟基乙基)亚胺基二乙酸(HEIDA)、五元三磷酸钠、其钠盐及铵盐、氯化铵、氯化钠、氯化锂、氯化钾、硫酸铵、柠檬酸三铵、柠檬酸钠、硫脲、盐酸、硫酸及其组合。优选地,络合剂包括HEDP、HEIDA、EDDS、其钠或铵盐、硫酸或其组合。
用于钝化贵金属及/或贱金属的钝化剂包含但不限于抗坏血酸、腺苷酸、L(+)-抗坏血酸、异抗坏血酸、抗坏血酸衍生物、柠檬酸、乙二胺、没食子酸、草酸、鞣酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、脲酸、1,2,4-三唑(TAZ)、三唑衍生物(例如,苯并三唑(BTA)、甲苯基三唑、5-苯基-苯并三唑、5-硝基-苯并三唑、3-胺基-5-巯基-1,2,4-三唑、1-胺基-1,2,4-三唑、羟基苯并三唑、2-(5-胺基-戊基)-苯并三唑、1-胺基-1,2,3-三唑、1-胺基-5-甲基-1,2,3-三唑、3-胺基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、3-异丙基-1,2,4-三唑、5-苯基硫醇-苯并三唑、卤代-苯并三唑(卤=F、Cl、Br或I)、萘并三唑)、4-胺基-1,2,4-三唑(ATAZ)、2-巯基苯并咪唑(MBI)、2-巯基苯并噻唑、4-甲基-2-苯基咪唑、2-巯基噻唑啉、5-胺基四唑(ATA)、5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、2,4-二胺基-6-甲基-1,3,5-三嗪、噻唑、三嗪、甲基四唑、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、1,5-五亚甲基四唑、1-苯基-5-巯基四唑、二胺基甲基三嗪、咪唑啉硫酮、巯基苯并咪唑、4-甲基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醇、5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、苯并噻唑、磷酸三甲苯酯、咪唑、苯并异二唑(indiazole)、苯甲酸、硼酸、丙二酸、苯甲酸铵、儿茶酚、五倍子酚、间苯二酚、氢醌、三聚氰酸、巴比妥酸及衍生物,例如1,2-二甲基巴比妥酸、α-酮酸,例如丙酮酸、腺嘌呤、嘌呤、膦酸及其衍生物、甘胺酸/抗坏血酸、Dequest 2000、Dequest 7000、对甲苯硫脲、琥珀酸、膦酰基丁烷三羧酸(PBTCA)、钼酸钠、钼酸铵、铬酸盐的盐(例如,钠、钾、钙、钡)、钨酸钠、重铬酸盐的盐(例如,钠、钾、铵)、硫酸钠、辛二酸、壬二酸(azelaicacid)、癸二酸、己二酸、八亚甲基二羧酸、庚二酸、十二烷二羧酸、二甲基丙二酸、3,3-二乙基琥珀酸、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、1,3-环戊二羧酸、1,4-环己二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,4-伸苯基二氧基二乙酸、1,3-伸苯基二氧基二乙酸、联苯甲酸、4,4'-联苯二羧酸、4,4'-氧基二苯甲酸、二苯基甲烷-4,4'-二羧酸、二苯基砜-4,4'-二羧酸、十亚甲基二羧酸、十一亚甲基二羧酸、十二亚甲基二羧酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸、对伸苯基二羧酸、偏苯三甲酸、均苯四甲酸、磷酸钠(例如,六偏磷酸钠)、硅酸钠、胺基酸及其衍生物,例如l-精胺酸、核苷及核碱基(例如分别为腺苷及腺嘌呤)及其组合。最优选地,钝化剂包括BTA、ATAZ、TAZ、三唑衍生物、抗坏血酸、钼酸钠或其组合。
虽然不希望被理论束缚,但认为有机溶剂在添加时通过润湿微电子装置结构的表面而提高金属蚀刻速率。本文中预期的有机溶剂包含但不限于醇、醚、吡咯啶酮、二醇、羧酸、二醇醚、胺、酮、醛、烷烃、烯烃、炔烃、碳酸盐及酰胺,更优选地醇、醚、吡咯啶酮、二醇、羧酸及二醇醚(例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇及高碳数醇(包含二醇及三醇))、四氢呋喃(THF)、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、环己基吡咯啶酮、N-辛基吡咯啶酮、N-苯基吡咯啶酮、甲酸甲酯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、四亚甲基砜(环丁砜)、乙醚、苯氧基-2-丙醇(PPh)、苯丙酮、乳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙腈、丙酮、乙二醇、丙二醇、二恶烷、丁酰内酯、碳酸丁二酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、二丙二醇、两亲物种(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(即,丁基卡必醇)、三乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚、二乙二醇单己醚、乙二醇苯醚、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、丙二醇苯醚及其组合)、分支链非氟化醚键羧酸(CH3CH2)nO(CH2)mCOOH,其中n=1到10且m=1到10)、无分支非氟化醚键羧酸(CH3CH2)nO(CH2)mCOOH,其中n=1到10且m=1到10)、分支链非氟化非醚键羧酸(CH3(CH2)nCOOH,其中n=1到10)、无分支非氟化非醚键羧酸(CH3(CH2)nCOOH,其中n=1到10)、二羧酸、三羧酸及其组合。优选地,有机溶剂包括二乙二醇单丁醚、二丙二醇丙醚、丙二醇或其混合物。
