KR20130052733A - 폐 인쇄 회로판의 재순환 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자 소자, 귀금속 및 비귀금속을 수거하여 재사용 및 재순환시킬 수 있는, 환경 친화적 조성물을 사용한 인쇄 배선판 재순환 방법에 관한 것이다.

Description

폐 인쇄 회로판의 재순환 방법{METHOD FOR RECYCLING OF OBSOLETE PRINTED CIRCUIT BOARDS}
본 발명은 일반적으로 인쇄 배선판(printed wire board)을 귀금속, 비귀금속(base metal), 땜납 금속 및 작동되는 집적 회로를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 별도의 물질로 재순환시키는 방법에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 참조
본원은 2010년 4월 15일자로 그리고렌코(Svitlana Grigorenko) 및 브로쏘(Andre Brosseau)의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/324,390 호(발명의 명칭: "초음파 조사를 이용함으로써 귀금속을 선택적으로 회수하는 방법"), 2010년 8월 24일자로 그리고렌코 및 브로쏘의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/376,549 호(발명의 명칭: "초음파를 가함으로써 증강된 주석, 납 및/또는 납-주석 땜납을 선택적으로 회수함에 의해 식재된(populated) 회로판의 소자를 제거하는 방법"), 2010년 11월 10일자로 브로쏘 및 그리고렌코의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/412,390 호(발명의 명칭: "폐 인쇄 회로판의 재순환 방법"), 2010년 7월 7일자로 코르젠스키(Michael B. Korzenski) 및 지앙(Ping Jiang)의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/362,118 호(발명의 명칭: "인쇄 배선판으로부터 귀금속 및 구리를 재생(reclaiming)시키는 방법"), 2010년 7월 28일자로 코르젠스키 및 지앙의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/368,360 호(발명의 명칭: "인쇄 배선판으로부터 귀금속 및 구리를 재생시키는 방법"), 2010년 9월 23일자로 코르젠스키 및 지앙의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/385,586 호(발명의 명칭: "인쇄 배선판으로부터 귀금속 및 구리를 재생시키는 방법"), 2010년 10월 1일자로 지앙 및 코르젠스키의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/388,643 호(발명의 명칭: "물질로부터 금을 침출시키기 위한 배합물 및 방법") 및 2010년 11월 11일자로 브로쏘, 그리고렌코, 지앙 및 코르젠스키의 명의로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/412,628 호(발명의 명칭: "인쇄 회로판의 재순환 방법")에 기초한 우선권을 주장하며, 이들 출원은 각각 본원에 참고로 인용된다.
쓸모없어지거나 손상된 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 수상기, 휴대폰 및 유사한 제품을 비롯한 사용된 전자 기기의 폐기가 급속한 속도로 증가하고 있다. 전자 기기를 쓰레기 매립지에 버리는 경우 일반적으로 생물 및 환경에 중대한 위험이 되는 것으로 인식되어 있다. 마찬가지로, 부적절하게 해체하는 경우 수작업으로 해체를 수행하는 사람의 건강 및 안전에 상당한 위험을 부과하는 것으로 생각된다.
인쇄 배선판(PWB)은 다수의 전자 시스템의 공통적인 요소이다. PWB는 전형적으로 깨끗한 구리 호일 상에 건조 필름을 적층시킴으로써 제조되며, 상기 구리 호일은 유리 섬유 판 매트릭스 상에 지지된다. 필름은 회로판 디자인에 대해 음성인 필름으로 노출되고, 에칭제를 사용하여 기판으로부터 마스킹되지 않은 구리 호일을 제거한다. 이어, 기판 상의 에칭되지 않은 구리 위에 땜납을 가한다. 특정 PWB의 용도 및 디자인에 따라, 납, 주석, 니켈, 철, 아연, 알루미늄, 은, 금, 백금, 팔라듐 및 수은을 비롯한 다양한 다른 금속을 제조 공정에 사용한다. PWB는 다수의 추가적인 소자, 예를 들어 트랜지스터, 커패시터, 방열기, 집적 회로(IC), 저항기, 집적 스위치, 프로세서 등을 포함한다.
PWB는 일반적으로 설치되어 있던 전기 시스템으로부터 제거되면 거의 쓸모가 없기 때문에 잠재적으로 처리하기가 곤란한 폐기물이다. 또한, 이들은 전형적으로 유해 또는 "특수" 폐 스트림으로 분류되는 물질로 구성된다. 이들은 다른 무해한 고체 폐 스트림과는 별도로 격리되어 취급되어야 한다. 폐기물로 취급되는 PWB는 몇 가지 이용가능한 폐기 옵션중 임의의 하나를 이용하여 처리되어야 한다. 이들 옵션은 비쌀 뿐만 아니라 작업자에 의한 상당량의 노력과 취급을 필요로 한다. 뿐만 아니라, 이들 폐기 옵션중 일부는 폐 회로판의 파괴를 포함하지 않기 때문에, 작업자는 부적절한 취급 또는 폐기에 수반되는 더 많은 부담을 갖는다.
점점 더 증가하는 전자 폐기물에 의해 야기되는 원료 물질의 낭비 및 환경 오염에 맞서고자 다른 방법이 제안되었다. 현재까지는, 물질을 분리하여 재순환될 수 있도록 하는데 높은 에너지 소비가 요구되는 방법이 필요하다. 기계적 방법 및 습식 제련 방법이 폐 PWB를 재순환시키는 전통적인 방법인데, 이는 전체 폐기물을 분쇄한 후 상이한 물질 스트림을 분리 및 농축함을 포함한다. 불리하게도, PWB가 분쇄되면, 플라스틱 부분만 금속으로부터 효과적으로 유리될 수 있고, 독성 기체는 방출된다. 따라서, 기계적 방법은 특히 귀금속에 있어서 높은 회수율을 얻지 못한다. 습식 제련 방법에서는, 다량의 화학약품을 사용하여 엄청난 양의 폐 산 및 슬러지를 생성시키는데, 이는 유해 폐기물로서 폐기되어야 한다. 또한, 화학적 공정에 의해 다양한 금속을 재순환시키는 전체 공정은 매우 길고 복잡하다. 폐 PWB의 고온 제련 가공을 비롯한 열에 의한 방법은 에폭시의 열 분해(다이옥신 및 퓨란의 형성) 및 금속(Pb, Sb, As 및 Ga 포함)의 휘발의 결과 대기 및 물로 유해 화학약품을 방출시킨다. 열에 의한 방법은 높은 에너지 소비 및 값비싼 배기 가스 정제 시스템과 내식 설비를 사용할 필요성을 추가적인 특징으로 한다.
또한, 불리하게도, 물질로부터 귀금속(예컨대, 금)을 추출하는 현행 방법은 독성 및/또는 값비싼 화학약품(즉, 이오딘 검출제)를 사용하여 물질로부터 금을 침출시킴을 포함한다. 금을 용해시키는 가장 오래된 상업적인 공정중 하나는 소위 "사이아나이드 공정"이며, 이에 의해 사이아나이드 이온은 금과 안정한 착체를 형성한다. 사이아나이드 공정의 효율성으로 인해, 광석으로부터 금을 추출하고 금으로 코팅된 폐 부품으로부터 금을 대체하기 위해 이를 상업적으로 이용하게 되었다. 일반적으로, 시안화칼륨 용액을 "사이아나이드 공정"에 사용한다. 불리하게도, 이 용액은 매우 독성이고, 소비된 사이아나이드 용액의 폐기는 상당하고 증가하는 폐기물 폐기 및 오염 감소 제어 문제가 되었다. 착체인 염화 금산 HAuCl4를 수득하기 위하여 왕수로 공지되어 있는 염산과 질산의 혼합물을 사용하여 금을 용해시켰다. 그러나, 왕수는 극히 부식성이고 독성 증기를 발생시키며 귀금속에 대해 아무런 선택성을 갖지 않는다.
임의의 소자 및 땜납을 갖지 않는 인쇄 회로판(즉, 맨 기판(bare board))은 소자가 장착된 식재된 회로판보다 재순환시키기 훨씬 더 용이한 물질인데, 맨 기판 자체는 표면 상에 약간의 금/니켈/구리 도금을 가지면서 에폭시에 의해 접착된 구리와 유리 섬유 호일로만 구성되기 때문이다. 맨 기판이 평균적인 식재된 인쇄 회로판의 65 내지 70중량%를 나타내기 때문에, 회로판으로부터의 소자의 제거는 용이하게 재순환될 수 있는 물질 부분을 형성시키며, 이는 전체 부피의 65 내지 70%이다. 이 접근법은 입수되는 전체 물질 부피에 적용되는 통상적인 크기 감소 실행에 비해 보다 유리하다. 또한, 회로판으로부터 제거된 후 회수된 소자를 탄탈을 함유하는 소자 또는 재사용될 수 있는 소자 같은 유형별로 분류하여 판매함으로써, 소자의 단순한 혼합물보다 더 높은 소매 가치를 갖는 다수개의 생성물 스트림을 생성시킬 수 있다.
따라서, 상기 참조된 문제를 극복하거나 최소화시키는, 인쇄 회로판 소자 및 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 다른 물질을 재순환시키는 방법이 요구되고, 그로부터 금 또는 다른 귀금속을 회수할 필요가 있다.
본 발명은 일반적으로 재사용 및/또는 회수를 위해 인쇄 회로판을 별도의 물질로 재순환시키는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 일반적으로 귀금속, 비귀금속, 작동되는 소자 및 탄탈 금속을 회수하기 위하여 PWB를 재순환시키는 방법에 관한 것이다.
한 양태에서는, 인쇄 배선판으로부터 인쇄 배선판 소자를 분리하는 방법을 기재한다. 상기 방법은 제 1 조성물을 인쇄 배선판과 접촉시켜 상기 인쇄 배선판으로부터 인쇄 배선판 소자를 선택적으로 제거함을 포함한다.
다른 양태에서는, 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납(예컨대, 납 및/또는 주석-함유 물질)을 선택적으로 제거하는 제 1 조성물을 기재한다. 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제, 임의적으로는 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매, 임의적으로는 하나 이상의 부동화제(passivating agent) 및 임의적으로는 설팜에이트 이온을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 본질적으로 이들로 이루어진다.
또 다른 양태에서는, 표면으로부터 귀금속을 제거하는 방법을 기재하는데, 이 때 상기 귀금속은 표면으로부터 도려내어진다(undercut). 이 방법은 상기 표면을 제 2 조성물과 접촉시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함한다.
다른 양태에서는, 귀금속(예컨대, 금)에 대해 구리 및/또는 니켈 같은 비귀금속을 함유하는 물질을 선택적으로 제거하는 제 2 조성물을 기재하는데, 상기 제 2 조성물은 하나 이상의 산화제, 임의적으로는 하나 이상의 비귀금속 착화제, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매 및 임의적으로는 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 본질적으로 이들로 이루어진다.
또 다른 양태에서는, 귀금속-함유 물질로부터 귀금속, 예컨대 금을 제거하는 방법을 기재하는데, 상기 방법은 트라이아이오다이드를 포함하는 침출 조성물에 귀금속-함유 물질을 도입하고 임의적으로는 이에 초음파 공동화(cavitation)를 도입함을 포함한다.
또 다른 양태에서는, 맨 기판을 처리하여 유리 섬유-에폭시 층을 구리로부터 유리시킬 수 있으며, 이 경우에는 에폭시를 분해시킴으로써 맨 기판을 처리할 수 있는데, 이는 유리 섬유로부터 구리 시트를 유리시킨다.
다른 양태에서는, 인쇄 배선판(PWB) 처리 방법을 기재하며, 상기 방법은 (a) PWB로부터 하나 이상의 소자를 분리하고, (b) PWB로부터 하나 이상의 금속, 하나 이상의 소자, 또는 둘 다를 제거함을 포함한다.
다른 양태에서는, 고체 물질로부터 납 및/또는 주석-함유 물질을 제거하는 방법을 기재하며, 이 때 상기 방법은 위에 또는 내에 납 및/또는 주석-함유 물질을 갖는 고체 물질과 제 1 조성물을, 고체 물질로부터 납 및/또는 주석-함유 물질을 제거하기에 충분한 접촉 조건하에 접촉시킴을 포함한다. 고체 물질은 미소 전자 장치, 금속, 플라스틱, 직물, 섬유, 토양, 광석, 목재, 종이, 유리, 가죽 및 다른 동물 외피, 시멘트, 콘크리트, 벽돌, 건식 벽체, 아스팔트, 머리카락 및 손톱 같은 케라틴-함유 성분, 고무, 라텍스 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
다른 양태에서는, 고체 물질로부터 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 제거하는 방법을 기재하는데, 상기 방법은 위에 또는 내에 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 갖는 고체 물질과 제 2 조성물을, 고체 물질로부터 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 제거하기에 충분한 접촉 조건하에 접촉시킴을 포함한다. 고체 물질은 미소 전자 장치, 금속, 플라스틱, 직물, 섬유, 토양, 광석, 목재, 종이, 유리, 가죽 및 다른 동물 외피, 시멘트, 콘크리트, 벽돌, 건식 벽체, 아스팔트, 머리카락 및 손톱 같은 케라틴-함유 성분, 고무, 라텍스 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
다른 양태, 특징 및 이점은 이어지는 개시내용 및 첨부되는 특허청구범위로부터 더욱 완전히 명백해질 것이다.
도 1은 인쇄 배선판을 재순환시키는 방법의 제 1 실시양태를 도시한다.
도 2는 인쇄 배선판을 재순환시키는 방법의 제 2 실시양태를 도시한다.
도 3은 인쇄 배선판을 재순환시키는 방법의 제 3 실시양태를 도시한다.
도 4는 인쇄 배선판을 재순환시키는 방법의 제 4 실시양태를 도시한다.
도 5는 인쇄 배선판을 재순환시키는 방법의 제 5 실시양태를 도시한다.
본 발명은 일반적으로 재사용 및/또는 회수를 위해 인쇄 배선판을 별도의 물질로 재순환시키는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 일반적으로 PWB를 재순환시켜, 귀금속, 비귀금속, 작동되는 소자 및 탄탈 금속을 회수하는 방법에 관한 것이다. 유리하게는, 본원에 기재되는 방법은 더욱 환경 친화적이고, 종래 기술의 방법에 비해 적은 에너지를 요구한다.
배경 기술 부분에서 소개한 바와 같이, 폐 PWB를 재순환시키는 전통적인 방법은 환경 오염, 높은 자본 소비 및 낮은 효율을 야기한다. 대조적으로, 본원에 개시되는 방법은 물질의 재순환에 대한 차별화된 접근법에 기초하는데, 폐 PWB의 다양한 부분을 외관 및 물리적 및 화학적 특성에 기초하여 분리한다. 본원에 기재되는 방법은 화학적 침출 및 기계적 분해 속도를 증가시키기 위하여 초음파 화학을 이용하여, 소량의 화학약품을 사용하여서도 높은 회수율을 가능케 한다. 다르게는, 본원에 기재되는 방법은 폐 PWB를 효과적이고도 효율적으로 재순환시키는데 초음파 화학을 필요로 하지 않는다.
일반적으로, 인쇄 배선판(PWB)으로부터 하나 이상의 재순환가능한 물질을 제거하는 방법이 기재되는데, 이 방법은 하기 (a), (b), (c), 또는 이들의 임의의 조합중 하나 이상을 포함한다:
(a) PWB로부터 소자를 방출시킴;
(b) PWB 및/또는 PWB 소자로부터 귀금속을 회수함;
(c) PWB로부터 비귀금속을 회수함.
본 개시내용에서, "전자 폐기물" 또는 "e-폐기물"은 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 수상기, 전자 패드, 휴대폰, 비디오 카메라, 디지털 카메라, DVD 플레이어, 비디오 게임 콘솔, 팩스기, 복사기, MP3 플레이어 및 사용 수명에 도달하였거나 달리 폐기된 유사한 제품에 상응한다. 전자 폐기물 또는 e-폐기물은 인쇄 배선판 및 그 위에 함유된 소자(예를 들어, 트랜지스터, 커패시터, 방열기, IC, 저항기, 집적 스위치, 칩 및 프로세서) 같은 이들 잘 알려진 품목 내에 함유된 소자를 포함한다.
일반적으로 개시하기 위하여, 맨 기판은 유리 섬유, 에폭시 및 구리 호일을 포함하는 것으로 기재된다. 당 업자가 알게 되는 바와 같이, "유리 섬유"는 유리-보강된 플라스틱 또는 유리 섬유 보강된 플라스틱이며, 플라스틱과 유리를 포함하는 임의의 물질에 상응한다.
본원에 사용되는 "귀금속"은 금속 금, 은, 백금, 팔라듐 및 이들을 포함하는 합금을 포함한다.
본원에 사용되는 "비귀금속"은 철, 니켈, 아연, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 마그네슘, 코발트, 비스무트, 카드뮴, 티탄, 지르코늄, 안티몬, 망간, 베릴륨, 크롬, 게르마늄, 바나듐, 갈륨, 하프늄, 인듐, 니오브, 레늄, 탈륨, 이들을 포함하는 합금 및 이들의 조합에 상응한다.
