KR101364520B1 - 염화철용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 염화철 용액을 이용하여 폐무연솔더로부터 유용 금속을 분리하여 회수하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법은, 주석, 구리 및 은을 포함하고 있는 폐무연솔더를 3가 철 이온과 주석 및 구리의 용해도를 증진시키기 위한 용해도증진제가 포함되어 있는 용매에 투입하여 폐무연솔더로부터 주석과 구리를 침출(leaching)시키고 은은 침전시키는 침출단계와, 침출단계 후 고액분리를 통해 고체 상태의 은과 액상의 주석 이온 및 구리 이온이 용해되어 있는 용매를 상호 분리하는 고액분리단계 및 용매로부터 구리와 은을 분리하여 회수하는 선별회수단계를 포함하여 이루어진다.

Description

염화철용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법{Method for separating valuable metals from pb-free waste solder using iron chloride}

본 발명은 리싸이클링 기술에 관한 것으로서, 특히 구리, 은, 주석으로 이루어진 폐무연솔더로부터 주석, 구리 및 은을 각각 분리하여 회수하기 위한 방법에 관한 것이다.

최근 전자산업의 비약적인 발전과 전자제품의 라이프 싸이클이 짧아짐에 따라 폐전자기기 등과 같은 폐기물의 발생량이 급증하고 있다. 이들 폐기물에는 금, 은과 같은 고가의 귀금속외에도 구리, 아연, 주석 등의 유가 금속이 함유되어 있어 이들 폐기물로부터 유가 금속을 회수하기 위한 연구가 활발히 전개되고 있다.

한편, 유럽연합의 WEEE & RoHS(납 등의 위험물질 사용 규제)와 같은 환경규제가 강화되면서, 납 사용이 금지됨에 따라 주석과 구리 및 은을 주요 성분으로 하는 무연솔더의 사용량이 늘어나고 있다. 무연솔더는 납을 대신하여 거의 모든 전자제품의 제조시 인쇄회로기판의 칩 접합공정에 사용되고 있다.

그러나, 전자제품의 제조 공정에서 무연솔더를 사용한 후에 발생되는 폐무연솔더는 거의 전량 폐기되고 있는 실정이다. 이에 최근에는 폐무연솔더를 다시 무연솔더로 재생하거나, 폐무연솔더로부터 유용 금속을 회수하기 위한 연구가 이루어지고 있다.

국내에서는 건식 melting 공정을 이용하여 폐무연솔더를 일부 재이용하고 있으나 멜팅 공정에서는 유해가스가 발생되는 바 바람직하지 않다. 또한 솔더는 주로 솔더로 재이용되는 'solder to solder' 방식이 선호되고 있으나 국내에서는 현재 솔더를 필요로 하는 가전제품생산공장이 해외로 이전하여 솔더를 생산하여도 소비처가 부재한 상황이다.

반면에 국내의 도금산업에서 주석의 수요량이 급증하고 있어 주석가격 상승에 따라 국내 도금산업이 어려움을 겪고 있기 때문에, 국내에서는 폐솔더로부터 주석금속을 회수하는 기술이 요구되고 있는 상황이다.

또한 폐무연솔더로부터 은과 구리를 분리하고 주석금속을 회수하기 위해서는 상기한 바와 같이 유해가스 발생 등의 문제가 없는 습식제련공정이 적절하다. 기존의 습식제련공정으로는 질산을 이용하여 폐무연솔더로부터 주석을 침출시키는 공정이 개발되었으나, 이 공정에서는 순수한 주석 형태가 아니라, 주석산 형태로 침출되므로 주석산을 다시 주석금속으로 다시 침출시키는 추가 공정이 요구된다는 점과, 질산을 사용함으로써 NOx 유해 가스가 발생된다는 점이 문제로 지적되고 있다.