焊料移除组合物的优选实施例包含但不限于:(i)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、BTA及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(ii)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、TAZ及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(iii)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、1-胺基-1,2,4-三唑(ATAZ)及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(iv)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、1-胺基-1,2,3-三唑及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(v)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、1-胺基-5-甲基-1,2,3-三唑及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(vi)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、3-胺基-1,2,4-三唑及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(vii)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、3-巯基-1,2,4-三唑及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(viii)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、3-异丙基-1,2,4-三唑及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(ix)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、MBI及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(x)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、ATA及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(xi)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、2,4-二胺基-6-甲基-1,3,5-三嗪及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(xii)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、抗坏血酸及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;(xiii)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、钼酸钠及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成;及(xiv)焊料移除组合物,其包括MSA、硝酸、3-胺基-5-巯基-1,2,4-三唑及水、由所述四者组成或基本上由所述四者组成。
所属领域的技术人员将了解,焊料移除组合物可在上游制备且存储在槽中以供使用、在用于引入到反应槽中的管线上游制备,或通过在反应槽中引入化学品而直接在其中制备。此外,预期浓缩物可在反应槽前或在反应槽中经制备及存储以用稀释剂(例如,水)稀释。
在一项实施例中,使用焊料移除组合物直到饱和有溶解/增溶金属离子,例如,铅离子及/或锡离子。在一项实施例中,焊料移除组合物的一或多种成分是来自电子废料设施内的一或多个流出废料流的再生及/或回收成分。
贱金属移除组合物
出于本发明所揭示的事物的目的,贱金属移除组合物优选地极具选择性,其中大体上无金溶解在贱金属移除组合物中。在一项实施例中,贱金属移除组合物包括至少一种氧化剂及水、由所述两者组成或基本上由所述两者组成。贱金属移除组合物可进一步包括至少一种络合剂、至少一种有机溶剂、至少一种消泡剂、至少一种NOx抑制剂及/或用于钝化贵金属的至少一种钝化剂。在另一实施例中,贱金属移除组合物包括与至少一种氧化剂及水组合的至少一种络合剂、由其组成或基本上由其组成。在又一实施例中,贱金属移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;水;及至少一种钝化剂,其用于钝化贵金属。在另一实施例中,贱金属移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种络合剂;至少一种氧化剂;水;及至少一种钝化剂,其用于钝化贵金属。在又一实施例中,贱金属移除组合物包括以下各者、由以下各者组成或基本上由以下各者组成:至少一种氧化剂;至少一种NOx抑制剂;及水,其中至少一种氧化剂包括硝酸及/或至少一种硝酸盐。可进一步将至少一种腐蚀抑制剂、至少一种缓冲剂、至少一种表面活性剂或其任何组合添加至以上贱金属移除组合物的任何实施例。