본원에 사용되는 "구리"는 Cu(0) 금속 및 Cu(0)를 포함하는 합금에 상응한다.
"실질적으로 함유하지 않는"은 본원에서 2중량% 미만, 바람직하게는 1중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.5중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1중량% 미만으로 정의된다. "함유하지 않는"은 0중량%에 상응한다.
본원에 사용되는 "약"은 연급된 값의 ±5%에 상응하는 의미이다.
본원에 사용되는 "귀금속, 비귀금속 및/또는 탄탈-함유 금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하는" 또는 "귀금속, 비귀금속 및/또는 탄탈-함유 금속에 대해 납 및/또는 주석-함유 물질을 선택적으로 제거하는"은 약 2:1 내지 약 1,000,000:1, 바람직하게는 약 100:1 내지 약 1,000,000:1, 더욱 바람직하게는 약 1000:1 내지 약 1,000,000:1, 가장 바람직하게는 약 10,000:1 내지 약 1,000,000:1의 ppm 제거 선택성에 상응한다. 달리 말해, 납 및/또는 주석-함유 물질이 2ppm(또는 1,000,000ppm보다 많이) 제거될 때, 귀금속, 비귀금속 및/또는 탄탈-함유 금속은 1ppm 이하로 제거된다.
본원에 사용되는 "귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 용해시키는" 또는 "금에 대해 비귀금속을 선택적으로 용해시키는"은 약 2:1 내지 약 1,000,000:1, 바람직하게는 약 100:1 내지 약 1,000,000:1, 더욱 바람직하게는 약 1000:1 내지 약 1,000,000:1, 가장 바람직하게는 약 10,000:1 내지 약 1,000,000:1의 ppm 제거 선택성에 상응한다. 달리 말하면, 비귀금속이 2ppm(또는 1,000,000ppm보다 많이) 제거될 때, 금은 1ppm 이하로 제거된다.
본원에 정의되는 "착화제"는 당 업자에 의해 착화제, 킬레이트화제, 금속 이온 봉쇄제 및 이들의 조합인 것으로 이해되는 화합물을 포함한다. 착화제는 본원에 기재되는 화합물을 사용하여, 제거되어야 하는 금속 원자 및/또는 금속 이온과 화학적으로 조합시키거나 물리적으로 결합시킨다.
본 설명에서, "인쇄 배선판" 및 "인쇄 회로판"은 동의어이고, 호환성있게 사용될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "분리"는 PWB로부터의 소자(들)의 완전한 제거 또는 PWB로부터의 소자(들)의 부분적인 분리에 상응하며, 이 때 PWB로부터의 소자의 부분적인 분리는 PWB로의 소자(들)의 땜납 유지력의 약화에 상응하며, 나머지 분리는 다른 방법에 의해 수행될 수 있다.
본원에 사용되는, 귀금속, 비귀금속 및/또는 탄탈-함유 금속에 대해 땜납을 "제거하는"이란, 귀금속, 비귀금속 및/또는 탄탈-함유 금속을 실질적으로 용해시키지 않거나 또는 달리 가용화시키지 않으면서, 땜납 금속 또는 이온을 제거 용액 중에서 실질적으로 용해시키거나 달리 가용화시킴, 바람직하게는 용해시킴을 의미한다. 유사하게, 귀금속에 대해 비귀금속을 "제거하는"이란, 귀금속을 실질적으로 용해시키지 않거나 또는 달리 가용화시키지 않으면서, 비귀금속 또는 이온을 제거 용액 중에서 실질적으로 용해시키거나 달리 가용화시킴, 바람직하게는 용해시킴을 의미한다. 또한, 귀금속 함유 물질로부터 귀금속을 "제거하는"이란, 비귀금속 및/또는 탄탈-함유 금속을 실질적으로 용해시키지 않거나 또는 달리 가용화시키지 않으면서, 귀금속을 침출 조성물 중에서 실질적으로 용해시키거나 달리 가용화시킴, 바람직하게는 용해시킴을 의미한다. "실질적으로 용해시킴"은 본원에서 원래 존재하는 물질의 95중량% 이상, 바람직하게는 98중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99중량% 이상, 가장 바람직하게는 99.9중량% 이상을 용해시키거나 달리 가용화시키는 것으로 정의된다. "실질적으로 용해시키지 않음"은 본원에서 원래 존재하는 물질의 5중량% 미만, 바람직하게는 2중량% 미만, 더욱 바람직하게는 1중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1중량% 미만을 용해시키거나 달리 가용화시키는 것으로 정의된다.
본원에 사용되는 용어 "침출시킴"은 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출 조성물 중으로 완전히 제거 또는 추출하거나, 또는 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출 조성물 중으로 부분적으로 제거 또는 추출함에 상응한다. 금 또는 다른 귀금속은 침출 조성물 중에서 용해되거나 달리 가용화되며, 바람직하게는 용해된다.
본원에서 정의되는, PWB 및/또는 PWB 소자를 "붕괴시킴(crushing)"은 PWB 및/또는 PWB 소자의 금 및 다른 귀금속을 침출 조성물에 실질적으로 노출시키는 임의의 방법, 예를 들어 PWB 및/또는 PWB 소자를 균열, 분말화 또는 종절(shredding)시킴에 상응한다. 바람직하게는, PWB 소자를 균열시킴으로써, 분말화 또는 종절의 결과 손실되는 금 또는 다른 귀금속의 양을 최소화한다. 작은 조각이 분말화되는 경우(이 경우에는, 금 분진이 분리되는 스트림에 들러붙어 자성 분획 중에서 손실됨), 귀금속이 손실될 수 있다. 따라서, 붕괴는 금 또는 다른 귀금속의 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 더더욱 바람직하게는 2% 이하가 분말화 또는 종절 같은 공정으로 손실되는 공정으로서 추가로 정의된다. 또한, e-폐기물의 붕괴는 유해 금속 및 브롬화된 난연제를 함유하는 분진의 방출을 최소화함으로써 인간의 건강에 대한 위험을 최소화한다.
본원에 정의되는 "진탕 수단"은 혼합, 재순환, 난류, 진동, 음파 처리 및 이들의 조합 같은 물리적인 진탕을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
당 업자는 "요오드"가 I2 분자에 상응하는 반면 "아이오다이드"(I)가 음이온이고 염으로서 제공된다는 것을 잘 안다. 아이오다이드 염은 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 요오드화암모늄, 요오드화칼슘, 요오드화마그네슘 및 테트라알킬암모늄 아이오다이드[여기에서, 알킬기는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 직쇄 C1-C6 알킬(예: 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실) 및 분지된 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택됨]를 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다.
이후 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 조성물은 매우 다양한 특정 배합물로 구체화될 수 있다. 조성물의 구체적인 구성성분이 0의 하한을 비롯한 중량% 범위를 참조하여 논의되는 이러한 모든 조성물에서, 이러한 구성성분이 조성물의 다양한 구체적인 실시양태에 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있고, 이러한 구성성분이 존재하는 경우 이들이 이들 구성성분이 사용되는 조성물의 총 중량에 기초하여 0.001중량% 정도의 낮은 농도로 존재할 수 있음을 알게 될 것이다.
땜납을 선택적으로 제거하는 방법
납, 주석 또는 납-주석 땜납(이는 통상 70Sn/30Pb, 60Sn/40Pb 또는 63Sn/37Pb의 조합이 됨)으로 소자를 PWB의 표면에 전형적으로 부착시킨다. 특정 용도에서는 Ag-Sn 땜납을 사용한다. 현재, 소자를 제거하기 위한 PWB의 땜납 제거(desoldering)는 땜납을 융점까지 가열함을 포함하고, 이에 의해 유리된 소자를 PWB로부터 분리하고 액체 땜납을 수집한다. PWB를 재순환시키는데 적용되는 이 방법은 두 가지 주된 단점을 갖는다: (i) 납 및 주석이 저휘발성 금속이기 때문에, 이러한 가열 및 용융이 주위 공기로의 오염 배출을 높은 수준으로 발생시키게 된다는 점; 및 (ii) 열이 소자를 손상시켜 이들 소자를 재사용하기에 허용불가능하게 만든다는 점.
제 1 양태에는, 인쇄 배선판으로부터 인쇄 배선판 소자를 분리하는 방법이 기재된다. 넓게는, 상기 방법은 제 1 조성물을 인쇄 배선판과 접촉시켜 상기 인쇄 배선판으로부터 인쇄 배선판 소자를 선택적으로 제거함을 포함한다. 인쇄 배선판 소자는 땜납 또는 일부 다른 고정 수단을 이용하여 인쇄 배선판에 부착될 수 있다.
한 실시양태에는, 땜납을 제 1 조성물과 접촉시켜 표면 상에 동시에 존재하는 금속에 대해 상기 땜납을 선택적으로 제거함을 포함하는, 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법이 기재된다. 다른 실시양태에는, 용기 내에서 땜납을 제 1 조성물과 접촉시키고 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 표면 상에 동시에 존재하는 금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거함을 포함하는, 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법이 기재된다. 바람직하게는, 땜납은 납, 주석 또는 납과 주석의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 금속은 귀금속, 탄탈-함유 금속, 비귀금속 또는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및 비귀금속의 임의의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 표면은 PWB를 포함한다. 따라서, 한 실시양태에서는, 용기 내에서 땜납을 제 1 조성물과 접촉시키고 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 PWB 상에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거함을 포함하는, PWB로부터 납 및/또는 주석-함유 땜납을 제거하는 방법을 기재한다. 다른 실시양태에서는, 용기 내에서 땜납을 제 1 조성물과 접촉시키고 상기 용기 내에서 초음파 공동화를 생성시켜, 상기 PWB 상에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거함을 포함하는, PWB로부터 납 및/또는 주석-함유 땜납을 제거하는 방법을 기재한다. 또 다른 실시양태에서는, 용기 내에서 땜납을 제 1 조성물과 접촉시켜 상기 PWB 상에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거함을 포함하는, PWB로부터 납 및/또는 주석-함유 땜납을 제거하는 방법을 기재하는데, 이 때 상기 땜납을 PWB로부터 제거하는 공정에 초음파를 이용하지 않는다.
당 업자는 땜납이 트랜지스터, 커패시터, 저항기, 방열기, 집적 회로, 집적 스위치, 프로세서, 칩 등과 같은 "소자"를 PWB에 부착시킴을 알아야 한다. 유리하게는, 땜납의 제거를 필요로 하는 새로운 표면(즉, e-폐기물 PWB)을 제 1 조성물에 첨가할 수 있고, 제 1 조성물이 납 및/또는 주석 금속으로 포화될 때까지 땜납을 제거하여 표면으로부터 소자를 분리하는 공정을 반복할 수 있다. 땜납을 제거하면, 소자가 방출되고, 광학 시스템을 이용하여 상기 소자를 재사용가능하고 재판매될 수 있는 것과 폐기, 유용한 물질의 재생 등을 위해 추가로 처리될 수 있는 것으로 분리할 수 있다. 납 및/또는 주석을 포함하는 땜납을 제거하는데 사용되는 조성물은 전해 채취(electrowinning)를 거쳐서 순수한 납 및/또는 주석을 재생시킬 수 있고/있거나 다르게는 확산 투석 기법을 이용하여 처리하여 금속 이온을 농축시킬 수 있다.
초음파를 생성시키지 않는 제거 용도에서는, 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 제 1 조성물을 PWB 상에 분무함으로써, 또는 (특정 부피의 제 1 조성물에) PWB를 침지시킴으로써, 또는 제 1 조성물이 흡수되어 있는 다른 물질, 예컨대 패드 또는 섬유상 흡수성 어플리케이터 요소와 PWB를 접촉시킴으로써, 또는 PWB를 재순환 조성물과 접촉시킴으로써, 또는 제 1 조성물을 제거되어야 하는 물질(들)과 접촉시키는 임의의 다른 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해 제 1 조성물을 PWB에 접촉시킨다.
초음파 조사가 생성되는 제거 용도에서는, 바람직하게는 제 1 조성물의 초음파 조사가 적용되어 강력한 공동화를 생성시키는 폐쇄된 용기에서 제 1 조성물을 PWB에 접촉시킨다. 초음파 조사의 주파수, 투입 전력 및 초음파 진폭은 소정 부피의 조사된 조성물에서 강력한 공동화가 생성되도록 하는 방식으로 선택되어야 한다. 땜납 제거를 우수하게 가속시키기 위해서는, 20 내지 40kHz 같은 낮은 주파수의 고성능 초음파가 바람직하다(기계적인 분해 효과를 담당하기 때문에). 침지된 PWB를 갖는 조성물에 초음파 조사가 접근함으로써 일정 부피의 조성물에서 강력한 공동화가 생성되는 임의의 실시양태에서 초음파-보조되는 땜납 제거 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 화학 용액을 함유하는 바람직하게는 폐쇄된 용기에 삽입된 초음파 호른에 의해[예를 들어, 용액 1리터와 함께 사용되는, 힐쉐르 울트라소닉스 게엠베하(Hielscher Ultrasonics GmbH) 제품인 20kHz의 작동 주파수를 갖는 UIP1000hd 호른에 의해] 초음파 에너지를 전달할 수 있다. 그러나, 이 경우, PWB 소자는 호른으로부터의 상이한 거리 때문에 동일하게 영향을 받지 않을 수 있다. 따라서, 땜납 제거 공정은 단일 초음파 호른에 의해 조사되는 작은 부피로 이루어져서 전체 부피에서 강력한 공동화가 확실히 생성되도록 하던가, 또는 수 개의 초음파 호른에 의해 조사되는 큰 부피로 이루어져서 폐쇄된 용기의 모든 부분에 거의 동일한 공동화 강도를 제공해야 한다. 다르게는, 진동 바닥 및/또는 벽에 장착된 초음파 변환기를 갖는 초음파 욕을 사용하여, 일정 부피의 조성물에 동일한 초음파 강도를 제공할 수 있다[예를 들어, 어드밴스드 소닉스, 엘엘씨(Advanced Sonics, LLC) 제품인 초음파 화학 반응 용기 SRV-160; SRV-160은 20kHz의 초음파 동력 2000W에 의해 구동되는 5-갤런들이 US 욕임]. 이 경우, 세정 용도로 판매되는 대부분의 기성품 초음파 욕이 고주파수와 저동력을 조합하기 때문에, 충분한 초음파 동력이 제공되도록 주의를 기울여야 한다. 또한, PWB 같은 편평한 품목을 처리할 수 있는 편평한 US 호른[예컨대, 소닉스 앤드 머티리얼즈 인코포레이티드(Sonics and Materials Inc.)에 의해 디자인됨]의 특수 구성을 생성시키는 옵션도 있다. 유리하게는, 연속적인 라인 상에서 편평한 초음파 봉(예를 들어 힐쉐르 울트라소닉스 게엠베하에서 제조된 DRS2000 같은 초음파 배선 세정 시스템과 유사함)을 통해 기판을 운송할 수 있다. 초음파의 강도가 압력 상승에 따라 증가되는 것으로 알려져 있기 때문에, 폐쇄된 용기 내의 조성물 표면 상에 가벼운 압력을 생성시키면 더욱 우수한 초음파 처리 결과를 달성할 수 있다. 임의의 이론에 얽매이고자 하지 않지만, 음향 공동화를 통해 용질과의 산화환원 반응에 참여하는 라디칼이 생성됨으로써 화학 반응이 가속되고, 이것이 주석, 납 및/또는 주석/납 합금 금속의 화학적 침출을 극적으로 가속시키는 것으로 생각된다. 음향 공동화는 또한 접촉 표면 상에서 고속 분사, 전단력 및 충격파의 특수한 기계적 효과를 생성시키는 원인이 되고, 이에 의해 임의의 기계적 또는 열적 손상 없이 물질 전달 및 기계적 분해를 가속시키고, 이것이 PWB의 표면으로부터의 장착된 소자의 분리를 가속시킨다.
납 및/또는 주석-함유 물질을 그 위에 갖는 PWB로부터 이들 물질을 제거하기 위한 본원에 기재된 조성물의 사용에서는, 전형적으로 약 20℃ 내지 약 85℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃에서 제 1 조성물을 표면과 약 5초 내지 약 180분, 바람직하게는 약 1분 내지 60분, 가장 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분동안 접촉시킨다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적이고, 상기 물질을 PWB로부터 제거하는데 효과적인 임의의 다른 시간 및 온도 조건을 이용할 수 있다. 초음파 조사를 이용하여 또는 초음파 조사 없이 PWB를 제 1 조성물에 노출시킨 후에는, 전자 소자가 유리되어 땜납이 잔류하지 않는 맨 기판을 남기게 된다. 소자는 떨어지거나 또는 최소한으로 힘으로 제거될 수 있다.
목적하는 바대로 제거한 후에는, 본원에 기재되는 조성물의 주어진 최종 사용 용도에 요구되고 효과적일 수 있는 바와 같이, 제 1 조성물이 가해진 PWB로부터 제 1 조성물을 용이하게 제거할 수 있다. 바람직하게는, 세정 용액은 탈이온수를 포함한다. 그 후, 질소 또는 회전-건조 사이클을 사용하여 PWB를 건조시킬 수 있다.