또한, 염산과 과산화수소를 이용하여 폐무연솔더로부터 주석, 구리, 은을 분리회수하는 공정이 개발되었으나, 산화제로 사용되는 과산화수소는 고가일 뿐만 아니라 분해 및 증발이 쉬워 공정의 안정성과 경제성을 저하시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폐무연솔더로부터 주석, 구리 및 은을 각각 분리하여 회수하기 위한 안정적이고 경제적인 유용금속 회수 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법은, 주석, 구리 및 은을 포함하고 있는 폐무연솔더를 3가 철 이온과 주석 및 구리의 용해도를 증진시키기 위한 용해도증진제가 포함되어 있는 용매에 투입하여 상기 폐무연솔더로부터 주석과 구리를 침출(leaching)시키고 은은 침전시키는 침출단계와, 상기 침출단계 후 고액분리를 통해 고체 상태의 은과 액상의 주석 이온 및 구리 이온이 용해되어 있는 용매를 상호 분리하는 고액분리단계 및 상기 용매로부터 구리와 은을 분리하여 회수하는 선별회수단계를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용해도증진제는 염소 이온을 포함하고 있는 수용액이며, 보다 구체적으로 용매는 염화철(FeCl₃)을 염산 수용액에 용해시켜 제조한 염화철 용액이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 선별회수단계는 세멘테이션(cementation) 방법을 이용하여 상기 구리 이온과 주석 이온이 포함되어 있는 용매에 고체 상태의 주석을 공급하여 구리를 침전시켜 회수하는 구리분리단계를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 구리분리단계에서 침전된 구리는 상기 침출단계에 반복적으로 재투입함으로써 상기 용매 내의 구리 이온의 농도를 증가시킨 후, 최종적으로 상기 고액분리단계 후 용매추출(solvent extraction)방법에 의하여 상기 용매 내 구리 이온을 고체 상태의 구리로 회수하는 구리회수단계를 더 구비한다.

상기 구리분리단계에서 폐무연솔더를 투입함으로써 폐무연솔더에 포함되어 있는 주석이 용매에 공급된다.

또한 상기 선별회수단계는 상기 구리분리단계 후에 이온교환막을 이용한 전해회수(electrowinning) 방법을 통해 용매 내의 주석 이온을 고체 상태로 환원시켜 회수하는 주석회수단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 주석회수단계에서 주석이 분리된 후 3가 철 이온이 용해되어 있는 용매는 상기 침출단계에 재투입한다.

본 발명에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법은, 3가 철 이온을 산화제로 활용하여 주석과 구리를 침출시키고, 염소 이온을 용해도증진제로 사용하여 주석과 구리가 이온 상태로 용매 내에서 안정적으로 유지될 수 있게 한다.

즉, 본 발명에서는 3가 철 이온을 산화제로 사용함으로써 NOx 등 유해가스가 발생되지 않아 친환경적으로 공정을 운영할 수 있다는 이점이 있다.

또한 구리분리단계에서 주석을 공급하여 세멘테이션 공정을 수행하여 구리를 침전시켜 침출단계에서 재투입함과 동시에, 전해회수공정을 통해 주석회수단계에서 3가 철 이온을 다시 생성하여 침출단계에서 재사용함으로써 경제적인 순환공정을 확립할 수 있으며, 이는 효율적인 양산 공정을 수립할 수 있는 기초가 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법의 개략적 흐름도이다.
도 2는 침출단계에서의 주석 이온의 침출 효율을 실험한 결과가 나타나 있는 그래프이다.
도 3은 침출단계에서의 구리 이온의 침출 효율을 실험한 결과가 나타나 있는 그래프이다.
도 4는 구리분리단계에서 구리의 침전 효율을 실험한 결과가 나타나 있는 그래프이다.
도 5는 주석회수단계에서의 전해회수방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 처리 대상이 되는 폐무연솔더에는 주석, 구리 및 은으로 이루어진다. 보다 구체적으로, 폐무연솔더는 제품별로 조성에 있어 약간의 차이를 보이지만, 대략적으로 주석이 70~95중량%, 은이 0.5~4중량%, 구리가 0.5~30중량% 정도의 비율로 포함되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법의 개략적 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 염화철 용액을 이용한 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법은 침출단계(10), 고액분리단계(20), 구리분리단계(30), 주석회수단계(40) 및 구리회수단계(50)를 포함한다.

침출단계(10)는 고체 상태의 폐무연솔더에서 주석과 구리를 용매에 용해시키고 구리 및 주석보다 이온화경향이 낮은 은은 고체 상태로 침전시키기 위한 것이다. 용매에는 산화제와 용해도증진제가 포함된다.

폐무연솔더와 같이 다종의 금속이 포함되어 있는 다종 결합 금속에서 선택적으로 타겟 금속을 회수하기 위해서는 2가지의 요건이 충족되어야 한다.