氧化剂包含在组合物中以将待移除的金属氧化成离子形式且累积溶解金属的高度可溶性盐。本文中预期的氧化剂包含但不限于臭氧、硝酸(HNO3)、沸腾空气、环己基胺基磺酸、过氧化氢(H2O2)、过硫酸氢钾制剂(过氧单硫酸钾、2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、铵多原子盐(例如,过氧单硫酸铵、亚氯酸铵(NH4ClO2)、氯酸铵(NH4ClO3)、碘酸铵(NH4IO3)、过硼酸铵(NH4BO3)、过氯酸铵(NH4ClO4)、过碘酸铵(NH4IO3)、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、次氯酸铵(NH4ClO))、钠多原子盐(例如,过硫酸钠(Na2S2O8)、次氯酸钠(NaClO))、钾多原子盐(例如,碘酸钾(KIO3)、过锰酸钾(KMnO4)、过硫酸钾、过硫酸钾(K2S2O8)、次氯酸钾(KClO))、四甲基铵多原子盐(例如,亚氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO2)、氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO3)、碘酸四甲基铵((N(CH3)4)IO3)、过硼酸四甲基铵((N(CH3)4)BO3)、过氯酸四甲基铵((N(CH3)4)ClO4)、过碘酸四甲基铵((N(CH3)4)IO4)、过硫酸四甲基铵((N(CH3)4)S2O8)、硝酸四甲基铵)、四丁基铵多原子盐(例如,过氧单硫酸四丁铵、硝酸四丁铵)、过氧单硫酸、过氧化氢脲((CO(NH2)2)H2O2)、过乙酸(CH3(CO)OOH)、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵及其组合。最优选地,氧化剂包括选自由硝酸、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸四烷基铵及其组合组成的群组的物种。(若干)氧化剂以从约1重量%到约35重量%、优选地约10重量%到约30重量%的范围存在。
当至少一种氧化剂包括硝酸及/或至少一种硝酸盐时,可添加至少一种NOx抑制剂。NOx抑制剂包含但不限于过氧化氢、氟(F2)、氯(Cl2)、脲、氨、硫氢化钠、次氯酸钠、氢氧化钠及具有比硝酸及/或至少一种硝酸盐更高的氧化电位的其它氧化剂。有利地,过氧化氢能够与所形成的NOx反应以产生可重复使用的硝酸。替代地或另外地,唑、胺磺酸铵、胺磺酸、氢氧化钠、硫氢化钠、脲及其组合可适用于NOx抑制剂。预期的唑包含但不限于1,2,4-三唑(TAZ)、1,2,3-三唑、苯并三唑(BTA)、甲苯基三唑、5-苯基-苯并三唑、5-硝基-苯并三唑、3-胺基-5-巯基-1,2,4-三唑、1-胺基-1,2,4-三唑、羟基苯并三唑、2-(5-胺基-戊基)-苯并三唑、1-胺基-1,2,3-三唑、1-胺基-5-甲基-1,2,3-三唑、3-胺基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、3-异丙基-1,2,4-三唑、5-苯基硫醇-苯并三唑、卤代-苯并三唑(卤=F、Cl、Br或I)、萘并三唑、4-胺基-1,2,4-三唑(ATAZ)、2-巯基苯并咪唑(MBI)、2-巯基苯并噻唑、4-甲基-2-苯基咪唑、2-巯基噻唑啉、5-胺基四唑(ATA)、5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、2,4-二胺基-6-甲基-1,3,5-三嗪、噻唑、三嗪、甲基四唑、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、1,5-五亚甲基四唑、1-苯基-5-巯基四唑、二胺基甲基三嗪、咪唑啉硫酮、巯基苯并咪唑、4-甲基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醇、5-胺基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、苯并噻唑、咪唑、苯并异二唑及其组合。当存在时,至少一种NOx抑制剂以从约0.1重量%到约20重量%、优选地约1重量%到约20重量%的量存在。换句话说,至少一种氧化剂与至少一种NOx抑制剂的重量百分数比率为约0.01:1到约40:1。当至少一种NOx抑制剂包含于贱金属移除组合物中时,所属领域的技术人员应了解,至少一种NOx抑制剂可经添加在反应槽的上游、仅在引入固体前直接引入到反应槽中、在引入固体时同时直接引入到反应槽中,或在引入固体后直接引入到反应槽中。在不希望被理论束缚的情况下,当贱金属移除组合物包括硝酸及/或至少一种硝酸盐时,至少一种NOx抑制剂经添加以使NOx产生最小化例如达几乎50%,优选地在从约50%到约95%的范围中。举例来说,当过氧化氢用作NOx抑制剂且与固体同时添加到SPT贱金属移除模块(380)时,NOx的总量分别针对DRAM芯片及粉末状贱金属减少达79%及92%。
所属领域的技术人员将了解,贱金属移除组合物可在上游制备且存储在槽中以供使用、在用于引入到反应槽中的管线上游制备,或通过在反应槽中引入化学品而直接在其中制备。此外,预期浓缩物可在反应槽前或在反应槽中经制备及存储以用稀释剂(例如,水)稀释。
在一项实施例中,使用贱金属移除组合物直到饱和有溶解/增溶金属离子,例如,铜离子及/或镍离子。在一项实施例中,贱金属移除组合物的一或多种成分是来自电子废料设施内的一或多个流出废料流的再生及/或回收成分。