제 1 조성물이 용해된 금속의 이온으로 포화될 때까지 새로운 PWB 배치로 땜납 제거 공정을 반복할 수 있다. 새로운 땜납 제거 사이클에 제 1 조성물을 재순환 및 재사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 조성물로부터 용해된 금속을 궁극적으로 회수하는 것이 바람직하다. 주석 및 납을 포함하는 용액으로부터 주석 및 납을 재생시키는데 이용되는 다수의 다른 기법이 있다. 이들중 하나는 확산 투석인데, 이는 이온 교환 막에 의해 분리된 분할 셀(cell)에서 이루어진다. 막은 산 및 물 분자의 수송은 허용하지만, 금속 이온의 통과는 막는다. 이러한 방식으로 회수된 산 용액을 다음 땜납 제거 사이클에 즉시 재사용할 수 있고, 생성된 농축 금속 용액으로부터의 전해 재취에 의해 금속을 회수할 수 있다. 주석, 납 또는 주석/납 합금을 포함하는 용액도 재생시킬 수 있으며, 용액을 전해시켜 금속을 캐쏘드 상에 금속 형태로 침착시킴으로써 단일 단계로 금속을 회수할 수 있다.
유리하게는, PWB의 표면으로부터 전자 소자를 분리하는 방법은 인쇄 회로 적층체의 귀금속, 비귀금속 및 노출된 에폭시에 영향을 주지 않으면서 땜납 금속을 선택적으로 제거한다. 이 방법은 전자 소자의 재생 및 구리, 유리 섬유 보강된 에폭시 및 금/니켈/구리 도금을 함유하는 더욱 용이하게 재순환될 수 있는 맨 기판의 스트림의 형성을 비롯한, 폐 PWB를 재순환/재생산시키기 위한 신속하고 경제적으로 효율적인 방법을 제공한다.
땜납을 선택적으로 제거하기 위한 조성물의 실시양태
제 2 양태에는, 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납(예컨대 납 및/또는 주석-함유 물질)을 선택적으로 제거하는 제 1 조성물이 기재된다. 땜납 제거용 제 1 조성물은 하기 품질을 갖는다:
1. 이는 납 및 주석만을 용해시키기 위해 가능한한 선택적이다. PWB는 구리, 아연, 알루미늄 및 철을 비롯한 상이한 금속을 다량 함유한다. 바람직하지 못한 금속은 제 1 조성물을 포화시켜, 표적 금속의 용해에 덜 효과적이도록 만든다.
2. 제 1 용액은 땜납을 용해시키는데 효과적이어서, 장착된 소자가 PWB의 표면으로부터 신속하게 분리될 수 있다.
3. 장착된 소자는 판매가능한 상태로 회수된다; 이는 이들이 바람직하게는 제 1 조성물에 의해 손상되거나 부식되지 않음을 의미한다. 예를 들어, 칩을 PWB의 표면에 연결하는 땜납에 의해 덮인 작은 납은 바람직하게는 영향을 받지 않는다.
4. 제 1 조성물은 제 1 양태의 방법 동안 금 도금을 제거한다. PWB는 니켈 및 구리 위의 얇은 도금 형태로 존재하여 "골드 핑거(gold finger)"를 형성하는 금속 금을 함유한다. 따라서, 이상적인 제 1 조성물은 금 도금을 영향받지 않은 상태로 남긴다.
한 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제를 포함하거나, 하나 이상의 산화제로 구성되거나, 또는 하나 이상의 산화제로 본질적으로 이루어진다. 제 1 조성물은 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 유기 용매, 및/또는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 한 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제와 함께 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 산화제, 및 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속 물질을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 유기 용매, 및 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속 물질을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 제 1 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제 및 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지며, 이 때 제 1 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 유기 용매, 및 귀금속 및/또는 구리 물질을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되며, 이 때 제 1 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 유기 용매, 및 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속 물질을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 분질적으로 이루어지며, 이 때 제 1 조성물은 황산을 실질적으로 함유하지 않는다. 이들 조성물은 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 납 및/또는 주석-함유 물질의 선택성을 가짐으로써, 땜납의 욕에서의 로딩(loading)을 증가시키고 제 1 조성물의 욕-수명을 증가시킨다. 납 및/또는 주석에 대해 선택적인 이온-교환 수지를 제 1 조성물과 함께 사용하여, 욕의 수명을 추가로 연장시킬 수 있다. 제 1 조성물이 수성 조성물임을 알아야 한다.
당 업자는 제 2 양태의 조성물이 제 1 양태의 방법의 제 1 조성물의 한 버전만을 나타냄을 알아야 한다. 당 업자에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 제 1 양태의 방법에 사용하기 위해 다른 조성물이 고려된다.
산화제는 제거되어야 하는 금속을 이온 형태로 산화시키고 용해되는 금속의 매우 가용성인 염을 축적시키기 위해 조성물에 포함된다. 본원에서 고려되는 산화제는 오존, 질산(HNO3), 폭기되는(bubbled) 공기, 사이클로헥실아미노설폰산, 과산화수소(H2O2), 옥손(포타슘 퍼옥시모노설페이트, 2KHSO5·KHSO4·K2SO4), 암모늄 다원자 염[예를 들어, 암모늄 퍼옥소모노설페이트, 아염소산암모늄(NH4ClO2), 염소산암모늄(NH4ClO3), 요오드산암모늄(NH4IO3), 과붕산암모늄(NH4BO3), 과염소산암모늄(NH4ClO4), 과요오드산암모늄(NH4IO3), 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 차아염소산암모늄(NH4ClO)], 나트륨 다원자 염[예를 들어, 과황산나트륨(Na2S2O8), 차아염소산나트륨(NaClO)], 칼륨 다원자 염[예를 들어, 요오드산칼륨(KIO3), 과망간산칼륨(KMnO4), 과황산칼륨(K2S2O8), 차아염소산칼륨(KClO)], 테트라메틸암모늄 다원자 염[예컨대, 테트라메틸암모늄 클로라이트((N(CH3)4)ClO2), 테트라메틸암모늄 클로레이트((N(CH3)4)ClO3), 테트라메틸암모늄 아이오데이트((N(CH3)4)IO3), 테트라메틸암모늄 퍼보레이트((N(CH3)4)BO3), 테트라메틸암모늄 퍼클로레이트((N(CH3)4)ClO4), 테트라메틸암모늄 퍼아이오데이트((N(CH3)4)IO4), 테트라메틸암모늄 퍼설페이트((N(CH3)4)S2O8)], 테트라뷰틸암모늄 다원자 염(예컨대, 테트라뷰틸암모늄 퍼옥소모노설페이트), 퍼옥소모노황산, 우레아 하이드로겐 퍼옥사이드((CO(NH2)2)H2O2), 과아세트산(CH3(CO)OOH), 질산나트륨, 질산칼륨, 질산암모늄, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 산화제 자체는 아니지만, 본 개시내용에 있어서, 산화제는 알케인설폰산[예를 들어, 메테인설폰산(MSA), 에테인설폰산, 2-하이드록시에테인설폰산, n-프로페인설폰산, 아이소프로페인설폰산, 아이소뷰텐설폰산, n-뷰테인설폰산, n-옥테인설폰산], 벤젠설폰산, 벤젠설폰산 유도체(예를 들어, 4-메톡시벤젠설폰산, 4-하이드록시벤젠설폰산, 4-아미노벤젠설폰산, 4-나이트로벤젠설폰산, 톨루엔설폰산, 헥실벤젠설폰산, 헵틸벤젠설폰산, 옥틸벤젠설폰산, 노닐벤젠설폰산, 데실벤젠설폰산, 운데실벤젠설폰산, 도데실벤젠설폰산, 트라이데실벤젠설폰산, 테트라데실벤젠 설폰산, 헥사데실벤젠 설폰산, 3-나이트로벤젠설폰산, 2-나이트로벤젠설폰산, 2-나이트로나프탈렌설폰산, 3-나이트로나프탈렌설폰산, 2,3-다이나이트로벤젠설폰산, 2,4-다이나이트로벤젠설폰산, 2,5-다이나이트로벤젠설폰산, 2,6-다이나이트로벤젠설폰산, 3,5-다이나이트로벤젠설폰산, 2,4,6-트라이나이트로벤젠설폰산, 3-아미노벤젠설폰산, 2-아미노벤젠설폰산, 2-아미노나프탈렌설폰산, 3-아미노나프탈렌설폰산, 2,3-다이아미노벤젠설폰산, 2,4-다이아미노벤젠설폰산, 2,5-다이아미노벤젠설폰산, 2,6-다이아미노벤젠설폰산, 3,5-다이아미노벤젠설폰산, 2,4,6-트라이아미노벤젠설폰산, 3-하이드록시벤젠설폰산, 2-하이드록시벤젠설폰산, 2-하이드록시나프탈렌설폰산, 3-하이드록시나프탈렌설폰산, 2,3-다이하이드록시벤젠설폰산, 2,4-다이하이드록시벤젠설폰산, 2,5-다이하이드록시벤젠설폰산, 2,6-다이하이드록시벤젠설폰산, 3,5-다이하이드록시벤젠설폰산, 2,3,4-트라이하이드록시벤젠설폰산, 2,3,5-트라이하이드록시벤젠설폰산, 2,3,6-트라이하이드록시벤젠설폰산, 2,4,5-트라이하이드록시벤젠설폰산, 2,4,6-트라이하이드록시벤젠설폰산, 3,4,5-트라이하이드록시벤젠설폰산, 2,3,4,5-테트라하이드록시벤젠설폰산, 2,3,4,6-테트라하이드록시벤젠설폰산, 2,3,5,6-테트라하이드록시벤젠설폰산, 2,4,5,6-테트라하이드록시벤젠설폰산, 3-메톡시벤젠설폰산, 2-메톡시벤젠설폰산, 2,3-다이메톡시벤젠설폰산, 2,4-다이메톡시벤젠설폰산, 2,5-다이메톡시벤젠설폰산, 2,6-다이메톡시벤젠설폰산, 3,5-다이메톡시벤젠설폰산, 2,4,6-트라이메톡시벤젠설폰산), 및 이들의 조합을 추가로 포함한다. 산화제는 본원에서 산화제로서 정의된 임의의 물질의 조합을 포함할 수 있다. 산화제는 제조업체에서, 제 1 조성물을 PWB에 도입하기 전에, 또는 다르게는 PWB에(즉, 동일 반응계 내에서) 제 1 조성물에 도입할 수 있다. 산화제는 0.1 내지 90부피%, 더욱 바람직하게는 10 내지 60부피%, 가장 바람직하게는 25 내지 45부피%의 양으로 제 1 조성물에 바람직하게 존재한다. 바람직하게는, 산화제는 퍼옥사이드 화합물, 옥손, 질산 및/또는 메테인설폰산을 포함한다. 가장 바람직하게는, 산화제는 메테인설폰산을 포함한다.
존재하는 경우, 효과량의 질산이 땜납 제거 공정의 가속화제로서의 역할을 하는 것으로 생각된다. 따라서, 일부 실시양태에서, 제 1 조성물의 산화제는 알케인 설폰산(예컨대, MSA)과 질산을 바람직하게 포함하며, 이 때 알케인 설폰산은 0.1 내지 90부피%, 더욱 바람직하게는 10 내지 60부피%, 가장 바람직하게는 25 내지 45부피%의 양으로 존재하고, 질산은 약 0.1 내지 80부피%, 바람직하게는 약 1 내지 30부피%, 가장 바람직하게는 5 내지 15부피%의 양으로 존재한다.
착화제는 산화제에 의해 생성되는 이온을 착화시키기 위해 포함된다. 본원에서 고려되는 착화제는 아세틸아세톤에이트, 1,1,1-트라이플루오로-2,4-펜테인다이온 및 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜테인다이온 같은 β-다이케톤에이트 화합물; 폼에이트 및 아세테이트 및 다른 장쇄 카복실레이트 같은 카복실레이트; 및 비스(트라이메틸실릴아마이드) 사량체 같은 아마이드(및 아민)를 포함하지만, 이들로국한되지는 않는다. 추가적인 킬레이트화제는 아민 및 아미노산(즉, 글라이신, 세린, 프롤린, 류신, 알라닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 글루타민, 발린 및 리신), 시트르산, 아세트산, 말레산, 옥살산, 말론산, 석신산, 포스폰산; 하이드록시에틸리덴 다이포스폰산(HEDP), 1-하이드록시에테인-1,1-다이포스폰산, 니트릴로-트리스(메틸렌포스폰산) 같은 포스폰산 유도체; 니트릴로트라이아세트산, 이미노다이아세트산, 에티드론산, 에틸렌다이아민, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 및 (1,2-사이클로헥실렌다이니트릴로)테트라아세트산(CDTA), 요산, 테트라글라임, 펜타메틸다이에틸렌트라이아민(PMDETA), 1,3,5-트라이아진-2,4,6-티티올 삼나트륨 염 용액, 1,3,5-트라이아진-2,4,6-티티올 트라이암모늄염 용액, 소듐 다이에틸다이티오카밤에이트, 하나의 알킬기(R2=헥실, 옥틸, 데실 또는 도데실) 및 하나의 올리고에터 [R1(CH2CH2O)2](여기에서, R1=에틸 또는 뷰틸)를 갖는 이치환된 다이티오카밤에이트[R1(CH2CH2O)2NR2CS2Na], 황산암모늄, 모노에탄올아민(MEA), 디퀘스트(Dequest) 2000, 디퀘스트 2010, 디퀘스트 2060s, 다이에틸렌트라이아민 펜타아세트산, 프로필렌다이아민 테트라아세트산, 2-하이드록시피리딘 1-옥사이드, 에틸렌다이아민 다이석신산(EDDS), N-(2-하이드록시에틸)이미노다이아세트산(HEIDA), 소듐 트라이포스페이트 펜타 베이직(basic), 이들의 나트륨 및 암모늄 염, 염화암모늄, 염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 황산암모늄, 염산, 황산 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 착화제는 HEDP, HEIDA, EDDS, 이들의 나트륨 또는 암모늄 염, 황산, 또는 이들의 조합을 포함한다. 산화제 대 착화제의 양은 약 10:1 내지 약 1:10, 바람직하게는 약 5:1 내지 약 1:5, 더더욱 바람직하게는 약 2:1 내지 약 1:2의 부피비 범위이며, 이 때 산화제 구성성분은 과산화수소 약 1중량% 내지 약 50중량%, 예컨대 30중량%로 희석되어 존재하며, 착화제 구성성분은 HEDP 약 1중량% 내지 약 50중량%, 예를 들어 1중량%로 희석되어 존재한다. 예를 들어, 제 1 조성물은 30중량% 과산화수소 1부피부 및 1중량% 착화제 1부피부를 포함할 수 있다.
귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속을 부동화시키기 위한 부동화제는 아스코르브산, 아데노신, L(+)-아스코르브산, 아이소아스코르브산, 아스코르브산 유도체, 시트르산, 에틸렌다이아민, 갈산, 옥살산, 탄산(tannic acid), 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 요산, 1,2,4-트라이아졸(TAZ), 트라이아졸 유도체[예를 들어, 벤조트라이아졸(BTA), 톨릴트라이아졸, 5-페닐-벤조트라이아졸, 5-나이트로-벤조트라이아졸, 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트라이아졸, 1-아미노-1,2,4-트라이아졸, 하이드록시벤조트라이아졸, 2-(5-아미노-펜틸)-벤조트라이아졸, 1-아미노-1,2,3-트라이아졸, 1-아미노-5-메틸-1,2,3-트라이아졸, 3-아미노-1,2,4-트라이아졸, 3-머캅토-1,2,4-트라이아졸, 3-아이소프로필-1,2,4-트라이아졸, 5-페닐티올-벤조트라이아졸, 할로-벤조트라이아졸(할로=F, Cl, Br 또는 I), 나프토트라이아졸], 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI), 2-머캅토벤조티아졸, 4-메틸-2-페닐이미다졸, 2-머캅토티아졸린, 5-아미노테트라졸(ATA), 5-아미노-1,3,4-티아다이아졸-2-티올, 2,4-다이아미노-6-메틸-1,3,5-트라이아진, 티아졸, 트라이아진, 메틸테트라졸, 1,3-다이메틸-2-이미다졸리딘온, 1,5-펜타메틸렌테트라졸, 1-페닐-5-머캅토테트라졸, 다이아미노메틸트라이아진, 이미다졸린 티온, 머캅토벤즈이미다졸, 4-메틸-4H-1,2,4-트라이아졸-3-티올, 5-아미노-1,3,4-티아다이아졸-2-티올, 벤조티아졸, 트라이톨릴 포스페이트, 이미다졸, 인디아졸, 벤조산, 붕산, 말론산, 벤조산암모늄, 카테콜, 피로갈롤, 레조르시놀, 하이드로퀴논, 시아누르산, 바비튜르산 및 1,2-다이메틸바비튜르산 같은 유도체, 피루브산 같은 알파-케토 산, 아데닌, 퓨린, 포스폰산 및 그의 유도체, 글라이신/아스코르브산, 디퀘스트 2000, 디퀘스트 7000, p-톨릴티오우레아, 석신산, 포스포노뷰테인 트라이카복실산(PBTCA), 몰리브덴산나트륨, 몰리브덴산암모늄, 크롬에이트의 염(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 바륨), 텅스텐산나트륨, 다이크롬에이트의 염(예컨대, 나트륨, 칼륨, 암모늄), 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 아디프산, 옥타메틸렌 다이카복실산, 피멜산, 도데케인 다이카복실산, 다이메틸 말론산, 3,3-다이에틸 석신산, 2,2-다이메틸 글루타르산, 2-메틸 아디프산, 트라이메틸 아디프산, 1,3-사이클로펜테인 다이카복실산, 1,4-사이클로헥세인 다이카복실산, 테레프탈산, 아이소프탈산, 2,6-나프탈렌 다이카복실산, 2,7-나프탈렌 다이카복실산, 1,4-나프탈렌 다이카복실산, 1,4-페닐렌다이옥시 다이아세트산, 1,3-페닐렌다이옥시 다이아세트산, 다이펜산, 4,4'-바이페닐 다이카복실산, 4,4'-옥시다이벤조산, 다이페닐메테인-4,4'-다이카복실산, 다이페닐설폰-4,4'-다이카복실산, 데카메틸렌 다이카복실산, 운데카메틸렌 다이카복실산, 도데카메틸렌 다이카복실산, 오르토프탈산, 나프탈렌다이카복실산, 파라페닐렌다이카복실산, 트라이멜리트산, 피로멜리트산, 인산나트륨(예를 들어, 소듐 헥사메타포스페이트), 규산나트륨 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 가장 바람직하게는, 부동화제는 BTA, ATA, TAZ, 트라이아졸 유도체, 아스코르브산, 몰리브데산 나트륨, 또는 이들의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 부동화제는 몰리브덴산나트륨을 포함한다. 더욱 특히, 부동화제의 역할은 구리에 대한 조성물의 공격을 감소시키는 것이다. 이는 구리 상의 얇은 금 도금이 구리가 용해될 때 도려내어져서 손실되는 것을 방지하고, 또한 이는 추가적인 금 추출 공정을 위해 이러한 도금을 안전하게 유지시킨다. 존재하는 경우, 부동화제의 양은 제 1 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%이다.
임의의 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 유기 용매는 미소 전자 장치 구조체의 표면을 습윤시킴으로써 금속 에칭 속도를 향상시키는 것으로 생각된다. 본원에서 고려되는 유기 용매는 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올 및 고급 알콜(다이올, 트라이올 등 포함), 테트라하이드로퓨란(THF), N-메틸피롤리딘온(NMP), 사이클로헥실피롤리딘온, N-옥틸피롤리딘온, N-페닐피롤리딘온, 메틸 폼에이트, 다이메틸 폼아마이드(DMF), 다이메틸설폭사이드(DMSO), 테트라메틸렌 설폰(설폴레인), 다이에틸 에터, 페녹시-2-프로판올(PPh), 프로프리오페논, 에틸 락테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 벤조에이트, 아세토나이트릴, 아세톤, 에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜, 다이옥세인, 뷰티릴 락톤, 뷰틸렌 카본에이트, 에틸렌 카본에이트, 프로필렌 카본에이트, 다이프로필렌 글라이콜, 양쪽성 물질[다이에틸렌 글라이콜 모노메틸 에터, 트라이에틸렌 글라이콜 모노메틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노에틸 에터, 트라이에틸렌 글라이콜 모노에틸 에터, 에틸렌 글라이콜 모노프로필 에터, 에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터(즉, 뷰틸 카비톨), 트라이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 에틸렌 글라이콜 모노헥실 에터, 다이에틸렌 글라이콜 모노헥실 에터, 에틸렌 글라이콜 페닐 에터, 프로필렌 글라이콜 메틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 메틸 에터(DPGME), 트라이프로필렌 글라이콜 메틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 다이메틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 에틸 에터, 프로필렌 글라이콜 n-프로필 에터, 다이프로필렌 글라이콜 n-프로필 에터(DPGPE), 트라이프로필렌 글라이콜 n-프로필 에터, 프로필렌 글라이콜 n-뷰틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 n-뷰틸 에터, 트라이프로필렌 글라이콜 n-뷰틸 에터, 프로필렌 글라이콜 페닐 에터 및 이들의 조합], 분지되고 플루오르화되지 않은 에터-연결 카복실산[(CH3CH2)nO(CH2)mCOOH, 여기에서 n=1 내지 10, m=1 내지 10], 분지되지 않고 플루오르화되지 않은 에터-연결 카복실산[(CH3CH2)nO(CH2)mCOOH, 여기에서 n=1 내지 10, m=1 내지 10], 분지되고 플루오르화되지 않은 비-에터 연결 카복실산[CH3(CH2)nCOOH, 여기에서 n=1 내지 10], 분지되지 않고 플루오르화되지 않은 비-에터 연결 카복실산[CH3(CH2)nCOOH, 여기에서 n=1 내지 10], 다이카복실산, 트라이카복실산 및 이들의 조합 같은 알콜, 에터, 피롤리딘온, 글라이콜, 카복실산, 글라이콜 에터, 아민, 케톤, 알데하이드, 알케인, 알켄, 알카인 및 아마이드, 더욱 바람직하게는 알콜, 에터, 피롤리딘온, 글라이콜, 카복실산 및 글라이콜 에터를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 바람직하게는, 유기 용매는 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 다이프로필렌 글라이콜 프로필 에터, 프로필렌 글라이콜 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 존재하는 경우, 유기 용매의 양은 제 1 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.01중량% 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 5중량%이다.
전형적으로, 과산화수소는 유기 화합물 또는 금속에 노출될 때 분해되고, 따라서 과산화수소를 함유하는 조성물은 짧은 저장 수명을 가지며, 따라서 사용 시점에서 혼합되어야 한다. 일부 사용자 위치에서의 기반 시설의 결여로 인해, 혼합 사용 시점은 적절한 배관 및 화학적 전달 시스템의 부재 때문에 옵션이 아니며, 이는 제조 플랜트에 비용을 부가한다. 유리하게는, 제 1 조성물이 하나 이상의 산화제와 함께 납 및/또는 주석 착화제를 포함하는 경우, 산화제가 안정화되어 미리 혼합될 수 있으나, 상기 착화제와 하나 이상의 산화제는 여전히 사용 시점에서 혼합될 수 있음을 알아야 한다.
다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제; 임의적으로는 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제; 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매; 임의적으로는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제; 및 땜납 물질을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 바람직하게는, 땜납 물질은 납 및/또는 주석-함유 물질을 포함한다. 납 및/또는 주석-함유 물질은 본원에 기재되는 조성물에 용해 및/또는 현탁되는 납 및/또는 주석 이온일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물이 질산을 함유하는 경우, 조성물은 설팜산암모늄 또는 설팜산을 추가로 포함할 수 있다. 설팜산 이온은 질산을 안정화시키고 독성 NOx 증기의 방출을 억제하는 것으로 생각된다. 존재하는 경우, 설팜에이트 이온의 양은 제 1 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 약 1 내지 10중량%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 5중량%이다.
특히 바람직한 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되며, 이 때 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 다른 특히 바람직한 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 글라이콜 에터 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 특히 바람직한 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 글라이콜 에터 및 몰리브덴산나트륨을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 더욱 더 바람직하게는, 제 1 조성물은 MSA, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 몰리브덴산나트륨 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 질산, 황산 또는 이들의 조합을 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 황산을 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 질산, 설팜산암모늄, BTA, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 황산을 실질적으로 함유하지 않는다. 다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 질산, 설팜산암모늄, BTA 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 황산을 실질적으로 함유하지 않는다. 제 1 조성물의 추가적인 실시양태는 (i) MSA, 질산, BTA 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (ii) MSA, 질산, TAZ 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (iii) MSA, 질산, 1-아미노-1,2,4-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (iv) MSA, 질산, 1-아미노-1,2,3-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (v) MSA, 질산, 1-아미노-5-메틸-1,2,3-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (vi) MSA, 질산, 3-아미노-1,2,4-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (vii) MSA, 질산, 3-머캅토-1,2,4-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (viii) MSA, 질산, 3-아이소프로필-1,2,4-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (ix) MSA, 질산, MBI 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (x) MSA, 질산, ATA 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (xi) MSA, 질산, 2,4-다이아미노-6-메틸-1,3,5-트라이아진 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (xii) MSA, 질산, 아스코르브산 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; (xiii) MSA, 질산, 몰리브덴산나트륨 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물; 및 (xiv) MSA, 질산, 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트라이아졸 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 제 1 조성물을 포함한다. 다른 제 1 조성물은 황산, 옥손 및 프로필렌 글라이콜을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다.
질산이 제 1 조성물에 사용되면 질산철을 첨가하지 않고도 PWB의 표면으로부터 전자 소자를 분리 및 유리시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 제 1 조성물은 플루오라이드 염, 다른 철 염, 티탄(IV) 염, 마모성 물질, 플루오로붕산, 및 에틸렌기를 포함하는 유기 용매, 예컨대 에틸렌, 다이에틸렌, 트라이에틸렌 등, 및 다른 HAP 유기 용매중 하나 이상을 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. 본원에 사용되는 "플루오라이드" 물질은 이온성 플루오라이드(F-) 또는 공유 결합된 플루오르를 포함하는 물질에 상응한다. 플루오라이드 물질이 플루오라이드 물질로서 포함되거나 또는 동일 반응계 내에서 생성될 수 있음을 알아야 한다.
유리하게는, 용이하게 재순환될 수 있는 화학 조성물을 폐환 공정에 사용하여 최소한의 폐기물을 생성시킬 수 있다. 예를 들면, 제 1 조성물이 MSA를 포함하는 경우, MSA는 용이하게 재순환된다. 예를 들어, 제 1 조성물이 MSA, 글라이콜 에터 및 몰리브덴산나트륨을 포함하고 상기 조성물을 Pb/Sn 땜납과 접촉시키는 경우, 조성물을 탄소 필터를 통해 통과시켜 글라이콜 에터를 제거함으로써 Pb/Sn 금속을 포함하는 생성되는 조성물을 재순환시킬 수 있으며, 전해 채취하여 Pb 및 Sn을 재생시킬 수 있다. MSA를 포함하는 잔류 용액을 재사용할 수 있다. 더 이상 실행가능하지 않을 경우, Pb 및 Sn을 전해 채취하고 과도한 산성을 중화시킴으로써, 제 1 조성물을 본질적으로 비독성으로 만들 수 있다.
납 및/또는 주석-함유 물질을 선택적으로 제거하는데 사용될 수 있는 것으로 기재되어 있는 제 1 조성물은 PWB 소자, 예를 들어 트랜지스터, 커패시터, 방열기, IC, 저항기, 집적 스위치, 프로세서 등뿐만 아니라 상기 PWB 상에 노출되어 있는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속과 양립가능하다. 더욱이, 제 1 조성물은 수용성이고 부식성이 아니며 불연성이고 독성이 낮다.
제 1 조성물을 배합된 그대로 또는 물로 희석한 후에 사용 시점에서 사용할 수 있음을 알아야 한다. 바람직하게는, 희석제는 탈이온수이고, 희석 한도는 약 1:1 내지 약 10:1(물 대 제 1 조성물 농축물)이다.
본원에 기재된 제 1 조성물은 약 1 내지 약 12의 pH를 갖고, 사용되는 착화제(존재하는 경우)에 따라 조정될 수 있다. 예를 들면, 착화제가 HEDP, HEIDA 또는 이들의 염을 포함하는 경우, 조성물의 pH는 매우 산성, 예컨대 약 1 내지 약 4이다. 착화제가 EDDS를 포함하는 경우, EDDS의 상이한 나트륨 염을 사용함으로써 조성물의 pH를 유리하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 3개의 나트륨 이온을 갖는 EDDS를 포함하는 조성물은 약 4 내지 약 8, 바람직하게는 약 5 내지 약 7의 pH를 갖는다. 4개의 나트륨 이온을 갖는 EDDS를 포함하는 조성물은 약 8 내지 약 12, 바람직하게는 약 9 내지 약 11의 pH를 갖는다.
본원에 기재되는 제 1 조성물의 바람직한 실시양태는 (i) EDDS/H2O2, (ii) HEIDA/H2O2, 및 (iii) MSA, 질산, 설팜산암모늄, BTA, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 조성물을 포함한다.
개별적인 구성성분을 첨가하고 균질 상태로 혼합함으로써, 본원에 기재되는 제 1 조성물을 용이하게 배합한다. 또한, 제 1 조성물을 단일-패키지 배합물로서, 또는 사용 시점에서 또는 사용 시점 전에 혼합되는 여러개의 부분으로 이루어진 배합물(예를 들어, 여러개의 부분으로 이루어진 배합물의 개별적인 부분을 도구에서 또는 도구 이전의 저장 탱크에서 혼합할 수 있음)로서 용이하게 배합할 수 있다. 개별적인 구성성분의 농도는 특정한 다수의 조성물에서 광범위하게 변화될 수 있으며(즉, 더욱 묽거나 또는 더욱 농축됨), 본원에 기재되는 조성물이 다양하게는 또한 다르게는 본원의 개시내용에 일치되는 구성성분의 임의의 조합을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성될 수 있음을 알게 될 것이다.
귀금속을 도려냄으로써 귀금속을 제거하는 방법
제 3 양태에는, 표면으로부터 귀금속, 예컨대 금을 제거하는 방법이 기재된다. 당 업계에서는 PWB가 "골드 핑거"를 포함하는 것으로 널리 공지되어 있으며, 이 골드 핑거는 PWB로부터 땜납 및 소자(예를 들어, 트랜지스터, 커패시터, 방열기, IC, 저항기, 집적 스위치, 프로세서 등)를 제거한 후 용이하게 노출된다. 금(금 접속부 또는 "골드 핑거"로서)은 구리 및/또는 니켈-함유 층 같은 비귀금속 위에 놓인다.
한 실시양태에는, 귀금속을 표면으로부터 도려내는, 상기 표면으로부터 상기 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 제 3 양태의 다른 실시양태에서, 이 방법은 상기 표면을 제 2 조성물과 접촉시켜 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함한다. 제 2 조성물은 비귀금속(예컨대, 구리 및/또는 니켈-함유 층)을 에칭 방식으로 제거하고, 귀금속(예컨대, 금)을 도려내며, 이 귀금속은 표면으로부터 이층되고 추가적인 처리를 위해 용이하게 수집된다(예를 들어, 여과된다). 바람직하게는, 표면은 PWB를 포함한다. 제 3 양태의 다른 실시양태에서, 방법은 용기 내에서 상기 표면을 제 2 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 앞서 기재된 바와 같이 상기 용기에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함한다. 또 다른 실시양태에는, 표면을 용기 내에서 제 2 조성물과 접촉시키고 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함하는, 인쇄 배선판으로부터 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 다른 실시양태에는, 폐쇄된 용기 내에서 제 2 조성물과 표면을 접촉시키고, 상기 용기 내에서 초음파 공동화를 생성시켜 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함하는, 인쇄 배선판으로부터 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 또 다른 실시양태에는, 용기 내에서 표면을 제 2 조성물과 접촉시켜 상기 표면상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함하는, 인쇄 배선판으로부터 귀금속을 제거하는 방법이 기재되는데, 이 때 PWB로부터 귀금속을 제거하는 방법에 초음파가 사용되지 않는다.
유리하게는, 비귀금속 및 귀금속을 포함하는, 땜납 및 소자가 제거된(예컨대, 제 1 양태의 방법 또는 그의 등가물에 따라) 새로운 표면을 제 2 조성물에 첨가할 수 있으며, 제 2 조성물이 비귀금속으로 포화될 때까지 비귀금속을 제거하여 귀금속을 포획하는 공정을 반복할 수 있다. 제 3 양태의 공정을 종결한 후에, 비귀금속을 포함하는 제 2 조성물을 처리하여 상기 비귀금속의 유용한 형태를 수득할 수 있다(예컨대, 전기 화학적으로 또는 전해 채취에 의해). 또한, 유리 섬유, 구리 및 에폭시를 포함하는 맨 PWB 기판을 본원에 개시되는 바와 같이 처리하여 구리 시트 및 유리 섬유를 유리시킬 수 있다.
