KR100981789B1

KR100981789B1 - 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100981789B1
Application number: KR20100037180A
Authority: KR
Inventors: 남택준; 김동진
Original assignee: 남택준
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2010-09-13

Abstract

본 발명은 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법으로서, 그 구성은 전해질 용액이 담기는 전해조와, 전해조의 전해질 용액에 담기고, 폐 솔더 또는 조금속을 용융시켜 만들어진 솔더 스크랩으로 구비되는 애노드 부와, 전해조의 전해질 용액에 담기고, 부동태 피막이 형성된 금속으로 구비되는 캐소드 부와, 애노드 부와 캐소드 부가 연결되는 정류기, 및 전해조에서 애노드 부와 캐소드 부 사이에 구비되는 애노드 필름을 포함하는 주석 석출부와; 애노드 부에서 애노드 필름을 통과하지 못하고 남은 슬러지를 넣어 은을 침전 분리하는 은 적출부;를 포함하고, 은 적출부는 무기산으로 90도의 온도에서 1시간 이상 교반한 액이 담기고, 슬러지를 담은 후 알카리성으로 수소이온농도(pH)를 올려주는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 솔더 스크랩으로부터 주석뿐만 아니라 유가 금속인 은을 용이하게 회수할 수 있고, 부동태 피막이 형성된 금속을 주석 분리 후 재사용할 수 있으므로 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR COLLECTING TIN AND VALUABLE METAL OF SOLDER SCRAP}

본 발명은 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주석뿐만 아니라 유가 금속인 은도 용이하게 회수할 수 있는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법에 관한 것이다.

솔더링(soldering)은 융점이 낮은 합금으로 융점이 높은 금속을 접합하는 기술로서, 특히 인쇄회로기판(PCB)의 반도체 칩이나 저항, 캐패시터와 같은 각종 전자부품을 실장하기 위한 접합에 널리 이용되고 있다. 반복 사용에 의해 프린트 기판이나 주변으로부터 이물 및 불순물 등이 혼입되므로 소정 시간 또는 소정 회수 솔더링한 후 폐기하게 된다.

솔더링 재료로는 취급하기 용이하고 저온으로 용융가능한 주석(Sn)(60% ~ 70% wt)과 납(Pb)(30% ~ 40% wt)이 주재료로 혼합되고, 플럭스 등의 기타 물질이 수%(wt) 혼합된 땜납을 사용하고 있다.

그런데, 땜납을 사용하여 제조된 인쇄회로기판을 폐기하거나 매립할 경우, 땜납 중의 납(Pb) 성분이 지하수로 흘러 들어가서 토양과 하천을 오염시키게 될 뿐 아니라, 여러 생명체에 막대한 악영향을 끼치고 있어 그 사용에 제한이 따르고 있다. 따라서, 근자에는 솔더링 재료로 납(Pb) 대신 주석(Sn)이 무게비로 90% 이상 혼합 되고, 무게비 10% 미만의 은(銀) 및/또는 동(銅)과 기타 혼합물이 혼합 사용되고 있다.

한편, 솔더링 작업 시, 폐 재 또는 조금속과 같은 솔더 스크랩이 발생된다. 이러한 솔더 스크랩은 폐기되어 버려지게 된다. 따라서, 버려지는 솔더 스크랩에서 주석을 회수할 수 있고, 더욱이 유가 금속인 은을 회수할 수 있는 방법이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 주석과 유가 금속인 은을 용이하게 회수할 수 있는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 자원이 재활용될 수 있는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부동태 피막이 형성된 금속을 주석 분리 후 재사용할 수 있는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치는, 전해질 용액이 담기는 전해조와, 상기 전해조의 전해질 용액에 담기고, 폐 솔더 또는 조금속을 용융시켜 만들어진 솔더 스크랩으로 구비되는 애노드(anode) 부와, 상기 전해조의 전해질 용액에 담기고, 부동태 피막이 형성된 금속으로 구비되는 캐소드(cathode) 부와, 상기 애노드 부와 캐소드 부가 연결되는 정류기, 및 상기 전해조에서 상기 애노드 부와 캐소드 부 사이에 구비되는 애노드 필름을 포함하는 주석 석출부와; 상기 애노드 부에서 상기 애노드 필름을 통과하지 못하고 남은 슬러지를 넣어 은을 침전 분리하는 은 적출부;를 포함하고, 상기 은 적출부는 무기산으로 90도의 온도에서 1시간 이상 교반한 액이 담기고, 상기 슬러지를 담은 후 알카리성으로 수소이온농도(pH)를 올려주는 것에 특징이 있다.