银浸出组合物
银浸出(SL)组合物的一项实施例包括至少一种络合剂及至少一种溶剂、由所述两者组成或基本上由所述两者组成。银浸出组合物可进一步包括至少一种氧化剂、至少一种有机溶剂及/或至少一种钝化剂。在另一实施例中,银浸出组合物包括与至少一种氧化剂及水组合的至少一种络合剂、由其组成或基本上由其组成。在又一实施例中,银浸出组合物包括与至少一种氧化剂、水及至少一种钝化剂组合的至少一种络合剂、由其组成或基本上由其组成。在另一实施例中,银浸出组合物包括与水及至少一种钝化剂组合的至少一种络合剂、由其组成或基本上由其组成。银浸出组合物可进一步包括至少一种表面活性剂、至少一种消泡剂、至少一种腐蚀抑制剂、至少一种NOx抑制剂、至少一种缓冲剂或其任何组合。
络合剂包含于组合物中以捕获待移除的银金属。本文中预期的络合剂包含但不限于硫代硫酸盐化合物(即,硫代硫酸钠、硫代硫酸铵、硫代硫酸钾)、胺及胺基酸(即,甘胺酸、丝胺酸、脯胺酸、亮胺酸、丙胺酸、天冬酰胺酸、天冬胺酸、麸酰胺酸、缬胺酸及离胺酸)、柠檬酸、乙酸、顺丁烯二酸、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、氮基-参(亚甲基膦酸))、氮基三乙酸、亚胺基二乙酸、依替膦酸、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)及(1,2-环己二氮基)四乙酸(CDTA)、脲酸、四乙二醇二甲醚、五甲基二伸乙基三胺(PMDETA)、1,3,5-三嗪-2,4,6-硫代硫醇三钠盐溶液、1,3,5-三嗪-2,4,6-硫代硫醇三铵盐溶液、二乙基二硫代胺基甲酸钠、经双取代的二硫代胺基甲酸盐(R1(CH2CH2O)2NR2CS2Na)(其经一个烷基(R2=己基、辛基、癸基或十二基)及一个寡聚醚(R1(CH2CH2O)2,其中R1=乙基或丁基)双取代)、硫酸铵、单乙醇胺(MEA)、Dequest 2000、Dequest 2010、Dequest 2060s、二伸乙基三胺五乙酸、丙二胺四乙酸、1-氧化2-羟基吡啶、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、N-(2-羟基乙基)亚胺基二乙酸(HEIDA)、五元三磷酸钠、氯化铵、氯化钠、氯化锂、氯化钾、硫酸铵、、盐酸、硫酸及其组合。优选地,络合剂包括至少一种硫代硫酸盐化合物,例如硫代硫酸钠。(若干)络合剂以从约0.1重量%到约15重量%、优选地约1重量%到约10重量%的范围存在。
至少一种溶剂包含但不限于水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、2-乙基-1-己醇、庚醇、辛醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、四氢糠醇(THFA)、碳酸丁二酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、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、乙二醇苯醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚(DPGME)、三丙二醇甲醚(TPGME)、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、丙二醇苯醚、2,3-二氢十氟戊烷、乙基全氟丁醚、甲基全氟丁醚、碳酸烷酯、碳酸伸烷酯、4-甲基-2-戊醇、四亚甲基二醇二甲醚及其组合。优选地,至少一种溶剂包括水。
在尤其优选实施例中,SL组合物包括硫代硫酸钠及水、由所述两者组成或基本上由所述两者组成。pH优选地在从约6到约8的范围中。
所属领域的技术人员将了解,银移除组合物可在上游制备且存储在槽中以供使用、在用于引入到反应槽中的管线上游制备,或通过在反应槽中引入化学品而直接在其中制备。此外,预期浓缩物可在反应槽前或在反应槽中制备及存储以用稀释剂(例如,水)稀释。
在一项实施例中,使用银移除组合物,直到饱和有溶解/增溶银离子。在一项实施例中,银移除组合物的一或多种成分是来自电子废料设施内的一或多个流出废料流的再生及/或回收成分。
虽然本文中已参考阐释性实施例及特征多方面地揭示了本发明,但将了解,上文所描述的实施例及特征并不希望限制本发明,且所属领域的技术人员将基于本文中的揭示内容想起其它变动、修改及其它实施例。因此,本发明应广义地解释为涵盖所附权利要求书的精神及范围内的全部此类变动、修改及替代实施例。
Claims (58)
1.一种用于回收选自由印刷电路板PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的所述金,其中所述系统包括固体处理技术SPT贱金属移除模块及SPT金移除模块,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)SPT熔炉模块,
(b)SPT研磨模块,
(c)SPT银浸出模块,
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
2.一种用于回收选自由印刷电路板PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的所述金,其中所述系统包括固体处理技术SPT熔炉模块及SPT金移除模块,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)SPT研磨模块,
(b)SPT贱金属移除模块
(c)SPT银浸出模块,
(d)(a)到(c)的任何组合,及