제 3 양태의 다른 실시양태에는, 폐쇄된 용기 내에서 표면을 제 2 조성물과 접촉시키고, 상기 용기 내에서 초음파 공동화를 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함을 포함하는, 인쇄 배선판으로부터 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 임의의 이론에 얽매이고자 하지는 않지만, 초음파가 강력한 공동화를 야기하여 제거 효율을 극적으로 증가시키고 전단력, 고속 분사 및 충격파를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 특수한 기계적 효과(이는 귀금속에 대한 비귀금속의 제거를 보조함)를 생성시키는 것으로 생각된다. 임의의 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 비귀금속이 제거될 때 제 2 조성물이 귀금속 하에서 터널 효과를 형성시키는 것으로 생각된다. 이는 귀금속의 목적하는 도려내기 및 수집가능한 고체로서의 귀금속의 후속 분리를 야기하며, 상기 고체로서의 귀금속은 여과, 원심분리, 기포 부유 선별 또는 임의의 다른 적절한 고체-액체 분리 방법에 의해 제 2 조성물로부터 회수될 수 있다. 분리된 귀금속을 물로 세척할 수 있다. 바람직하게는, 초음파 공동화를 이용하는 이 실시양태에서, 제 2 조성물은 과황산 염, 예컨대 과황산칼륨, 과황산암모늄, 테트라메틸암모늄 퍼설페이트 또는 과황산나트륨의 수용액을 포함하고, 제 2 조성물중 과황산 염의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 0.01중량% 내지 용해도 한계이다. 저주파수 초음파(20 내지 40kHz)가 바람직한데, 저주파수가 더 적은 자유 라디칼(이는 퍼설페이트 용액의 분해에 기여할 수 있음)을 생성시키기 때문이다. 예를 들어 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 3,644,150 호에 개시되어 있는 바와 같이, 퍼설페이트 용액의 공지되어 있는 안정화 방법을 적용시켜 제 2 조성물의 분해를 방지할 수 있음을 알아야 한다. 미국 특허 제 3,644,150 호는 유기 설폰산의 칼륨 염을 사용하여 침출 용액을 안정화시키는 방법을 기재하고 있으나, 미국 특허 제 3,644,1509 호의 교시내용의 이용은 단순히 선택사항일 뿐임을 알아야 한다. 이 실시양태의 포화된 제 2 조성물은 주로 황산구리로 구성된다. 용해된 구리를 회수하기 위하여, 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 3,399,090 호에 특허청구되어 있는 바와 같이, 작업중인 제 2 조성물을 산성화시키고 전해시키거나, 또는 냉각시켜 황산구리 및 황산암모늄을 침전 및 분리할 수 있다. 미국 특허 제 3,399,090 호는 용액을 냉각시킴으로써 황산금속 및 황산암모늄을 포함하는 용액으로부터 용해된 황산금속 및 황산암모늄의 복염을 분리하는 방법을 기재한다. 미국 특허 제 3,399,090 호의 교시내용을 이용하는 것은 선택사항일 뿐임을 알아야 한다.
제거 용도에서, 초음파 공동화가 이용되지 않는 경우, 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 제 2 조성물을 PWB에 분무함으로써, 또는 PWB를 (소정 부피의 제 2 조성물에) 침지시킴으로써, 또는 다른 물질, 예컨대 제 2 조성물이 흡수된 패드 또는 섬유상 흡수성 어플리케이터 요소와 PWB를 접촉시킴으로써, 또는 PWB를 재순환 조성물과 접촉시킴으로써, 또는 제 2 조성물을 제거되어야 하는 물질(들)과 접촉시키는 임의의 다른 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해, 제 2 조성물을 PWB에 접촉시킨다. 용해된 구리를 회수하기 위하여, 본원에 기재되는 바와 같이 작업중인 제 2 조성물을 산성화시키고 전해시키거나, 또는 냉각시켜 황산구리 및 황산암모늄을 침전 및 분리할 수 있다.
위에 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 갖는 PWB로부터 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 제거하기 위하여 본원에 기재된 조성물을 사용함에 있어서는, 전형적으로 약 20℃ 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 70℃에서 제 2 조성물을 표면과 약 5초 내지 약 180분, 바람직하게는 약 1분 내지 약 60분, 가장 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분동안 접촉시킨다. 온도는 65℃보다 높아서, 과황산암모늄이 사용될 때 고체 착체 침전물이 생성되지 않도록 방지할 수 있다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예이며, 제거되어야 하는 물질을 PWB로부터 제거하는데 효율적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건을 이용할 수 있다.
초음파 조사와 함께 또는 초음파 조사 없이 PWB를 제 2 조성물에 노출시킨 후, 귀금속을 유리시켜, 유리 섬유, 구리 시트 및 에폭시를 포함하는 맨 기판을 남긴다. 가용화된 비귀금속을 포함하는 제 2 조성물로부터 귀금속을 용이하게 분리하고, 귀금속을 물로 세정할 수 있으며, 이어 세정수를 여과하여 금 호일을 회수할 수 있다. 또한, 제 2 조성물을 여과하여 분리된 금 호일을 회수할 수 있거나, 또는 발포제를 제 2 조성물에 첨가할 수 있고 분리된 호일을 그의 표면으로부터 걷어낼 수 있다. 세정 용액을 사용하여, 제 2 조성물이 이미 가해진 PWB로부터 제 2 조성물을 용이하게 제거할 수 있다. 바람직하게는, 세정 용액은 탈이온수를 포함한다. 그 후, 질소 또는 회전-건조 사이클을 이용하여 PWB를 건조시킬 수 있다. 그 위에 금을 갖는 새로운 PWB(예컨대, 소자가 제거된 PWB)를 작업중인 제 2 조성물에 첨가할 수 있고, 제 2 조성물이 비귀금속으로 포화될 때까지 공정을 반복할 수 있다. 소비된 제 2 조성물은 주로 비귀금속(들)의 설페이트로 구성된다. 용해된 금속을 회수하기 위하여, 용액을 산성화시키고 전해시키거나 전해 채취시킬 수 있다.
귀금속을 도려내기 위한 조성물의 실시양태
제 4 양태에는, 귀금속(예: 금)에 대해 구리 및/또는 니켈 함유 금속 같은 비귀금속을 선택적으로 제거하는 제 2 조성물이 기재되는데, 상기 조성물은 하나 이상의 산화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 제 2 조성물은 하나 이상의 비귀금속 착화제, 하나 이상의 유기 용매 및/또는 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 한 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 비귀금속 착화제 및 하나 이상의 산화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 산화제 및 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 비귀금속 착화제, 하나 이상의 산화제 및 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 비귀금속 착화제, 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 제 2 조성물의 다른 실시양태는 하나 이상의 비귀금속 착화제, 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어지는데, 이 때 조성물은 과산화수소를 실질적으로 함유하지 않는다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 산화제 및 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 비귀금속 착화제, 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 유기 용매, 및 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 비귀금속에 대해 선택적인 이온-교환 수지를 제 2 조성물과 함께 사용하여 욕의 수명을 연장할 수 있다. 제 2 조성물이 수성 조성물임을 알아야 한다.
비귀금속 착화제는 당 업자에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이 본원에 기재된 착화제의 목록으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 비귀금속 착화제는 황산, 클로라이드 염(예를 들어, NH4Cl, NaCl, KCl 등) 또는 이들의 조합을 포함한다. 산화제는 본원에 기재된 산화제의 목록으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 조성물의 산화제(들)는 옥손 또는 퍼설페이트 염, 예컨대 과황산칼륨, 과황산암모늄, 테트라메틸암모늄 퍼설페이트 또는 과황산나트륨을 포함한다. 귀금속 부동화제는 당 업자에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이 본원에 기재된 부동화제의 목록으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 귀금속(예컨대, 금) 부동화제(들)는 몰리브덴산나트륨, 헥사메타인산나트륨, 수베르산 또는 이들의 조합을 포함한다.
당 업자는 제 4 양태의 조성물이 제 3 양태의 방법의 제 2 조성물의 한 가지 버전일 뿐임을 알아야 한다. 당 업자에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 제 3 양태의 방법에 사용하기 위하여 다른 조성물이 고려된다.
산화제 대 착화제의 양은 약 10:1 내지 약 1:10, 바람직하게는 약 5:1 내지 약 1:5, 더더욱 바람직하게는 약 2:1 내지 약 1:2의 부피비 범위이며, 이 때 산화제 구성성분은 산화제 구성성분의 총 중량에 기초하여 약 1중량% 내지 약 50중량%로 존재하며, 착화제 구성성분은 착화제 구성성분의 총 중량에 기초하여 약 1중량% 내지 약 50중량%로 존재한다. 예를 들어, 제 2 조성물은 30중량% 과산화수소 1부피부 및 1중량% 착화제 1부피부를 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 부동화제의 양은 제 2 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.01중량% 내지 약 5중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%이다. 존재하는 경우, 유기 용매의 양은 제 2 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01중량% 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 5중량%이다.
유리하게는, 제 2 조성물이 하나 이상의 산화제와 함께 하나 이상의 비귀금속 착화제를 포함하는 경우에는, 산화제가 안정화되어 미리 혼합될 수 있으나, 착화제(들)와 산화제(들)를 여전히 사용 시점에서 혼합할 수 있음을 알아야 한다.
다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 하나 이상의 산화제; 임의적으로는 하나 이상의 비귀금속 착화제; 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매; 임의적으로는 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제; 및 비귀금속 물질을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 바람직하게는, 비귀금속 물질은 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 포함한다. 구리 및/또는 니켈-함유 물질은 본원에 기재되는 조성물에 용해 및/또는 현탁되는 구리 및/또는 니켈 금속 또는 이온일 수 있다.
바람직하게는, 제 2 조성물은 옥손 및 하나 이상의 금 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 제 2 조성물은 옥손 및 몰리브덴산나트륨을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 다른 특히 바람직한 실시양태에서, 제 2 조성물은 옥손 및 헥사메타인산나트륨을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 옥손, 하나 이상의 구리 및/또는 니켈 착화제, 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 예를 들어, 제 2 조성물은 옥손, 황산 및 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다. 다르게는, 제 2 조성물은 옥손, 황산 및 프로필렌 글라이콜을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 이루어진다.
유리하게는, 제 2 조성물이 옥손을 포함하는 경우, 옥손은 용이하게 재순환된다. 예를 들어, 제 2 조성물이 옥손과 몰리브덴산나트륨을 포함하는 경우, 상기 조성물을 Cu/Ni와 접촉시키고, 전해 채취에 의해 Cu 및 Ni를 재생시킴으로써, 생성되는 Cu/Ni 이온을 포함하는 조성물을 재순환시킬 수 있다. 옥손을 포함하는 잔류 용액을 재사용할 수 있다.
유리하게는, 제 2 조성물이 황산을 포함하는 경우, 생성물중 하나는 황산구리이며, 이를 황산구리로서 재사용할 수 있거나 또는 다르게는 전해 채취하여 구리 금속을 재생시킬 수 있다.
제 2 조성물을 배합된 그대로 또는 물로 희석한 후에 사용 시점에서 사용할 수 있음을 알아야 한다. 바람직하게는, 희석제는 탈이온수이고, 희석 한도는 약 1:1 내지 약 10:1(물 대 제 2 조성물 농축물)이다.
본원에 기재된 제 2 조성물은 약 1 내지 약 12의 pH를 갖고, 사용되는 착화제(존재하는 경우)에 따라 조정될 수 있다. 예를 들면, 착화제가 HEDP, HEIDA 또는 이들의 염을 포함하는 경우, 조성물의 pH는 매우 산성, 예컨대 약 1 내지 약 4이다. 착화제가 EDDS를 포함하는 경우, EDDS의 상이한 나트륨 염을 사용함으로써 조성물의 pH를 유리하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 3개의 나트륨 이온을 갖는 EDDS를 포함하는 조성물은 약 4 내지 약 8, 바람직하게는 약 5 내지 약 7의 pH를 갖는다. 4개의 나트륨 이온을 갖는 EDDS를 포함하는 조성물은 약 8 내지 약 12, 바람직하게는 약 9 내지 약 11의 pH를 갖는다.
한 실시양태에서, 제 2 조성물은 플루오라이드 이온을 실질적으로 함유하지 않는다. 다른 실시양태에서, 제 2 조성물은 마모성 물질을 실질적으로 함유하지 않는다. 또한, 제 2 조성물의 특성으로 보아, 이들은 에틸렌기를 포함하는 유기 용매, 예를 들어 에틸렌, 다이에틸렌, 트라이에틸렌 등 및 다른 HAP 유기 용매를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다.
본원에 기재된 제 2 조성물의 바람직한 실시양태는 (i) HEDP/H2O2, (ii) HEIDA/H2O2, (iii) 황산, 옥손, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, (iv) 황산, 옥손, 프로필렌 글라이콜, (v) 황산 15중량%, 옥손 12중량%, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터 0.8중량%, (vi) 황산 15중량%, 옥손 12중량%, 프로필렌 글라이콜 0.8중량%, (vii) 황산 10 내지 20중량%, 옥손 7 내지 17중량%, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터 0.1 내지 2중량%, 및 (viii) 황산 10 내지 20중량%, 옥손 7 내지 17중량%, 프로필렌 글라이콜 0.1 내지 2중량%를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성되는 조성물을 포함한다.
개별적인 구성성분을 단순히 첨가하고 균질 상태로 혼합함으로써, 본원에 기재되는 제 2 조성물을 용이하게 배합한다. 또한, 제 2 조성물을 단일-패키지 배합물로서, 또는 사용 시점에서 또는 사용 시점 전에 혼합되는 여러개의 부분으로 이루어진 배합물(예를 들어, 여러개의 부분으로 이루어진 배합물의 개별적인 부분을 도구에서 또는 도구 이전의 저장 탱크에서 혼합할 수 있음)로서 용이하게 배합할 수 있다. 개별적인 구성성분의 농도는 특정한 다수의 조성물에서 광범위하게 변화될 수 있으며(즉, 더욱 묽거나 또는 더욱 농축됨), 본원에 기재되는 조성물이 다양하게는 또한 다르게는 본원의 개시내용에 일치되는 구성성분의 임의의 조합을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성될 수 있음을 알게 될 것이다.
땜납으로부터 귀금속을 침출시키는 방법 및 조성물
제 5 양태에는, 귀금속-함유 물질로부터 귀금속(예컨대, 금)을 회수하는 조성물 및 방법이 기재되는데, 상기 방법은 트라이아이오다이드를 포함하는 침출 조성물에 귀금속-함유 물질을 도입함을 포함한다. 상기 귀금속-함유 물질은 금 조각, 광석 및 다른 채광 부스러기 및 PWB 및/또는 PWB 소자 같은 전자 폐기물(e-폐기물)을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 한 실시양태에서, 제 5 양태의 방법은 용기 내에서 트라이아이오다이드를 포함하는 침출 조성물에 귀금속-함유 물질을 도입하고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화를 생성시킴을 포함하며, 이 때 상기 침출 조성물은 트라이아이오다이드를 포함하고, 상기 귀금속-함유 물질로부터 귀금속을 실질적으로 제거한다. 바람직하게는, 귀금속은 금을 포함한다. 예를 들어, 땜납을 제거하고 PWB의 표면으로부터 소자를 방출시킨(예컨대, 제 1 양태의 방법 또는 그의 등가물에 따라) 후, 광학 시스템 또는 몇몇 다른 수단을 이용하여 소자를 분획별로 분리함으로써, 귀금속-함유 소자 분획, 비귀금속-함유 소자 분획 및 임의적으로는 탄탈-함유 소자 분획으로부터 재사용가능한 소자를 분리할 수 있다. 한 실시양태에서는, 귀금속 함유 소자 분획을 추가로 처리하고, PWB 소자 분획으로부터 귀금속을 침출시킨다.
다른 실시양태에서, 제 5 양태의 방법은 PWB 소자로부터 귀금속(예컨대, 금)을 회수하는 방법에 상응하며, 이 때 상기 방법은 트라이아이오다이드를 포함하는 침출 조성물에 PWB 소자를 도입하고 임의적으로는 상기 침출 조성물 내에서 초음파 공동화를 생성시킴을 포함하며, 여기에서 귀금속은 상기 PWB 소자로부터 실질적으로 제거된다. PWB 소자를 그 자체로 처리할 수 있거나, 또는 PWB 소자를 본원에 정의되는 바와 같이 붕괴시킬 수 있다.
다른 실시양태에서, 제 5 양태의 방법은 트라이아이오다이드를 포함하는 침출 조성물에 PWB를 도입하고 임의적으로는 상기 침출 조성물 중에서 초음파 공동화를 생성시킴을 포함하는, 인쇄 배선판으로부터 귀금속(예컨대, 금)을 회수하는 방법에 상응하며, 이 때 귀금속은 상기 PWB로부터 실질적으로 제거된다. PWB로부터 귀금속을 회수하는 경우, PWB는 PWB 소자를 바람직하게 함유하지 않는다(예를 들어, 본원에 기재된 제 1 양태의 방법 또는 당 업계에 공지되어 있는 임의의 다른 방법을 이용하여 소자를 제거할 수 있다). PWB를 그 자체로 처리할 수 있거나, 또는 PWB를 본원에 정의된 바와 같이 붕괴시킬 수 있다.
귀금속 함유 물질을 그 자체로, 분말로 분말화시켜, 작은 조각으로 종절시켜, 경질 껍질(예컨대, 플라스틱)을 균열시키고 그에 함유된 금속을 노출시키도록 붕괴시키거나, 또는 귀금속 함유 물질에 함유된 금속이 물질로부터 제거되도록 용이하게 노출되는 한 임의의 다른 형태로 침출 조성물에 첨가할 수 있다. 바람직하게는, 귀금속 함유 물질을 붕괴시켜 재생 수율을 증가시킨다.