첫 째, 타겟 금속과 비타겟금속을 서로 다른 상태로 분리시켜야 한다. 즉, 타겟금속을 용액 상태로 비타겟금속을 고체 상태로 만들거나, 그 역이 되어야 한다. 본 실시예에 따른 침출단계에서는 폐무연솔더 내의 주석과 구리를 용해시켜 액상으로 형성하고, 은은 용해되지 않고 고체 상태로 침전되게 만든다. 주석과 구리를 용해시키기 위하여 산화제로서 철 3가 이온(Fe^{3 +})을 사용한다. 본 실시예에서는 염화철(FeCl₃) 수용액을 사용함으로써 3가 철 이온을 제공한다. 3가 철 이온은, 아래의 반응식에 나타난 바와 같이, 은은 산화시킬 수 없지만 주석과 구리는 산화시킬 수 있다.

Sn + Fe^{3 +} = Sn^{4 +} + 4Fe^{2 +}, E⁰ = 0.77V ...(1)

Cu + 2Fe^{3 +} = Cu^{2 +} + 2Fe^{2 +}, E⁰ = 0.431V ...(2)

Ag + Fe^{3 +} = Ag⁺ + Fe^{2 +}, E⁰ = -0.239V ...(3)

위 반응식에서 표준산화환원전위(E⁰)가 양인 경우는 반응이 우측으로 진행되기 쉽다는 것을 나타내며, 음인 경우는 반대로 반응이 좌측으로 진행되는 것이 용이하다는 것을 나타낸다.

결국, 위 반응식 (1)~(5) 중 주석이 산화되어 4가 주석 이온으로 되는 산화반응(반응식 1)과, 구리가 산화되어 2가 구리 이온으로 산화되는 반응(반응식 2)은 쉽게 일어나지만, 반응식 (3)과 같이 은은 산화되어 용해되지 않고 용매 내에 고체 상태로 침전된다.

상기한 바와 같이, 주석은 4가 이온으로, 구리는 2가 이온으로 산화되어 용액으로 침출된 후에는 두 번째 요건이 충족되어야 한다.

두 번째 요건은 용해된 주석과 구리가 이온 상태로 안정하게 유지되어야 하며, 다른 성분과 결합되어 침전되지 않아야 한다는 것이다. 이를 위해서는 4가 주석 이온과 2가 구리 이온의 용해도를 향상시킬 필요가 있는 바, 본 발명에서는 용해도 증진제를 사용한다. 용해도 증진제는 황산 등이 사용될 수도 있지만, 염소 이온을 사용하는 것이 바람직하다. 염소 이온은 주석 과 구리 이온이 용매 내에서 안정적으로 유지되는 것을 보조할 수 있다. 본 실시예에서 염소 이온을 공급하기 위하여, 염화철(FeCl₃) 수용액을 상기한 염산 용액과 혼합하여 용매로 사용한다.

상기한 바와 같이, 3가 철 이온에 의하여 주석과 구리를 산화시켜 용해한 후, 주석과 구리 이온이 용매 내에서 안정적으로 유지될 수 있도록 염소 이온을 공급함으로써 폐무연솔더는 액상의 4가의 주석 이온 및 2가 구리 이온과 고체 상태의 은으로 용매 내에 존재하게 된다.

본 출원인은 염화철을 염산에 녹여 제조한 염화철 용액(용매)을 이용하여 폐무연솔더에서 주석과 구리의 침출 효능을 실험하였다. 도 2 및 도 3에는 본 실험의 결과가 그래프로 나타나 있다. 도 2는 침출단계에서의 주석 이온의 침출 효율을 실험한 결과가 나타나 있는 그래프이며, 도 3은 침출단계에서의 구리 이온의 침출 효율을 실험한 결과가 나타나 있는 그래프이다.

실험에서는 1몰의 염산 수용액과 0.5몰의 3가 철로 제조한 염화철 용액 200ml에 폐무연솔더 3g을 투입하고 400rpm의 속도로 교반하였다. 그리고 온도를 변화시켜 가면서 실험을 수행하였다.

30~90℃에서 폐무연솔더 침출공정을 수행한 결과, 50℃에서는 30분만에 주석과 구리가 100% 침출되었다. 동 실험에서 은은 온도에 상관없이 용출되지 않고 고체 상태로 남아 있는 것을 확인하였다. 또한 30~90℃ 사이의 온도에서 약간의 차이는 있었지만 대부분의 구리와 주석이 침출되었는 바, 온도 조건은 본 침출공정에서 온도의 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다.