(e)(a)到(c)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
3.一种用于回收选自由印刷电路板PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的集成智能系统,其中所述系统有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的所述金,所述系统包括金浸出模块及SPT金移除模块,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)预板清理模块,
(b)板清理模块,
(c)脱焊模块,
(d)贱金属移除模块,
(e)SPT熔炉模块,
(f)SPT研磨模块,
(g)SPT贱金属移除模块,
(h)SPT银浸出模块,
(i)(a)到(h)的任何组合,及
(j)(a)到(h)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统,其中使用移动构件自动地或手动地使待回收的所述材料在模块内移动。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的系统,其中使用移动构件自动地或手动地使待回收的所述材料在模块间及/或在模块内移动。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述SPT贱金属移除模块包括:
(a)至少一个反应槽,
(b)至少一个贮留槽,其与所述至少一个反应槽进行液体连通,
(c)至少一个清洗槽,其与所述至少一个贮留槽进行液体连通,
其中所述SPT贱金属移除模块能够从固体移除至少一种贱金属,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的材料。
7.根据权利要求6所述的系统,其中所述SPT贱金属移除模块进一步包括以下各者中的至少一者:至少一个贱金属移除组合物槽,其与所述至少一个反应槽进行液体连通;至少一个清洗液体槽,其与所述至少一个清洗槽进行液体连通;至少一个离心机;搅动构件,其在所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者中;至少一个泵;加热/冷却构件,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者;至少一个空气输入,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者;实时取样及调整;可编程逻辑控制器或其等效物;感测构件,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者;及通风构件,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者。
8.根据权利要求6或7所述的系统,其中所述至少一个反应槽及/或所述至少一个贮留槽包括贱金属移除组合物。
9.根据权利要求8所述的系统,其中所述贱金属移除组合物包括至少一种氧化剂及水且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一种额外成分:至少一种络合剂、至少一种有机溶剂、至少一种消泡剂、至少一种NOx抑制剂,及用于钝化所述贵金属的至少一种钝化剂。
10.根据权利要求6到9中任一权利要求所述的系统,其中所述SPT贱金属移除模块围封在一或多个外壳中。
11.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统,其中所述SPT金移除模块包括:
(a)至少一个反应槽,
(b)至少一个贮留槽,其与所述至少一个反应槽进行液体连通,
(c)至少一个清洗槽,其与所述至少一个贮留槽进行液体连通,
其中所述SPT金移除模块能够从固体移除金,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的材料。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述SPT金移除模块进一步包括以下各者中的至少一者:至少一个金移除组合物槽,其与所述至少一个反应槽进行液体连通;至少一个清洗液体槽,其与所述至少一个清洗槽进行液体连通;至少一个离心机;搅动构件,其在所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者中;至少一个泵;加热/冷却构件,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者;至少一个空气输入,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者;实时取样及调整;可编程逻辑控制器或其等效物;感测构件,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者;及通风构件,其用于所述反应槽、所述至少一个贮留槽及/或所述至少一个清洗槽中的至少一者。
13.根据权利要求11或12所述的系统,其中所述至少一个反应槽及/或所述至少一个贮留槽包括金移除组合物。
14.根据权利要求13所述的系统,其中所述金移除组合物包括至少一种氧化剂、任选地至少一种卤化物、任选地至少一种酸,及任选地至少一种溶剂,优选地至少一种氧化剂、至少一种卤化物、至少一种酸及至少一种溶剂。
15.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的系统,其中所述SPT金移除模块围封在一或多个外壳中。