그리고 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치의 상기 캐소드 부는 SUS(Steel Use Stainless) 판 또는 알루미늄 판으로 형성되고, 상기 은 적출부의 무기산은 염산, 불산, 질산, 또는 혼합 산 중 어느 하나인 것에 특징이 있다.

한편, 본 발명에 따른 전술한 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치를 이용한 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 방법은, 상기 정류기 온(on) 시, 상기 애노드 부의 솔더 스크랩 중 주석이 캐소드 부에서 적출되는 과정과; 상기 애노드 부에서 상기 애노드 필름을 통과하지 못하고 주석, 은, 동을 포함하는 슬러지가 남는 과정과; 상기 남은 슬러지를 상기 은 적출부에 넣고, 액을 알카리성으로 수소이온농도(pH)를 올려주어 은을 침전 분리하는 과정;을 포함하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면 솔더 스크랩으로부터 주석뿐만 아니라 유가 금속인 은을 용이하게 회수할 수 있다. 분리된 은의 순도도 99.9% 이상이므로 자원 재활용 면에서도 효과가 좋다. 즉, 종래에는 납과 주석으로 이루어진 폐 솔더에서 주석을 분리하는 방법은 일부 알려진 바가 있으나, 본원발명에서와 같이, 주석과 은, 동으로 구성되는 폐 솔더에서 주석을 분리하는 방법은 전혀 없었다. 따라서, 본원발명은 폐 솔더로부터 주석을 용이하게 분리할 수 있고, 더욱이 유가 금속인 은도 회수할 수 있는 효과가 있다.

그리고 부동태 피막이 형성된 금속을 주석 분리 후 재사용할 수 있으므로, 비용이 절감되는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치에서 주석 및 은이 회수되는 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치에서 주석 및 은이 회수되는 상태를 나타낸 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치(100)는 주석 석출부(110)와 은 적출부(150)로 구성된다.

주석 석출부(110)는 전해조(10), 애노드(anode) 부(20), 캐소드(cathode) 부(30), 정류기(40), 및 애노드 필름(50)으로 구성된다.

전해조(10)는 전해질 용액(11)이 담긴다. 전해질 용액(11)은 알카리 또는 무기산으로 구성된다. 전해조(10)의 전해질 용액(11) 내에는 하기되는 애노드 부(20)와 캐소드 부(30)가 담긴다.

애노드 부(20)는 전해조(10)의 전해질 용액(11)에 담긴다. 애노드 부(20)는 폐 솔더 또는 조금속을 용융시켜 만들어진 솔더 스크랩으로 구비된다. 애노드 부(20)의 솔더 스크랩은 주석, 은, 동으로 구성된다.

캐소드 부(30)는 전해조(10)의 전해질 용액(11)에 담긴다. 캐소드 부(30)는 부동태 피막이 형성된 금속으로 구비된다. 즉, 캐소드 부(30)는 SUS(Steel Use Stainless) 판 또는 알루미늄 판으로 형성된다. 캐소드 부(30)는 부동패 피막을 형성하는 금속판으로 구비됨으로써, 적출된 주석(60)을 분리한 후, 재사용할 수 있다. 이로 인해, 비용이 절감되는 효과가 있다. 하기되는 정류기(40)의 온 시, 애노드 부(20)의 솔더 스크랩의 주석(60)이 캐소드 부(30)에서 적출될 수 있다.

정류기(40)는 애노드 부(20)와 캐소드 부(30)를 연결한다.