귀금속 함유 물질로부터 귀금속을 침출시키기 위한 본원에 기재된 조성물의 사용시, 제 5 양태의 조성물을 전형적으로는 약 20℃내지 약 60℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃에서 귀금속 함유 물질과 약 5초 내지 약 180분, 바람직하게는 약 1분 내지 60분, 가장 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분동안 접촉시킨다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적이며, 귀금속 함유 물질로부터 귀금속을 제거하는데 효율적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건을 이용할 수 있다. 초음파 조사와 함께 또는 초음파 조사 없이 귀금속 함유 물질을 제 5 양태의 침출 조성물에 노출시킨 후, 귀금속이 유리된다.
한 실시양태에서는, 하기에 따라 금과 안정한 착체를 형성하는 트라이아이오다이드에 의한 금의 이온화를 포함하는 하기 화학 반응에 따라, 전해 채취 또는 환원제를 사용할 필요 없이, 귀금속 함유 물질로부터 제거된 귀금속을 고체 금속으로서 수집한다:
2Au+I3 -+I-→2AuI2 -
2Au+3I3 -→2AuI4 -+I-
상기 식에서, 3가 금 착체는 하기 식에 따라 1가 금 착체와 평형상태이다:
AuI4 -+I-→AuI2 -+I3 -
당 업자가 용이하게 아는 바와 같이, 불균등화 반응에 기초하여 금이 침전될 수 있다:
3AuI2 -→2Au0+AuI4 -+2I-
금속 금은 작은 박편의 형태로 침출 조성물의 표면 상에 나타날 수 있다. 금속 금 호일의 첨가(예를 들어, 모립 살포) 및 용액의 냉각은, 필수적인 것은 아니지만, 금 제거 속도를 증가시킬 수 있다. 금 제거를 용이하게 하기 위하여, 응집제를 조성물에 첨가할 수 있고[예를 들어, 마그나플록(Magnaflok)-351, 시바 케미칼즈(Ciba Chemicals)], 침출 조성물의 표면으로부터 금 입자와 함께 걷어낼 수 있다. 유리하게는, 금 금속을 수득하는데 환원제가 요구되지 않기 때문에, 조성물이 침출된 금속으로 다시 포화되기 시작하고 새로운 금 박편이 회수를 위해 표면에 나타날 때까지 새로운 금-함유 물질을 트라이아이오다이드 침출 조성물과 접촉시킬 수 있다. 유리하게는, 불균등화 반응은 비귀금속보다 금에 대해 특이적이고, 이로써 비귀금속은 금과 동시에 자동 침전되지 않는다. 따라서, 침출 조성물 중으로의 비귀금속의 제거를 감소시키기 위한 추가적인 수단이 필요하지 않다. 유리하게는, 금의 회수는 새로운 귀금속 함유 물질의 침출을 위해 무한히 재사용될 수 있는 침출 조성물에 영향을 끼치지 않는다.
다른 실시양태에서는, 귀금속 함유 물질로부터 제거된 귀금속을 함유하는 침출 조성물에 환원제를 첨가하여 이들의 침전을 야기한다. 귀금속 함량에 따라, 다양한 환원제를 적용시켜 귀금속의 선택적이거나 선택적이지 않은 침전을 야기할 수 있다. 침출 조성물의 오염을 피하는 방식으로 침전을 수행하여, 귀금속이 제거된 후 침출 조성물을 재생시키고 다음 침출 사이클에 재사용할 수 있도록 할 수 있다. 바람직하게는, 환원제는 소위 환경 친화적인 화학약품이다. 또한, 바람직하게는, 환원은 최소한의 가열 요구량으로 신속하게 이루어진다. 예를 들면, SO2를 사용한 침전은 금에 대해 선택적이고, 침출 조성물에 대해 오염성이지 않으며, 비싸지 않은 것으로 알려져 있다. 금은 미세한 분말로서 침전되며, 이 분말은 여과에 의해 침출 용액으로부터 분리된다. 여과를 용이하게 하기 위하여, 환원제가 액체 또는 기체 형태인 경우, 응집제를 환원제와 동시에 용액에 첨가할 수 있다. 환원제가 분말 형태인 경우에는, 환원제를 완전히 용해시킨 후에 응집제를 첨가하여, 환원제 입자의 수거를 방지할 수 있다. 금 분말을 분리하기 위하여, 미분된 금 광석을 응집시키는데 전형적으로 사용되는 시판중인 마그나플록(MAGNAFLOK)-351[시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)]을 사용할 수 있다. 요오드가 바람직하지 못하게 조성물로부터 회수될 수 없도록 비이온성 응집제를 사용하는 것이 바람직하다.
다르게는, 환원제는 수소화붕소나트륨, 아스코르브산, 다이에틸 말론에이트, 메타중아황산나트륨, 폴리페논 60(P60, 녹차 추출물), 글루코즈 및 시트르산나트륨을 포함할 수 있으나, 이들로 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 2010년 8월 20일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/375,273 호(발명의 명칭: "e-폐기물로부터 귀금속 및 비귀금속을 재생시키기 위한 지속가능한 방법", 본원에 참고로 인용됨)에 소개된 바와 같이, pH 1에서 Au3 + 이온을 포함하는 조성물에 도입되는 아스코르브산은 매우 순수한 금 금속을 생성시킨다. pH 1 또는 pH 7에서 Au3 + 이온을 포함하는 조성물에 메타중아황산나트륨(SMB)을 첨가하여 매우 순수한 금 금속을 생성시킬 수 있다. 다르게는, 전해 채취 또는 전기화학적 기법을 통해 금 이온을 금 금속으로 전환시킬 수 있다. 임의의 적합한 수단을 이용하여 침전된 금을 제거할 수 있다. 침강시키고 따라내기, 압착식 여과기를 통해 용액을 여과하기, 또는 원심분리가 이러한 제거에 편리한 절차이다.
여과, 원심분리 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 고체 금을 분리한 후, 침출 조성물은 여전히 침출된 은 및 팔라듐 이온을 포함할 수 있다. 은을 침전시키기 위하여, 하이드록실아민 같은 선택적인 환원제를 첨가할 수 있다. 여과를 용이하게 하기 위하여 응집제의 사용이 제안된다. 침전된 은을 분리한 후에는, 침출 용액에 팔라듐만 잔류하고, 예를 들어 안정화된 알칼리금속 보로하이드라이드 및 응집제의 사용에 의해 이를 침전시킬 수 있다
귀금속 침출 공정 동안 비귀금속의 용해가 일반적으로는 억제되지만, 수 회의 반복적인 침출 사이클 후 일부 비귀금속이 여전히 조성물에 축적될 수 있다. 이들 비귀금속을 제거하기 위하여, 이온-교환 수지를 함유하는 팩킹된 칼럼을 통해 침출 조성물을 유동시킬 수 있는데, 여기에서는 용해된 비귀금속은 선택적으로 포획되는 반면, 트라이아이오다이드 이온 및 용해된 귀금속은 통과된다. 이러한 목적으로 사용될 수 있는 수지는 시판중인 강산성 양이온 교환체[예를 들어, 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)에서 판매되는 다우엑스(DOWEX) 이온 교환 수지]이다. 비귀금속 제거에 의한 침출 조성물의 정제가 각 침출 사이클의 일부이어야 할 필요는 없으나, 용액의 효율이 부정적으로 영향을 받는 시점까지 용액이 오염될 때마다 반복할 수 있다.
침출 공정이 끝나고 로딩된 트라이아이오다이드 용액이 침출된 물질로부터 분리되자마자, 침출된 물질을 세정하여(예컨대, 물로), 매우 상당한 양의 트라이아이오다이드 및 용해된 금을 함유할 수 있는 침출 조성물을 회수할 수 있다.
전해 채취는 용액으로부터 금을 회수하는 통상적인 방식이지만, 용해된 금을 포함하는 세정수가 회수되는 경우에는, 금이 낮은 농도로 세정수에 존재하기 때문에 통상적인 전해 채취가 효과적이지 못하게 된다. 전해 채취에 고표면적(HSA) 전극을 사용하는 경우 세정수 용액으로부터의 금의 제거가 효과적이 될 수 있다. HSA 전해 채취는 10ppm보다 높은 농도를 갖는 금을 ppb 수준까지 경제적으로 제거할 수 있다. 분할되지 않은 전해 채취 셀을 사용하는 경우에는 동일한 공정을 이용하여 아이오다이드도 산화시켜 회수할 수 있다.
다르게는, 세정수로부터의 금-아이오다이드 착체가 이온 교환 수지 상에 포획될 수 있으나, 금 및 아이오다이드도 함께 수지 상에 흡수된다. 금-아이오다이드 착체를 흡수하기 위하여, 강염기성 음이온 교환 수지[예를 들어, 다우 제품인 암벌라이트(AMBERLITE) IRA 410]를 사용할 수 있다. 금을 이들 수지로부터 용이하게 용리시킬 수 없으며, 사용된다면 대부분의 경우 금 회수를 위해 수지를 태워버린다. 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,051,128 호에 기재되어 있는 바와 같이 용리 절차를 촉진시킬 수 있는데, 여기에서는 강염기성 음이온 교환 수지를 황산 및 아질산나트륨으로 미리 처리하면 금-아이오다이드 착체를 용이하게 용리할 수 있다. 용리 자체는 아황산나트륨과 반응시킴으로써 이루어진다. 이 방법은 다량의 희석된 세정수를 경제적으로 처리할 가능성을 제공한다.
어떤 이유로 침출 조성물을 폐기해야 하는 경우에는, 용해된 아이오다이드를 모두 요오드의 형태로 회수할 수 있다. 이 요오드는 새로 제조된 침출 용액에 보충적으로 첨가되어 재사용될 수 있다. 요오드 회수를 위하여, 아이오다이드의 그의 고체 상태로의 산화 또는 특수 수지 상에서의 요오드 회수를 이용할 수 있다. 예를 들어, 과산화수소, 오존 또는 과황산나트륨, 과황산칼륨 또는 과황산암모늄과 아이오다이드의 수용액을 반응시키면, 아이오다이드 이온이 산화되어 요오드가 된다. 수지 상에서의 요오드의 회수를 위해, 다우엑스 G-26 (H)(더 다우 케미칼 캄파니) 같은 시판중인 금속 하이드록사이드 로딩된 이온 교환 수지를 사용할 수 있다.
아이오다이드(예를 들어, KI, NaI, NH4I) 또는 요오드화수소산의 수용액에서의 요오드의 용해; 과량의 아이오다이드와 반응하여 트라이아이오다이드를 생성시키는 요오드의 동일 반응계내 생성; 질산, 오존, 차아염소산염 등에 의한 아이오다이드의 수용액의 산화; 초음파에 의한 아이오다이드의 수용액의 조사; 및 산성 매질에서의 아이오다이드와 아이오데이트의 반응을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 임의의 공지 방법에 의해, 제 5 양태의 침출 조성물에 트라이아이오다이드 이온을 도입할 수 있다. 몇 가지를 이하에 기술한다.
(a) 초음파를 이용한 트라이아이오다이드의 생성
제 5 양태의 또 다른 실시양태에는, e-폐기물을 침출 조성물과 접촉시켜 상기 e-폐기물로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출시킴을 포함하고 이 때 침출 조성물의 초음파 조사를 적용하는, e-폐기물로부터 금 또는 다른 귀금속을 제거하는 방법 및 조성물이 기재된다. a) 귀금속에 대한 선택적인 침출제로서의 역할을 할 수 있는 트라이아이오다이드 침출 조성물을 사용함으로써, b) 침출 조성물의 pH를 약산성으로(바람직하게는 약 pH=5 이상으로, 더욱 바람직하게는 산성-중성에 가깝게) 유지시키고 100 내지 900mV의 산화-환원 전위(ORP)를 유지하여 비귀금속의 용해를 최소화함으로써, c) 이염기성 인산암모늄 또는 이염기성 인산칼륨/인산 같은 특수한 화학약품을 첨가하여 비귀금속의 용해를 억제함으로써, 또한 d) 비귀금속은 포획하지만 트라이아이오다이드 및 귀금속은 통과시키는 시판중인 강산 양이온 교환 수지를 통해 조성물을 통과시킴으로써, 목적하는 효과를 달성할 수 있다.
아이오다이드만을 함유하고 요오드가 원래 존재하지 않는 수성 조성물에 초음파를 적용함으로써 직접적으로 트라이아이오다이드를 형성시킨다. 임의의 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 아이오다이드 이온의 수용액을 강력한 초음파로 조사하면 하이드록실 라디칼이 생성되고, 이 라디칼이 용해된 화합물의 아이오다이드 이온과 반응하여 동일 반응계 내에서 분자 요오드를 유리시키는 것으로 생각된다. 이어, 분자 요오드는 용액에 존재하는 과량의 아이오다이드와 조합되어 갈색의 트라이아이오다이드를 생성시킨다. 예를 들어, 아이오다이드의 방출 및 용액의 특정 색상은 초음파 조사에 의해 생성되는 공동화의 지표로서의 역할을 할 수 있다. 동일 반응계 내에서 생성된 트라이아이오다이드를 사용하여, 금을 산화시키고 요오드와의 안정한 착체 AuI2 - 및 AuI4 -를 생성시킨다.
유리하게는, 초음파의 적용은 용액에 초음파를 조사할 때 아이오다이드의 산화에 의해 트라이아이오다이드가 생성되기 때문에 트라이아이오다이드 이온의 존재를 유지하기 위하여 주기적인 재산화를 필요로 하지 않는 귀금속 침출용 용액을 제공하는 것으로 이루어진다.
초음파 조사된 용액에서의 라디칼의 형성으로 주로 이루어지는 화학적 효과 외에, 음파 처리는 또한 반응물 사이의 표면적 증가, 용해 가속 및 고체 반응물의 표면의 갱신 같은 화학 반응에 대한 기계적 효과도 갖는다. 초음파에 의해 생성되는 공동화는 용액의 반응성에 극적인 효과를 갖는다. 확장된 고체 표면 부근에서의 공동 붕괴는 표면 내로 액체를 고속 분사시키고 충격파 손상을 야기한다. 전단력, 분사 및 충격파는 급속한 물질 전달, 표면 세정 및 금속 활성화를 일으킨다. 표면 상에서의 미소 분사 충격은 임의의 부동화 코팅을 표면 산화물 또는 오염물로서 효과적으로 제거하고, 이에 의해 반응 속도가 극적으로 증가한다. 음향 공동화는 에너지의 막대한 집중(즉, 초음파 조사하에 생성되는 매우 높은 국부 온도 및 압력)을 야기한다. 공동 붕괴는 강력한 국부 가열(5000K), 높은 압력(1000기압), 막대한 가열 및 냉각 속도(>109K/초) 및 액체 분사 스트림(-400km/시간)을 생성시킨다.
유리하게는, 초음파를 가하면 아이오다이드의 산화에 의해 트라이아이오다이드가 연속적으로 발생된다. 또한, 귀금속-함유 e-폐기물로부터 귀금속을 회수하기 위한 침출 용액에 초음파 조사를 가하면 공동화의 형성에 의해 하기 결과가 달성될 수 있다: a) 반응 속도의 증가, b) 반응 생성물의 증가, c) 짧은 침출 시간으로 주위 온도 및 대기압에서 공정을 수행하는 능력, d) 침출 조성물을 제조하기 위한, 요오드화수소산 또는 임의의 수용성 아이오다이드를 포함하는 목록으로부터 선택되는 단 하나의 화학약품의 사용.
초음파 유동 셀 반응기를 이용하는 회분식 공정 또는 연속식 공정을 위해 침출 공정을 구성할 수 있다. 후자의 경우, 모든 투입 물질을 반응기를 통해 통과시키고 똑같이 처리한다. 연속 유동 공정을 이용하는 경우, 슬러리 유속, 음파 처리 진폭 및 동력의 특정한 최적 조합을 발견할 수 있다. 물질의 유형 및 그의 귀금속 함량에 따라, 물질로부터의 귀금속의 완전한 침출이 검출될 때까지 초음파 반응기에서의 상이한 체류 시간이 요구될 수 있다. 물질 공급 속도 및 반응기의 용량에 의해 물질의 노출 시간이 결정된다. 수 개의 초음파 셀 반응기를 직렬로 연결 사용하여 공정 효율을 증가시킬 수 있다.
초음파 침출 반응기를 통해 통과시킨 후, 거친 입자를 분리하기 위해, 처리된 물질과 침출 용액의 혼합물을 진동 체를 향해 진행시킬 수 있다. 압력 여과기를 사용하여 미세한 입자를 침출 용액으로부터 분리한다. 이어, 거친 입자와 미세한 입자를 물로 세정하여 모든 아이오다이드 잔류물을 제거한다. 소량의 트라이아이오다이드를 함유하는 세척수를 오존(이는 트라이아이오다이드를 산화시켜 분자 요오드로 만듦)으로 처리하고, 분자 요오드를 중력 침강기에서 수거하고 정밀 여과기를 사용하여 제거한다. 이러한 방식으로 제거된 요오드를 다음 침출 사이클에서 보충 화학약품으로서 재사용할 수 있는데, 이는 요오드가 가용성 아이오다이드 또는 요오드화수소산의 수용액에 용해되기 때문이다. 침출 용액으로부터 분리된 귀금속을 오븐으로 보내기 전에, 이들 귀금속을 후속 세정 또는 세척하기 위하여 정제수를 사용할 수 있다. 임의의 귀금속을 함유하지 않는 깨끗한 거친 입자 및 깨끗한 미세한 입자를, 비귀금속을 재순환시키기 위한 다음 단계로 보낼 수 있다.