16.根据权利要求2所述的系统,其中所述SPT熔炉模块包括(a)熔炉及(b)控制进入所述熔炉中的所述空气输入的构件,其中所述SPT熔炉模块将所述材料转换成灰分或粉末。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述SPT熔炉模块进一步包括通风系统。
18.根据权利要求16或17所述的系统,其中所述SPT熔炉模块进一步包括(i)所述熔炉内的支撑表面、(ii)移动构件或(i)及(ii)两者。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述移动构件包括选自由以下各者组成的群组的至少一个机构:输送机带、输送机轨道、输送轮、输送辊、重力输送机、机器人、具有移动机构的机器人装载臂、具有动力通道/轨道的架空输送机、轨道、升降机、收集输送机、单轨、带、环链、具有轮的运送机、卡车、手推车、托盘、叉车、动臂升降机、剪式升降机、跨架式升降机、悬臂式升降机、柱式升降机、竖直升降机、水平升降机、台车、托板、搬运车、搬运工具、滑轮、夹具、卷扬机、钩、叉、堆垛机、斗式升降机、圆盘传送带、起重机、引导车辆、推车、泵,或前述各者的组合。
20.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统,其进一步包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外模块:
(a)预板清理模块,
(b)板清理模块,
(c)脱焊模块,
(d)贱金属移除模块,
(e)金浸出模块,
(f)(a)到(e)的任何组合,及
(g)(a)到(e)的每一模块,
其中所述模块在具有或不具有中介零件的情况下彼此串联地定位及/或操作。
21.根据权利要求3所述的系统,其中所述金浸出模块包括滚筒管线系统,所述滚筒管线系统包括:至少至少一个金移除槽,其任选地包括金移除组合物;至少一个带出槽;及至少一个清洗槽,其中每一槽具有将滚筒装纳于其中的体积容量。
22.根据权利要求21所述的系统,其包括所述金移除组合物,其中所述金移除组合物包括至少一种氧化剂、任选地至少一种卤化物、任选地至少一种酸,及任选地至少一种溶剂,优选地至少一种氧化剂、至少一种卤化物、至少一种酸及至少一种溶剂。
23.根据权利要求21或22所述的系统,其中所述滚筒管线系统包括在槽间移动所述滚筒的移动构件。
24.根据权利要求21到23中任一权利要求所述的系统,其中每一槽进一步包括以下各者中的一或多者:搅动构件;至少一个过滤器;实时取样及调整;使蒸发最小化的封盖;加热/冷却构件;空气输入;感测构件;通风构件;及其任何组合。
25.根据权利要求21到24中任一权利要求所述的系统,其中所述滚筒使用移动构件在槽间连续地移动。
26.根据权利要求23或25所述的系统,其中所述移动构件包括选自由以下各者组成的群组的至少一个机构:输送机带、输送机轨道、输送轮、输送辊、重力输送机、机器人、具有移动机构的机器人装载臂、具有动力通道/轨道的架空输送机、轨道、升降机、收集输送机、单轨、带、环链、具有轮的运送机、卡车、手推车、托盘、叉车、动臂升降机、剪式升降机、跨架式升降机、悬臂式升降机、柱式升降机、竖直升降机、水平升降机、台车、托板、搬运车、搬运工具、滑轮、夹具、卷扬机、钩、叉、堆垛机、斗式升降机、圆盘传送带、起重机、引导车辆、推车、泵,或前述各者的组合。
27.根据权利要求21到26中任一权利要求所述的系统,其中所述滚筒在存在时完全地或部分地浸没在所述至少一个金移除槽及/或所述至少一个清洗槽中。
28.根据权利要求21到27中任一权利要求所述的系统,其中所述滚筒管线系统进一步包括至少一个干燥槽。
29.根据权利要求21到28中任一权利要求所述的系统,其中所述滚筒包括用于将所述材料装纳于其中的壳体,其中所述壳体包括以下各者中的至少一者:至少一个孔,其用于允许液体进入及退出所述滚筒;至少一个内部鳍片,其用于搅动其中的所述材料;旋转驱动器;及其任何组合。
30.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统,其中所述系统由一或多个可编程逻辑控制器PLC控制。
31.一种回收选自由印刷电路板PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的所述金,所述工艺包括(a)在固体处理技术SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,及(b)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从固体移除金,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的包括金的材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在SPT熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,
(ii)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(iii)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(iv)(i)到(iii)的任何组合,及
(v)(i)到(iii)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