상기한 바와 같이, 폐무연솔더로부터 주석과 구리를 침출시킨 후에는 고체 상태의 은과 액상의 구리 및 주석을 상호 분리하는 고액분리단계(20)를 수행한다.

고액분리단계(20)는 액체와 고체를 상호 분리하기 위한 것으로서, 여과방식이나 원심분리 방식 등 다양한 고액분리 방법이 사용될 수 있다 고액분리를 통해 용매에서 은은 분리되며, 용매에는 4가 주석 이온과 2가 구리 이온이 용해된 상태로 남아 있게 된다.

고액분리 후에는 용매 내의 구리와 주석을 상호 분리하는 선별회수단계를 수행한다. 본 실시예에서 선별회수단계는 구리분리단계(30)와 주석회수단계(40)로 이루어진다.

구리분리단계(30)에서는 세멘테이션(cementation) 공정을 이용하여 구리를 고체 상태로 침전시킨다. 즉, 구리와 주석이 이온 상태로 용해되어 있는 용매에 구리보다 이온화 경향이 상대적으로 높은 고체 상태의 주석을 공급한다. 주석의 이온화 경향이 높은 이유로 새롭게 공급된 주석은 용매 내에서 용해되며 용해되어 있는 구리는 고체 상태로 침전된다. 주석, 구리 및 철 사이의 반응은 아래의 반응식(4) 및 반응식(5)와 같다.

Sn +2Cu⁺ = Sn^{4 +} + 2Cu, E⁰ = 0.77V ...(4)

Sn +4Fe^{2 +} = Sn^{4 +} + 2Fe^{2 +} , E⁰ = - 0.239V...(5)

위 반응식에서 표준산화환원전위가 양의 값인 반응식(4)의 경우 우측으로 반응이 진행되어 구리가 침전되지만, 반응식(5)에서는 표준산화환원전위가 음의 값으로 주석에 의해서 철 이온이 환원되는 반응은 일어나지 않는다.

본 출원인은 상기한 바와 같은 세멘테이션 공정을 통한 구리분리 효율을 확인하기 위하여 실험을 수행하였다. 구리의 농도가 144mg/L, 주석의 농도가 14,000mg/L, 철의 농도가 0.5몰인 용액 100ml에 주석 분말을 0.1g(0.1%), 0.5g(0.5%), 1.0g(1.0%), 2.0g(2.0%)을 첨가하여 구리 제거 거동을 관찰하였다. 온도는 30℃로 유지하고, 400rpm의 속도로 교반하였다.

실험 결과가 도 4의 그래프에 나타나 있다. 도 4는 구리분리단계에서 구리의 침전 효율을 실험한 결과가 나타나 있는 그래프이다.

도 4를 참조하면, 주석 분말이 1% 이상의 광액농도로 투입될 때 구리는 성공적으로 제거되었으며, 주석과 철의 농도는 큰 변화가 없었다. 즉, 주석을 소량 첨가하여도 구리가 효과적으로 침전되는 것을 확인하였다.

상기한 바와 같이, 고체 상태의 주석을 용매에 공급함으로써 용매에 용해되어 있는 구리를 침전시킬 수 있으며, 고액 분리를 통해 고체 상태의 구리와 주석이 용해되어 있는 용매를 분리하면 효과적으로 주석과 구리를 분리할 수 있다.

특히, 본 실시예에서는 주석을 공급함에 있어서, 순수한 주석 분말을 투입하는 것이 아니라 본 발명의 처리대상이 되는 폐무연솔더를 투입함으로써 세멘테이션 공정을 수행한다는 데에 유의점이 있다.

즉, 대규모의 양산 공정을 수립하기 위해서는 비용소모를 최소화할 필요가 있으므로 폐무연솔더를 투입하여 주석의 공급을 대체한다는 것은 큰 의미가 있다. 그리고 폐무연솔더에는 주석이 대부분의 함량을 차지하고 있으므로 구리를 침전시키기에 충분한 양의 주석을 공급할 수 있어 공정효율에 아무런 문제가 없다.

그리고 폐무연솔더를 이용하여 주석을 공급하게 되면, 구리와 함께 은도 침전되게 되는데, 구리와 은은 별도로 분리하는 것이 아니라, 다시 침출단계(10)에 재투입함으로써 양산공정 수립에서 중요한 순환공정을 확립할 수 있다는 이점이 있다.