귀금속 함량에 따라, 침출 조성물로부터의 귀금속의 선택적이거나 선택적이지 않은 침전을 야기하는데 다양한 환원제를 적용할 수 있다. 침출 조성물의 오염을 피하는 방식으로 침전을 수행하여, 귀금속이 제거된 후 침출 조성물을 재생시켜 다음 침출 사이클에 재사용할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, SO2를 사용한 침전은 금에 대해 선택적이고, 침출 조성물을 오염시키지 않으며, 비싸지 않은 것으로 알려져 있다. 금은 미세 분말로서 침전되고, 이 분말은 여과에 의해 침출 용액으로부터 분리된다. 여과를 용이하게 하기 위하여, 환원제가 액체 또는 기체 형태인 경우 환원제와 동시에 응집제를 용액에 첨가할 수 있다. 환원제가 분말 형태인 경우, 환원제를 완전히 용해시킨 후 응집제를 첨가하여 환원제의 입자의 수거를 방지할 수 있다. 금 분말을 분리하기 위하여, 미분된 금 광석을 응집시키는데 전형적으로 사용되는 시판중인 마그나플록-351(시바 스페셜티 케미칼즈)을 사용할 수 있다. 조성물로부터의 요오드의 가능한 바람직하지 못한 회수를 피하기 위하여 비이온성 응집제를 사용하는 것이 바람직하다.
(b) 동일 반응계 내에서의 요오드의 생성
다른 실시양태에는, 동일 반응계 내에서 요오드(I2)를 생성시켜 동일 반응계 내에서 생성된 요오드를 포함하는 침출 조성물을 생성시키고, PWB 및/또는 PWB 소자를 침출 조성물과 접촉시켜, PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출시킴을 포함하는, e-폐기물, 예컨대 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 바람직하게는, 침출 조성물과 접촉시키기 전에 PWB 및/또는 PWB 소자를 붕괴시킨다. 바람직한 실시양태에서, 이 방법은 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 침출 조성물을 e-폐기물로부터 분리함을 추가로 포함한다. 침출 조성물중 금 또는 다른 귀금속을 환원시킴으로써(예를 들어, 이 목적에 적합한 환원제를 사용하여), 고체 금속을 수득할 수 있다. 유리하게는, 실온에서 방법을 실행할 수 있다. 바람직하게는, 금이 e-폐기물로부터 분리되는 귀금속이다.
또 다른 실시양태에는, 동일 반응계 내에서 요오드(I2)를 생성시켜 동일 반응계 내에서 생성된 요오드를 포함하는 침출 조성물을 형성하고, PWB 및/또는 PWB 소자를 침출 조성물과 접촉시켜 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출시킨 다음, 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 침출 조성물을 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 분리시킴을 포함하는, PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 침출 조성물중 금 이온을 환원시킴으로써(예를 들어, 이 목적에 적합한 환원제를 사용하여), 고체 금속을 수득할 수 있다. 바람직하게는, 침출 조성물과 접촉시키기 전에 PWB 및/또는 PWB 소자를 붕괴시킨다.
또 다른 실시양태에는, 동일 반응계 내에서 요오드(I2)를 생성시켜 동일 반응계 내에서 생성된 요오드를 포함하는 침출 조성물을 형성하고, PWB 및/또는 PWB 소자를 침출 조성물과 접촉시켜 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출시킨 다음, 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 침출 조성물을 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 분리시키고, 침출 조성물중 금 이온을 환원시켜 고체 금속을 생성시킴을 포함하는, PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 제거하는 방법이 기재된다. 바람직하게는, 침출 조성물과 접촉시키기 전에 PWB 및/또는 PWB 소자를 붕괴시킨다.
또 다른 실시양태에는, 하나 이상의 비귀금속을 포함하는 물질로부터 금 또는 다른 귀금속을 분리하는 방법이 기재되는데, 상기 방법은 금 또는 다른 귀금속 및 하나 이상의 비귀금속을 포함하는 물질을, 상기 물질로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출 조성물 중으로 침출시키는 조건하에서 조성물과 접촉시킴을 포함하며, 이 때 상기 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매, 임의적으로는 하나 이상의 계면활성제 및 임의적으로는 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 양태에서, 이 방법은 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 침출 조성물을 상기 물질로부터 분리함을 추가로 포함한다. 침출 조성물중 금을 환원시킴으로써(예를 들어, 이 목적에 적합한 환원제를 사용하여), 고체 금 금속을 수득할 수 있다.
요오드(I2)는 매우 비싸고 물에 낮은 용해도를 가지나, 동일 반응계 내에서 생성될 수 있다. 아이오다이드의 수용액중 요오드는 트라이아이오다이드 이온으로서 존재한다. 상기 방법은 금을 산화시키는데 요오드를 이용하는 한편, 아이오다이드는 금 아이오다이드 착체를 형성함으로써 산화된 금을 가용화시키는데 기여한다.
한 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매, 임의적으로는 하나 이상의 금속 부동화제, 임의적으로는 하나 이상의 계면활성제, 임의적으로는 하나 이상의 완충제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 금속 부동화제 및 하나 이상의 완충제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 계면활성제 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 계면활성제 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 침출 조성물에 존재하는 아이오다이드 또는 요오드화수소산 및 산화제가 반응하여 동일 반응계 내에서 요오드를 형성하고 아이오다이드 이온이 과량으로 되어 트라이아이오다이드를 생성시키는 것으로 생각된다. 따라서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물, 하나 이상의 계면활성제 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 동일 반응계 내 반응 후 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 계면활성제 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 침출 조성물은 e-폐기물로부터 금을, 추가로 처리되어 상기 금을 재생시킬 수 있는 분획 중으로, 실질적으로 침출시키도록 배합된다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서는, 침출 조성물을 사용하여 금 또는 다른 귀금속을 비귀금속으로부터 분리할 수 있는데, 이 때 상기 비귀금속은 고체로서 유지된다.
적용시, 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 침출 조성물을 e-폐기물에 분무함으로써, e-폐기물을 침지시킴으로써(일정 부피의 조성물에), 다른 물질, 예컨대 조성물이 흡수된 패드 또는 섬유상 흡수성 어플리케이터 요소와 e-폐기물을 접촉시킴으로써, 또는 조성물이 e-폐기물과 접촉하게 되는 임의의 다른 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해, 침출 조성물을 e-폐기물과 접촉시킨다.
PWB 및/또는 PWB 소자를 침출 조성물과 접촉시켜 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 금 또는 다른 귀금속을 침출시키는 공정 후에는, PWB 및/또는 PWB 소자 및 존재할 수 있는 침전물로부터 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 침출 조성물을 분리할 수 있다. 분리 기법은 여과, 원심분리, 따라내기 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
당 업자는 (i) 침출 조성물이 최대 로딩에 도달할 때까지 작업중인 침출 조성물을 사용하거나, 또는 다르게는 (ii) 작업중인 침출 조성물중 일부를 동시에 제거하면서 작업중인 침출 조성물 중으로 깨끗한 침출 조성물을 주기적으로 도입하는 "공급 및 배출" 공정을 이용하여, PWB 및/또는 PWB 소자를 침출 조성물과 접촉시켜 금 또는 다른 귀금속을 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 침출시킬 수 있음을 알아야 한다.
침출 조성물의 사용시, 조성물을 전형적으로는 약 20℃ 내지 약 70℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 30℃에서 약 1분 내지 약 200분, 바람직하게는 약 1분 내지 약 60분, 더욱 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분동안 e-폐기물과 접촉시킨다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적이며, 금 또는 다른 귀금속을 e-폐기물로부터, 추가로 처리되어 상기 금속을 재생시킬 수 있는 분획 중으로 분리하는데 효율적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건을 이용할 수 있다.
가능한 산화제는 본원의 제 2 양태에서 정의된 바 있다. 바람직하게는, 산화제는 옥손, 과황산나트륨, 과황산암모늄, 과황산칼륨, 질산, 과산화수소, 염화철, 질산철 또는 이들의 조합을 포함한다. 더욱더 바람직하게는, 산화제는 과황산암모늄, 과황산나트륨, 질산, 과요오드산, 옥손, 차아염소산나트륨 또는 이들의 조합을 포함한다. 산화제의 양은 약 0.01중량% 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 20중량%, 가장 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 10중량%이다.
아이오다이드 염은 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화칼륨, 요오드화암모늄, 요오드화칼슘, 요오드화마그네슘 및 테트라알킬암모늄 아이오다이드[여기에서, 알킬기는 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 직쇄 C1-C6 알킬(예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 뷰틸, 펜틸, 헥실) 및 분지된 C1-C6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택됨]를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 바람직하게는, 아이오다이드 염은 요오드화칼륨을 포함한다. 아이오다이드 염 대신 요오드화수소산을 사용할 수 있다. 아이오다이드 염의 양은 약 0.1중량% 내지 약 50중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 40중량%, 가장 바람직하게는 약 10중량% 내지 약 35중량%이다.
가능한 유기 용매는 본원의 제 2 양태에서 정의된 바 있다. 가장 바람직하게는, 유기 용매는 알콜, 다이에틸렌 글라이콜 모노뷰틸 에터, 프로필렌 글라이콜, 다이프로필렌 글라이콜 n-뷰틸 에터 및 이들의 조합을 포함한다. 포함되는 경우, 유기 용매의 양은 약 0.01중량% 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 5중량%이다.
가능한 부동화제는 본원의 제 2 양태에 정의되어 있다. 포함되는 경우, 부동화제의 양은 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 바람직하게는 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 가장 바람직하게는 약 0.05중량% 내지 약 2중량%이다.
고려되는 계면활성제는 산 및 염기, 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽이온성 계면활성제 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 바람직한 산성 또는 염기성 계면활성제는 산 또는 염기 작용기("머리(head)") 및 직쇄 또는 분지된 탄화수소기("꼬리(tail)")를 갖는 계면활성제 및/또는 산 작용기("머리") 및 과플루오르화된 탄화수소기("꼬리")를 갖는 계면활성제를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 바람직한 산 또는 염기 작용기는 인산, 포스폰산, 포스폰산 모노에스터, 포스페이트 모노에스터 및 다이에스터, 카복실산, 다이카복실산 모노에스터, 트라이카복실산 모노에스터 및 다이에스터, 설페이트 모노에스터, 설폰산, 아민 및 이들의 염을 포함한다. 탄화수소기는, 분자가 포스페이트 다이에스터 및 포스폰에이트 모노에스터 같이 2개의 알킬 쇄를 함유하는 경우 탄소 6 내지 16개의 다소 더 짧은 탄화수소기(예를 들어, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실)가 바람직한 것을 제외하고는, 바람직하게는 10개 이상, 예를 들어 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다(예를 들어, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 아이코실). 과플루오르화된 탄화수소기는 바람직하게는 7 내지 14개의 탄소 원자를 갖는다(예컨대, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실). 바람직한 계면활성제는 데실포스폰산, 도데실포스폰산, 테트라데실포스폰산, 헥사데실포스폰산, 비스(2-에틸헥실)포스페이트, 옥타데실포스폰산, 퍼플루오로헵탄산, 퍼플루오로데칸산, 트라이플루오로메테인설폰산, 포스포노아세트산, 도데실벤젠설폰산 및 도데실아민을 포함한다.
고려되는 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 라우릴 에터{에말민(Emalmin) NL-100[산요(Sanyo)], 브리즈(Brij) 30, 브리즈 98}, 도데센일석신산 모노다이에탄올 아마이드(DSDA, 산요), 에틸렌다이아민 테트라키스 (에톡실레이트-블록-프로폭실레이트) 테트롤[테트로닉(Tetronic) 90R4], 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 글라이콜[뉴폴(Newpole) PE-68(산요), 플루로닉(Pluronic) L31, 플루로닉 31R1], 폴리옥시프로필렌 슈크로즈 에터(SN008S, 산요), 3급-옥틸페녹시폴리에톡시에탄올[트리톤(Triton) X100], 분지된 폴리옥시에틸렌 (9) 노닐페닐에터[이게팔(IGEPAL) CO-250], 폴리옥시에틸렌 솔비톨 헥사올리에이트, 폴리옥시에틸렌 솔비톨 테트라올리에이트, 폴리에틸렌 글라이콜 솔비탄 모노올리에이트[트윈(Tween) 80], 솔비탄 모노올리에이트[스팬(Span) 80], 알킬-폴리글루코사이드, 에틸 퍼플루오로뷰티레이트, 1,1,3,3,5,5-헥사메틸-1,5-비스[2-(5-노보넨-2-일)에틸]트라이실록세인, SIS6952.0[실리클래드(Siliclad), 겔레스트(Gelest)] 같은 단량체성 옥타데실실레인 유도체, PP1-SG10 실리클래드 글라이드(Glide) 10(겔레스트) 같은 실록세인 개질된 폴리실라제인, 실웨트(Silwet) L-77[세트레 케미칼 캄파니(Setre Chemical Company)], 실웨트 ECO 스프레더(Spreader)[모멘티브(Momentive)] 같은 실리콘-폴리에터 공중합체, 및 알콜 에톡실레이트[나트설프(Natsurf)™ 265, 크로다(Croda)]를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
고려되는 양이온성 계면활성제는 헵타데케인플루오로옥테인 설폰산 테트라에틸암모늄, 스테아릴 트라이메틸암모늄 클로라이드[에코놀(Econol) TMS-28, 산요], 4-(4-다이에틸아미노페닐아조)-1-(4-나이트로벤질)피리듐 브로마이드, 세틸피리디늄 클로라이드 일수화물, 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드, 벤질다이메틸도데실암모늄 클로라이드, 벤질다이메틸헥사데실암모늄 클로라이드, 헥사데실트라이메틸암모늄 브로마이드, 다이메틸다이옥타데실암모늄 클로라이드, 도데실트라이메틸암모늄 클로라이드, 헥사데실트라이메틸암모늄 p-톨루엔설폰에이트, 다이도데실다이메틸암모늄 브로마이드, 다이(수소화된 우지)다이메틸암모늄 클로라이드, 테트라헵틸암모늄 브로마이드, 테트라키스(데실)암모늄 브로마이드, 알리쿠앗(Aliquat)® 336 및 옥시페노늄 브로마이드를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 탄화수소기는, 분자가 다이메틸다이옥타데실암모늄 클로라이드, 다이메틸다이헥사데실암모늄 브로마이드 및 다이(수소화된 우지)다이메틸암모늄 클로라이드에서와 같이 2개의 작용화된 알킬쇄를 함유하는 경우 탄소 6 내지 20개의 다소 더 짧은 탄화수소기(예를 들어, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실)가 바람직한 것을 제외하고는, 바람직하게는 10개 이상, 예를 들어 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다(예를 들어, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 아이코실).
고려되는 음이온성 계면활성제는 소듐 폴리옥시에틸렌 라우릴 에터, 소듐 다이헥실설포석신에이트, 다이사이클로헥실 설포석신에이트 나트륨 염, 소듐 7-에틸-2-메틸-4-운데실 설페이트[터지톨(Tergitol) 4], 소도실(SODOSIL) RM02, 및 조닐(Zonyl) FSJ 같은 포스페이트 플루오로계면활성제를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
양쪽이온성 계면활성제는 에틸렌 옥사이드 알킬아민(AOA-8, 산요), N,N-다이메틸도데실아민 N-옥시, 소듐 코카민프로핀에이트[레본(Lebon)Apl-D, 산요], 3-(N,N-다이메틸미리스틸암모니오)프로페인설폰에이트 및 (3-(4-헵틸)페닐-3-하이드록시프로필)다이메틸암모니오프로페인설폰에이트를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
무기 산을 임의의 침출 조성물에 임의적으로 첨가할 수 있다. 예를 들어, 침출 조성물은 황산, 염산, 브롬화수소산 또는 요오드화수소산을 추가로 포함할 수 있다.
침출 조성물의 pH는 바람직하게는 약 3 내지 약 10, 더욱 바람직하게는 약 4 내지 약 8, 가장 바람직하게는 약 6 내지 약 8이다. 바람직한 실시양태에서는, 완충제를 첨가하여 침출 조성물의 pH를 약 5 내지 약 8로 유지시킨다. 완충제는 당 업계에 널리 공지되어 있으며, 예를 들어 인산일나트륨/인산이나트륨 또는 인산일칼륨/인산이칼륨 같은 포스페이트 완충제를 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 아이오다이드 이온, 물, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매, 임의적으로는 하나 이상의 부동화제, 임의적으로는 하나 이상의 계면활성제, 임의적으로는 완충제 및 금 또는 다른 귀금속 이온을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 동일 반응계 내 반응 후를 생각하면, 침출 조성물은 트라이아이오다이드, 물, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매, 임의적으로는 하나 이상의 부동화제, 임의적으로는 하나 이상의 계면활성제, 임의적으로는 완충제 및 금 또는 다른 귀금속 이온을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다.