32.一种回收选自由印刷电路板PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的所述金,所述工艺包括(a)在固体处理技术SPT熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,及(b)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从所述固体移除金,且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(ii)在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属,
(iii)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(iv)(i)到(iii)的任何组合,及
(v)(i)到(iii)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
33.一种回收选自由印刷电路板PCB、PCB组件、包括金的材料及其组合组成的群组的材料的工艺,其中所述工艺有效地恢复再用大于约80%的含于所述材料中的所述金,所述工艺包括(a)在金浸出模块中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金,及(b)在SPT金移除模块中使用金移除组合物从固体移除金,其中所述固体包括已经灰化、磨削及/或粉碎的所述材料,且所述工艺任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在预板清理模块中对所述材料进行分拣,其中对所述PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除所述PCB组件及包括金的材料,
(ii)在板清理模块中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及包括金的材料,
(iii)在脱焊模块中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及包括金的材料,
(iv)在贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述材料移除贱金属,
(v)在SPT熔炉模块中灰化所述材料以得到包括灰分的固体,
(vi)在SPT研磨模块中磨削所述材料以得到包括经磨削材料的固体,
(vii)在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述固体移除至少一种贱金属,
(viii)在SPT银浸出模块中使用银移除组合物从所述固体移除银,
(ix)(i)到(viii)的任何组合,及
(x)(i)到(viii)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
34.根据权利要求31到33中任一权利要求所述的工艺,其中所述工艺进一步包括使用移动构件在模块内自动地或手动地移动材料。
35.根据权利要求31到34中任一权利要求所述的工艺,其中所述工艺进一步包括使用移动构件在模块间及/或在模块内自动地或手动地移动材料。
36.根据权利要求31所述的工艺,其中在SPT贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从固体移除至少一种贱金属包括:
(a)在反应槽中产生第一浆液,其中所述第一浆液至少包括固体及贱金属移除组合物,其中所述第一浆液经历反应达时间x;
(b)在时间x后将所述第一浆液从所述反应槽移动到贮留槽以实现大体上完成所述化学反应;
(c)将所述第一浆液从所述贮留槽移动到离心机以将所述固体与所述贱金属移除组合物分离;
(d)将所述固体从离心机移动到第一清洗槽,其中将第一清洗液体引入到所述固体以产生第二浆液,其中所述第二浆液经清洗达时间r1;
(e)将所述第二浆液从所述第一清洗槽移动到离心机以将所述固体与所述第一清洗液体分离;
及任选地:
(f)将所述固体从离心机移动到第二清洗槽,其中将第二清洗液体引入到所述固体以产生第三浆液,其中所述第三浆液经清洗达时间r2;及
(g)将所述第三浆液从所述第二清洗槽移动到离心机以将所述固体与所述第二清洗液体分离。
37.根据权利要求36所述的工艺,其中通过将所述贱金属移除组合物添加到所述反应槽,接着在近似相同时间将所述固体及至少一种NOx抑制剂引入到所述反应槽,而产生所述浆液。
38.根据权利要求36或37所述的工艺,其中大体上完成所述化学反应在从室温到约80℃、优选地约45℃到约70℃的范围中的温度下花费从约10分钟到约300分钟、优选地约70分钟到约130分钟。
39.根据权利要求36到38中任一权利要求所述的工艺,其中所述贱金属移除组合物包括至少一种氧化剂及水且任选地包括选自由以下各者组成的群组的至少一种额外成分:至少一种络合剂、至少一种有机溶剂、至少一种消泡剂、至少一种NOx抑制剂,及用于钝化所述贵金属的至少一种钝化剂。
40.根据权利要求31到33中任一权利要求所述的工艺,其中在SPT金移除模块中使用金移除组合物从固体移除金包括:
(a)在反应槽中产生第一浆液,其中所述第一浆液至少包括固体及金移除组合物,其中所述第一浆液经历反应达时间x;
(b)在时间x后将所述第一浆液从所述反应槽移动到贮留槽以实现大体上完成所述化学反应;
(c)将所述第一浆液从所述贮留槽移动到离心机以将所述固体与所述金移除组合物分离;
(d)将所述固体从离心机移动到第一清洗槽,其中将第一清洗液体引入到所述固体以产生第二浆液,其中所述第二浆液经清洗达时间r1;
(e)将所述第二浆液从所述第一清洗槽移动到离心机以将所述固体与所述第一清洗液体分离;
及任选地:
(f)将所述固体从离心机移动到第二清洗槽,其中将第二清洗液体引入到所述固体以产生第三浆液,其中所述第三浆液经清洗达时间r2;