즉, 폐무연솔더 내 구리의 함량은 일반적으로 0.8중량% 정도로 높지 않으므로 매번의 공정에서 구리를 별도로 회수하는 것은 경제적이지 못하다. 즉, 구리는 반복되는 공정 속에서 순환시키면서 용매 내 구리를 축적시켜 농도를 증가시킨 후에 회수하는 것이 경제적이다. 그리고 구리와 함께 침출단계(10)에 재투입된 은은 침출단계(10)에서 분리되므로 순환공정을 반복하는 경우 용매 내의 구리가 축적되므로 공정이 마무리되는 시점에서 구리회수단계(50)를 통해 경제적으로 구리를 회수할 수 있다.

상기한 바와 같이, 구리분리단계(30)에서 폐무연솔더를 이용하여 주석을 공급하고, 고체 상태로 침전된 은과 구리는 침출단계(10)에서 재이용함으로써 본 실시예에서는 순환공정을 수립할 수 있고, 별도의 재료 투입 없이 폐무연솔더만을 이용하므로 공정이 경제적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.

구리분리단계(30)가 완료되면 용매에는 4가의 주석 이온과 2가의 철 이온이 용해되어 있는데, 본 발명에서는 주석회수단계(40)를 통해 용매 내의 주석을 분리하여 회수한다.

특히, 본 실시예에서 주석회수단계(40)는 이온교환막을 이용한 전해회수방법(electrowinning)을 통해 이루어진다. 본 실시예에 따른 전해회수방법을 구현하기 위한 이온분리막 전해조가 도 5에 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 전해조(k)의 중앙에는 4가 주석 이온 및 2가 철 이온이 통과할 수 없는 음이온교환막(b)이 설치된다. 그리고 전해조(k)에는 4가 주석 이온 및 2가 철 이온을 포함하는 용매가 수용되며, 전원(p)에 연결된 아노드 전극(a)과 캐쏘드 전극(c)이 이온교환막(b)을 사이에 두고 설치된다.

전원이 공급되면 아노드 전극 주변에서는 2가 철 이온이 전자를 잃고 3가 철 이온으로 산화되며, 캐쏘드 전극에서는 4가 주석 이온이 전자를 얻어 캐쏘드 전극 표면에 고체 상태의 주석으로 석출된다. 이에 따라 캐쏘드 전극으로부터 고체 상태의 순수한 주석을 회수할 수 있다.

전해회수의 효율을 높이기 위해서는 주석 4가 이온의 농도가 5,000ppm 이상, 바람직하게는 8,000ppm 이상이어야 한다. 4가 주석 이온의 농도는 용해도증진제와 관련되는데, 예컨대 황산 용액을 용해도 증진제로 사용하는 경우 5,000ppm 이상의 농도는 확보할 수 있어 전해회수 공정이 가능하기는 하지만 8,000ppm 이상의 농도는 기대하기 어렵다. 본 실시예와 같이 용해도증진제로 염소 이온을 사용하는 경우 4가 주석 이온의 농도를 수만 ppm 이상으로 유지할 수 있어 주석 회수 효율을 향상시킬 수 있으므로 효율적인 공정이 가능해진다.

한편, 본 실시예에서는 아노드 전극(a)에서 환원된 3가 철 이온을 상기한 침출단계(10)에서 산화제로 재활용함으로써 순환공정을 구현한다. 즉, 전해조(k)에서 캐쏘드 전극(c)을 분리한 후, 전해조(k)에 남아 있는 용매(3가 철 이온을 포함)를 침출단계에서 다시 활용한다. 따라서 본 발명에 따른 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법에서는 공정을 시작할 때에만 염화철과 염산 용액을 공급하면, 주석회수단계에서 생성되는 3가 철 이온과 염소 이온이 녹아 있는 용매를 재활용하면 되므로 경제적인 공정이 가능하다.

상기한 바와 같이, 구리분리단계(30)에서는 폐무연솔더를 주석 공급 물질로 사용하면서 고체로 침전된 구리와 은을 침출단계(10)에 재투입하여 구리를 공정 내에서 반복적으로 순환시키고, 주석회수단계(40)에서 산화된 철 이온을 포함한 용매를 침출단계(10)에 재사용하여 순환시키면 공정 전체로 볼 때 별도의 재료 투입 없이 완전한 순환 공정을 수립할 수 있다.