애노드 필름(50)은 전해조(10)에서 애노드 부(20)와 캐소드 부(30) 사이에 구비된다. 애노드 부(20)에서 애노드 필름(50)을 통과하지 못한 슬러지(70)는 애노드 부(20) 하부에 침전된다. 슬러지(70)에는 약간의 주석과 은 및 동이 포함된다. 이 슬러지(70)를 이용하여 하기되는 은을 적출할 수 있다.

은 적출부(150)는 유가 금속인 은이 적출된다. 은 적출부(150)는 교반액(151)이 담긴다. 은 적출부(150)의 교반액(151)에 애노드 부(20)에서 애노드 필름(50)을 통과하지 못하고 남은 슬러지(70)를 넣어, 은을 침전 분리한다. 교반액(151)은 무기산으로 90도의 온도에서 1 시간 이상 교반한 액이다. 여기서, 무기산은 염산, 불산, 질산, 또는 혼합산 중 어느 하나일 수 있다. 은 적출부(150)는 교반액(151)에 슬러지(70)를 넣은 후, 알카리성으로 수소이온농도(pH)를 올려줌으로써, 슬러지(70)로부터 은을 적출할 수 있다. 도면에서 은 적출부(150) 중 교반을 위한 장치들에 대한 도시는 생략했다.

이하에서는, 전술한 본 발명에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치(100)를 이용한 주석 및 유가 금속 회수 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 정류기(40) 온(on) 시, 애노드 부(30)의 솔더 스크랩 중 주석(60)이 캐소드 부에서 적출된다.

그 후에, 애노드 부(20)에서 애노드 필름(50)을 통과하지 못하고 약간의 주석과 은 및 동을 포함하는 슬러지(70)가 남는다.

그 뒤에, 남은 슬러지(70)를 교반액(151)이 담긴 은 적출부(150)에 넣고, 교반액의 수소이온농도(pH)를 올려주어 알카리성으로 만들어 은을 침전 분리한다.

한편, 본 실시예에 따른 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치 및 방법은 전술한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 이는 본원발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

100; 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치
10; 전해조
11; 전해질 용액
20; 애노드 부
30; 캐소드 부
40; 정류기
50; 애노드 필름
60; 주석
70; 슬러지
110; 주석 석출부
150; 은 적출부
151; 교반 액

Claims

전해질 용액이 담기는 전해조와,
상기 전해조의 전해질 용액에 담기고, 폐 솔더 또는 조금속을 용융시켜 만들어진 솔더 스크랩으로 구비되는 애노드(anode) 부와,
상기 전해조의 전해질 용액에 담기고, 부동태 피막이 형성된 금속으로 구비되는 캐소드(cathode) 부와,
상기 애노드 부와 캐소드 부가 연결되는 정류기, 및
상기 전해조에서 상기 애노드 부와 캐소드 부 사이에 구비되는 애노드 필름을 포함하는 주석 석출부와;
상기 애노드 부에서 상기 애노드 필름을 통과하지 못하고 남은 슬러지를 넣어 은을 침전 분리하는 은 적출부;를 포함하고,
상기 은 적출부는 무기산으로 90도의 온도에서 1시간 이상 교반한 액이 담기고, 상기 슬러지를 담은 후 알카리성으로 수소이온농도(pH)를 올려주는 것을 특징으로 하는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치.
제1 항에 있어서,
상기 캐소드 부는 SUS(Steel Use Stainless) 판 또는 알루미늄 판으로 형성되고,
상기 은 적출부의 무기산은 염산, 불산, 질산, 또는 혼합 산 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치.
전술한 청구항 1항에 기재된 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 장치를 이용한 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 방법에 있어서,
상기 정류기 온(on) 시, 상기 애노드 부의 솔더 스크랩 중 주석이 캐소드 부에서 적출되는 과정과;
상기 애노드 부에서 상기 애노드 필름을 통과하지 못하고 주석, 은, 동을 포함하는 슬러지가 남는 과정과;
상기 남은 슬러지를 상기 교반액이 담긴 은 적출부에 넣고, 상기 교반액을 알카리성으로 수소이온농도(pH)를 올려주어 은을 침전 분리하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 솔더 스크랩의 주석 및 유가 금속 회수 방법.