(g)将所述第三浆液从所述第二清洗槽移动到离心机以将所述固体与所述第二清洗液体分离;
及任选地
(h)将所述固体从离心机移动到所述第一清洗槽,其中将第三清洗液体引入到所述固体以产生第四浆液,其中所述第四浆液经清洗达时间r3;及
(g)将所述第四浆液从所述第一清洗槽移动到离心机以将所述固体与所述第三清洗液体分离。
41.根据权利要求40所述的工艺,其中大体上完成所述化学反应在从室温到约80℃、优选地约45℃到约70℃的范围中的温度下花费从约10分钟到约200分钟、优选地约40分钟到约110分钟。
42.根据权利要求40或41所述的工艺,其中所述金移除组合物包括至少一种氧化剂、任选地至少一种卤化物、任选地至少一种酸,及任选地至少一种溶剂,优选地至少一种氧化剂、至少一种卤化物、至少一种酸及至少一种溶剂。
43.根据权利要求40到42中任一权利要求所述的工艺,其中所述金移除组合物在处理前使用数次以再利用金金属。
44.根据权利要求43所述的工艺,其中所述处理包括电解冶炼及/或树脂基酸回收及金属恢复再用。
45.根据权利要求32所述的工艺,其中所述在SPT熔炉模块中灰化材料以得到包括灰分的固体包括:
(a)将可回收组件及/或内存板馈入到熔炉中;及
(b)将所述熔炉中的所述可回收组件及/或内存板加热到从约250℃到约800℃的温度,直至从约80%到大于95%的所述可回收组件及/或内存板的可灰化内容物已还原成灰分。
46.根据权利要求45所述的工艺,其中所述熔炉包括控制进入所述熔炉中的空气输入的构件且任选地包括处置可燃气体及可能会变得空中悬浮的任何灰分的通风系统。
47.根据权利要求45或46所述的工艺,其中所述加热是连续或逐步的,其中将所述温度提高到从约500℃到约800℃的范围中的最大灰化温度。
48.根据权利要求31到47中任一权利要求所述的工艺,其进一步包括选自由以下各者组成的群组的至少一个额外步骤:
(i)在预板清理模块中对所述材料进行分拣,其中对所述PCB进行分拣且手动地及/或自动地移除所述PCB组件及包括金的材料,
(ii)在板清理模块中使用热及机械构件从PCB移除PCB组件及包括金的材料,
(iii)在脱焊模块中使用焊料移除组合物从PCB移除焊料、PCB组件及包括金的材料,
(iv)在贱金属移除模块中使用贱金属移除组合物从所述材料移除贱金属,
(v)在金浸出模块中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金,
(vi)(i)到(v)的任何组合,及
(vii)(i)到(v)的每一过程,
其中所述过程在具有或不具有中介过程的情况下彼此串联地操作。
49.根据权利要求33所述的工艺,其中在金浸出模块中使用金浸出组合物从包括金的材料浸出金包括:
(a)将包括金的材料装载到滚筒中;
(b)使用滚筒管线系统从包括金的材料移除金,其中所述滚筒管线系统至少包括:包括金移除组合物的至少一个金移除槽、至少一个带出槽,及至少一个清洗槽,
其中每一槽具有将滚筒装纳于其中的体积容量,其中所述滚筒管线系统包括在槽间移动所述滚筒的移动构件。
50.根据权利要求49所述的工艺,其中所述包括金的材料选自由以下各者组成的群组:金指状物、包括金的连接器、内存板、具有金价值的任何其它组件,及其任何组合。
51.根据权利要求49或50所述的工艺,其中所述滚筒在存在时完全地或部分地浸没在所述至少一个金移除槽及所述至少一个清洗槽中。
52.根据权利要求51所述的工艺,其中所述滚筒在从约室温到约80℃、优选地约30℃到约55℃的范围中的温度下完全地或部分地浸没在包括所述金移除组合物的所述至少一个金移除槽中达从约1分钟到约60分钟、优选地约10分钟到约40分钟的范围中的时间。
53.根据权利要求51或52所述的工艺,其中所述滚筒完全地或部分地浸没在所述至少一个清洗槽中达从约1分钟到约30分钟、优选地约1分钟到约10分钟的范围中的时间。
54.根据权利要求49到53中任一权利要求所述的工艺,其中所述滚筒管线系统进一步包括至少一个干燥槽。
55.根据权利要求49到54中任一权利要求所述的工艺,其中所述金移除组合物包括至少一种氧化剂、任选地至少一种卤化物、任选地至少一种酸,及任选地至少一种溶剂,优选地至少一种氧化剂、至少一种卤化物、至少一种酸及至少一种溶剂。
56.根据权利要求31到55中任一权利要求所述的工艺,其中所述工艺由一或多个可编程逻辑控制器PLC控制。
57.根据权利要求4或5所述的系统,其中所述移动构件包括选自由以下各者组成的群组的至少一个机构:输送机带、输送机轨道、输送轮、输送辊、重力输送机、机器人、具有移动机构的机器人装载臂、具有动力通道/轨道的架空输送机、轨道、升降机、收集输送机、单轨、带、环链、具有轮的运送机、卡车、手推车、托盘、叉车、动臂升降机、剪式升降机、跨架式升降机、悬臂式升降机、柱式升降机、竖直升降机、水平升降机、台车、托板、搬运车、搬运工具、滑轮、夹具、卷扬机、钩、叉、堆垛机、斗式升降机、圆盘传送带、起重机、引导车辆、推车、泵,或前述各者的组合。
58.根据权利要求34、35或49所述的工艺,其中所述移动构件包括选自由以下各者组成的群组的至少一个机构:输送机带、输送机轨道、输送轮、输送辊、重力输送机、机器人、具有移动机构的机器人装载臂、具有动力通道/轨道的架空输送机、轨道、升降机、收集输送机、单轨、带、环链、具有轮的运送机、卡车、手推车、托盘、叉车、动臂升降机、剪式升降机、跨架式升降机、悬臂式升降机、柱式升降机、竖直升降机、水平升降机、台车、托板、搬运车、搬运工具、滑轮、夹具、卷扬机、钩、叉、堆垛机、斗式升降机、圆盘传送带、起重机、引导车辆、推车、泵,或前述各者的组合。
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