이렇게 순환공정을 계속적으로 수행한 후, 사전에 설정된 양의 폐무연솔더의 처리가 완료되면, 최종적으로 용매 내에 있는 구리 이온을 용매추출방법에 의하여 회수할 수 있다. 즉, 폐무연솔더를 침출단계(10)에서 새롭게 투입하지 않는 상황에서는, 침출단계(10)에서 용매 내에 주석은 존재하지 않으며, 구리분리단계(30)에서 넘어온 구리만이 용매에 용해되어 있다. 따라서 고액분리단계(20)에서 은을 분리시키고 나면, 용매에는 높은 농도의 구리만이 남아 있으므로 구리회수단계(50)에서는 용매추출방법에 의하여 용매 내 구리를 회수할 수 있다. 즉, 구리회수단계(50)는 전체 순환 공정이 마무리되는 시점에서만 수행함으로써, 순환공정 내내 투입된 폐무연솔더로부터 침출된 구리 전량을 한 번에 회수한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 3가 철 이온을 산화제로 활용하여 주석과 구리를 침출시키고, 염소 이온을 용해도증진제로 사용하여 주석과 구리가 이온 상태로 용매 내에서 안정적으로 유지될 수 있게 한다.

또한 구리분리단계에서 주석을 공급하여 세멘테이션 공정을 수행하여 구리를 침전시켜 침출단계에서 재투입함과 동시에, 전해회수공정을 통해 주석회수단계에서 3가 철 이온을 다시 생성하여 침출단계에서 재사용함으로써 경제적인 순환공정을 확립할 수 있으며, 이는 효율적인 양산 공정을 수립할 수 있는 기초가 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 ... 침출단계 20 ... 고액분리단계
30 ... 구리분리단계 40 ... 주석회수단계
50 ... 구리회수단계
a ... 아노드 전극 b ... 이온교환막
c ... 캐쏘드 전극 k ... 전해조

Claims (10)

1. 주석, 구리 및 은을 포함하고 있는 폐무연솔더를 3가 철 이온과 주석 및 구리의 용해도를 증진시키기 위한 용해도증진제가 포함되어 있는 용매에 투입하여 상기 폐무연솔더로부터 주석과 구리를 침출(leaching)시키고 은은 침전시키는 침출단계;
   상기 침출단계 후 고액분리를 통해 고체 상태의 은과 액상의 주석 이온 및 구리 이온이 용해되어 있는 용매를 상호 분리하는 고액분리단계;
   상기 용매로부터 구리와 은을 분리하여 회수하는 선별회수단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용해도증진제는 염소 이온을 포함하고 있는 수용액인 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 주석은 4가 이온 형태로 침출되는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 선별회수단계는, 세멘테이션(cementation) 방법을 이용하여 상기 구리 이온과 주석 이온이 포함되어 있는 용매에 고체 상태의 주석을 공급하여 구리를 침전시켜 회수하는 구리분리단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법
5. 제4항에 있어서,
   상기 구리분리단계에서 침전된 구리는 상기 침출단계에 재투입되는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 구리분리단계에서 침전된 구리를 상기 침출단계에 반복적으로 재투입함으로써 상기 용매 내의 구리 이온의 농도를 증가시킨 후,
   최종적으로 상기 고액분리단계 후 용매추출(solvent extraction)방법에 의하여 상기 용매 내 구리 이온을 고체 상태의 구리로 회수하는 구리회수단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 구리분리단계에서 폐무연솔더를 투입함으로써 주석을 공급하는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
8. 제4항에 있어서,
   상기 선별회수단계는 상기 구리분리단계 후에 이온교환막을 이용한 전해회수(electrowinning) 방법을 통해 용매 내의 주석 이온을 고체 상태로 환원시켜 회수하고 2가 철 이온은 3가 철 이온으로 산화시키는 주석회수단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 주석회수단계에서 주석이 분리된 후 3가 철 이온이 용해되어 있는 용매는 상기 침출단계에 재투입하는 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 주석의 유용 금속 분리회수방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 염화철(FeCl₃)을 염산 수용액에 용해시켜 제조한 염화철 용액인 것을 특징으로 하는 폐무연솔더 내 유용 금속 분리회수방법.

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