개별적인 구성성분을 단순히 첨가하고 균질한 상태까지 혼합함으로써 침출 조성물을 용이하게 배합한다. 또한, 사용 시점에서 또는 사용 시점 전에 혼합되는 여러 부분으로 이루어진 배합물로서 조성물을 용이하게 배합할 수 있다. 예를 들면, 여러 부분으로 이루어진 배합물의 개별적인 부분을 도구에서 또는 도구 전의 저장 탱크에서 혼합할 수 있다. 개별적인 구성성분의 농도는 다수개의 특정 조성물에서 광범위하게 변할 수 있으며(즉, 더 묽거나 더 농축될 수 있으며), 조성물이 다양하게는 또한 다르게는 본원의 개시내용과 일치되는 구성성분의 임의의 조합을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성됨을 알게 될 것이다.
바람직하게는, 한 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 과황산나트륨 및 물, 더욱 바람직하게는 약 20중량% 내지 약 30중량%의 요오드화칼륨, 약 4중량% 내지 약 10중량%의 과황산나트륨 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 과황산암모늄 및 물, 더욱 바람직하게는 약 20중량% 내지 약 30중량%의 요오드화칼륨, 약 4중량% 내지 약 10중량%의 과황산암모늄 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 과황산나트륨, BTA 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 과황산나트륨, BTA, 포스페이트 완충제 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 질산 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 과요오드산, 염산 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 다른 실시양태의 침출 조성물은 요오드화칼륨, 옥손 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 차아염소산나트륨, 염산 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 또 다른 실시양태에서, 침출 조성물은 요오드화칼륨, 동일 반응계 내에서 생성된 요오드 및 물을 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 침출 조성물은 왕수 및 사이아나이드-함유 성분을 실질적으로 함유하지 않는다. 바람직하게는, 침출 조성물은 수용성이고, 부식성이 아니며, 불연성이고, 독성이 낮다.
당 업자는 금 또는 다른 귀금속이 PWB 및/또는 PWB 소자로부터 침출된 후, 나머지 물질(들)을 폐기하거나, 재순환시키거나 또는 추가적으로 재생시킬 수 있음을 알아야 한다. 금 또는 다른 귀금속을 침출 조성물 중으로 추출/침출시킨 후, 이후 충분히 논의되는 바와 같이 금속 이온을 환원시킴으로써 금 또는 다른 귀금속을 수득할 수 있다.
금속 이온을 고순도의 고체 금속으로 환원시킴은 당 업자에게 널리 공지되어 있다. 바람직하게는, 환원제는 소위 환경 친화적인 화학약품이다. 또한, 바람직하게는 최소한의 가열 요구량으로 신속하게 환원이 이루어진다. 예를 들어, 바람직한 환원제는 아스코르브산, 다이에틸 말론에이트, 메타중아황산나트륨, 폴리페논 60(P60, 녹차 추출물), 글루코즈 및 시트르산나트륨을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 본원에 참고로 인용된, 2010년 8월 20일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/375,273 호(발명의 명칭: "e-폐기물로부터 귀금속 및 비귀금속을 재생시키기 위한 지속가능한 방법")에 소개되어 있는 바와 같이, pH 1에서 Au3 + 이온을 포함하는 조성물에 도입된 아스코르브산은 매우 순수한 금 금속을 생성시킨다. 메타중아황산나트륨(SMB)은 pH 1 또는 pH 7에서 Au3 + 이온을 포함하는 조성물에 첨가될 수 있고, 매우 순수한 금 금속을 생성시킬 수 있다. 다르게는, 전해 채취 또는 전기화학적 기법을 통해 금 이온을 금 금속으로 전환시킬 수 있다. 침전된 금을 제거하는데 임의의 적합한 수단을 이용할 수 있다. 침강 및 따라내기, 가압식 여과기를 통한 용액의 여과 또는 원심분리가 이러한 제거에 편리한 절차이다.
다른 실시양태에서는, (a) 금 또는 다른 귀금속의 침전 후 용액의 pH를 7 미만으로 감소시키고 (b) 산화제를 용액에 첨가함으로써, 아이오다이드-요오드 용액 재생을 달성한다. 반복되는 재생 후, 임의의 간섭 염이 축적되어 용액의 효율을 감소시키면, 산성화시키고 산화제를 첨가함으로써 용액으로부터 침전시켜 모든 요오드를 원소 요오드로서 회수할 수 있다. 생성되는 원소 요오드 결정을 제거하고, 새로운 침출 조성물을 생성시키는데 사용할 수 있다.
맨 기판을 처리하는 방법
PWB 소자(예컨대, 제 1 양태의 방법에 기재된 바와 같이) 및 귀금속(예를 들어, 제 3 또는 제 5 양태의 방법에 기재된 바와 같이)을 제거한 후, 원래의 PWB를 전형적으로는 스트립핑시켜, 에폭시 같은 첨가제에 의해 함께 유지되는 유리 섬유 층 및 구리 시트를 포함하는 "맨 기판"을 수득한다. 맨 기판을 추가로 처리하여 유리 섬유-에폭시 층을 구리로부터 유리시킬 수 있다.
제 6 양태의 한 실시양태에서는, 에폭시를 분해시킴으로써(이는 구리 시트를 유리 섬유로부터 유리시킴) 맨 기판을 처리할 수 있다. 당 업자에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 화학적으로 에폭시를 분해시키는 조성물을 사용하여 에폭시를 분해시킬 수 있다. 구리 시트를 유리 섬유로부터 유리시키는데 초음파 처리 또는 다른 진탕 수단을 이용할 수 있다.
제 6 양태의 다른 실시양태에서는, 구리 에칭제 중에서 맨 기판을 습식 연마하는 공정에 의해 맨 기판을 처리할 수 있다. 생성되는 용액은 구리-함유 용액중에 고체 분말을 포함하는데, 이들은 당 업계에 공지되어 있는 방법(예를 들어, 원심분리, 따라내기, 여과 등)을 이용하여 서로 물리적으로 분리될 수 있다. 구리 에칭제는 본원에 기재된 제 4 양태의 조성물 또는 다르게는 산소 또는 오존 또는 H2O2로 폭기된 황산 또는 유리 섬유 및 에폭시에 영향을 주지 않으면서 금속 구리를 용해시킬 수 있는 임의의 다른 용액일 수 있다. 유리 섬유 및 에폭시를 포함하는 고체 분말을 추가로 처리하여 에폭시를 분해시킴으로써 유리 섬유 분말을 재사용하기 위해 유리시킬 수 있다. 구리-함유 용액, 예를 들어 황산구리는 그 자체로 판매되거나 또는 추가로 처리되어(예를 들어, 전해 채취 등) 그로부터 구리 금속을 유리시킬 수 있다.
인쇄 배선판을 재순환시키는 방법
제 7 양태의 한 실시양태는 도 1에 일반화되어 있는 바와 같이 표면, 예컨대 PWB로부터 하나 이상의 소자를 제거하는 방법에 상응하며, 이 방법은 (a) 제 1 양태의 방법 및 (b) 제 3 양태의 방법을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 표면으로부터 비귀금속을 제거함으로써 표면으로부터 귀금속을 도려냄을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면을 용기 내에서 제 2 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함으로써, 표면으로부터 귀금속을 도려냄을 포함하거나; 또는 (a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 표면으로부터 비귀금속을 제거함으로써 표면으로부터 귀금속을 도려냄을 포함하거나; 또는 (a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면을 용기 내에서 제 2 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함으로써, 표면으로부터 귀금속을 도려냄을 포함한다.
제 7 양태의 제 2 실시양태는 도 2에 일반화되어 있는 바와 같이 표면, 예컨대 PWB로부터 하나 이상의 소자를 제거하는 방법에 상응하며, 이 방법은 (a) 제 1 양태의 방법, (b) 제 3 양태의 방법 및 (c) 제 6 양태의 방법을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 표면으로부터 비귀금속을 제거함으로써 표면으로부터 귀금속을 도려내어, 유리 섬유 및 구리를 포함하는 맨 기판을 생성시키고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면을 용기 내에서 제 2 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함으로써, 표면으로부터 귀금속을 도려내어, 유리 섬유 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 (a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납이 제거되면 표면으로부터 하나 이상의 소자가 방출됨), (b) 표면으로부터 비귀금속을 제거함으로써 표면으로부터 귀금속을 도려내어, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 층 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 (a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납이 제거되면 표면으로부터 하나 이상의 소자가 방출됨), (b) 상기 표면을 용기 내에서 제 2 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함으로써, 표면으로부터 귀금속을 도려내어, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 층 및 구리를 분리시킴을 포함한다.
제 7 양태의 제 3 실시양태는 도 3에 일반화되어 있는 바와 같이 표면, 예컨대 PWB로부터 하나 이상의 소자를 제거하는 방법에 상응하며, 이 방법은 (a) 제 3 양태의 방법 및 (b) 제 6 양태의 방법을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 비귀금속을 제거함으로써 표면으로부터 귀금속을 도려내어, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 생성시키고, (b) 맨 기판의 유리 섬유 물질 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 (a) 상기 표면을 용기 내에서 제 2 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 상에 존재하는 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 제거함으로써, 표면으로부터 귀금속을 도려내어, 유리 섬유 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (b) 맨 기판의 유리 섬유 물질 및 구리를 분리시킴을 포함한다.
제 7 양태의 제 4 실시양태는 도 4에 일반화되어 있는 바와 같이 표면, 예컨대 PWB로부터 하나 이상의 소자를 제거하는 방법에 상응하며, 이 방법은 (a) 제 1 양태의 방법 및 (b) 제 5 양태의 방법을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면 및/또는 상기 하나 이상의 소자로부터 귀금속을 침출시킴을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면 및/또는 하나 이상의 소자를 용기 내에서 침출 조성물(이는 트라이아이오다이드를 포함함)에 도입하고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 및/또는 상기 하나 이상의 소자로부터 귀금속을 실질적으로 제거함을 포함하거나; 또는 (a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면 및/또는 상기 하나 이상의 소자로부터 귀금속을 침출시킴을 포함하거나; 또는 a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면 및/또는 상기 하나 이상의 소자를 용기 내에서 침출 조성물(이는 트라이아이오다이드를 포함함)에 도입하고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면 및/또는 상기 소자로부터 귀금속을 실질적으로 제거함을 포함한다.
제 7 양태의 제 5 실시양태는 도 5에 일반화되어 있는 바와 같이 표면, 예컨대 PWB로부터 하나 이상의 소자를 제거하는 방법에 상응하며, 이 방법은 (a) 제 1 양태의 방법, (b) 제 5 양태의 방법 및 (c) 제 6 양태의 방법을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면으로부터 귀금속을 침출시켜, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 생성시키고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 층 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 (a) 표면으로부터 땜납을 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면을 용기 내에서 침출 조성물(이는 트라이아이오다이드를 포함함)에 도입하고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면으로부터 귀금속을 실질적으로 제거함으로써, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 층 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 (a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면으로부터 귀금속을 침출시켜, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 층 및 구리를 분리시킴을 포함하거나; 또는 a) 땜납을 용기 내에서 제 1 조성물과 접촉시키고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면에 동시에 존재하는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하고(땜납의 제거는 표면으로부터 하나 이상의 소자를 방출시킴), (b) 상기 표면을 용기 내에서 침출 조성물(이는 트라이아이오다이드를 포함함)에 도입하고, 임의적으로는 상기 용기 내에서 초음파 공동화 또는 다른 진탕 수단을 생성시켜, 상기 표면으로부터 귀금속을 실질적으로 제거함으로써, 유리 섬유 층 및 구리를 포함하는 맨 기판을 수득하고, (c) 맨 기판의 유리 섬유 층 및 구리를 분리시킴을 포함한다.
본원의 개시내용과 일치하는 제 7 양태의 어느 실시양태를 이용하는지와 무관하게, 땜납은 납, 주석 또는 납과 주석의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 표면은 PWB를 포함하고, 재순환 가능한 물질은 소자(예를 들어, IC), 귀금속, 비귀금속, 또는 소자, 귀금속 및 비귀금속의 조합을 포함한다. 방출되는 소자를 수거할 수 있으며, 재사용될 수 있고 재판매될 수 있는 것들과 폐기, 유용한 물질의 재생 등을 위해 추가로 처리될 수 있는 것들로 분리할 수 있다. 제 1 조성물은 바람직하게는 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 비귀금속에 대해 땜납(예를 들어, 납, 주석, 이들의 합금, 및 이들의 조합)을 선택적으로 제거하고, 땜납의 제거 후 유리되는 소자를 용이하게 수거하고 재사용 또는 재생 목적으로 분류한다. 제 2 조성물은 바람직하게는 구리 및/또는 니켈 같은 비귀금속을 에칭 방식으로 제거하고 귀금속(예컨대, 금)을 도려내는데, 이 때 귀금속은 표면으로부터 이층되어 용이하게 수거된다(예를 들어, 여과에 의해). 땜납 제거 후, 납 및/또는 주석 이온을 포함하는 제 1 조성물을 추가로 처리하여(예를 들어, 전해 채취), 납 및/또는 주석을 재생시킬 수 있다. 비귀금속 제거 후에는, 비귀금속 이온을 포함하는 제 2 용액을 처리하여 상기 비귀금속의 유용한 형태를 수득할 수 있다(예를 들어, 전기화학적으로 또는 전해 채취에 의해). 맨 기판의 유리 섬유와 구리를 분리하는 방법은 본원에서 제 6 양태에 개시되어 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 PWB 소자 또는 표면을 침출 조성물에 도입하기 전에, 하나 이상의 PWB 소자 또는 표면을 붕괴시킨다. 침출 후, 본원에 기재되어 있는 바와 같이 금을 침전시킬 수 있다. 임의의 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 제 1 조성물, 제 2 조성물 및/또는 침출 조성물의 존재하에서 초음파 처리 또는 다른 진탕 수단은 제거되어야 하는 물질의 선택적인 침출을 향상시키는 것으로 생각된다. 초음파 처리 또는 다른 진탕 수단은 제 1 조성물의 존재하에서만, 제 2 조성물의 존재하에서만, 침출 조성물의 존재하에서만, 이들 셋의 임의의 조합하에서 가해질 수 있거나, 또는 가해지지 않을 수 있다. 당 업자는 본원에 기재된 제 2 양태 및 제 4 양태가 각각 제 7 양태의 제 1 조성물 및 제 2 조성물의 한 버전임을 알아야 한다. 당 업자에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 제 7 양태의 방법에 사용하기 위해 다른 제 1 조성물 및 제 2 조성물이 고려된다. PWB와 제 1 조성물, 제 2 조성물 및/또는 침출 조성물을 접촉시킨 후에 세정 및/또는 건조 단계가 고려됨을 알아야 한다. 접촉 조건(즉, 시간 및 온도)은 본원에 소개된 바 있다. 유리하게는, 이 방법은 사용자가 사용된 폐 인쇄 배선판을 취하여 전자 소자 및 그에 함유된 금속을 재사용하기 위해 재순환시킬 수 있도록 한다.
제 8 양태는 본원에 기재된 조성물을 형성시키기에 적합화된 하나 이상의 화합물을 하나 이상의 용기 내에 포함하는 키트에 관한 것이다.
제 9 양태에는, 그의 위에 또는 내에 납 및/또는 주석-함유 물질을 갖는 고체 물질과 제 1 조성물을, 고체 물질로부터 납 및/또는 주석-함유 물질을 제거하기에 충분한 접촉 조건하에 접촉시킴을 포함하는, 고체 물질로부터 납 및/또는 주석-함유 물질을 제거하는 방법이 기재된다. 고체 물질은 미소 전자 장치, 금속, 플라스틱, 직물, 섬유, 토양, 광석, 목재, 종이, 유리, 가죽 및 다른 동물 외피, 시멘트, 콘크리트, 벽돌, 건식 벽체, 아스팔트, 머리카락 및 손톱 같은 케라틴-함유 성분, 고무, 라텍스 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서는, 납 및/또는 주석-함유 물질을 토양으로부터 제거하여 토양을 개선할 수 있다.
제 10 양태에는, 그의 위에 또는 내에 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 갖는 고체 물질과 제 2 조성물을, 고체 물질로부터 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 제거하기에 충분한 접촉 조건하에 접촉시킴을 포함하는, 고체 물질로부터 구리 및/또는 니켈-함유 물질을 제거하는 방법이 기재된다. 고체 물질은 미소 전자 장치, 금속, 플라스틱, 직물, 섬유, 토양, 광석, 목재, 종이, 유리, 가죽 및 다른 동물 외피, 시멘트, 콘크리트, 벽돌, 건식 벽체, 아스팔트, 머리카락 및 손톱 같은 케라틴-함유 성분, 고무, 라텍스 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서는, 납 및/또는 주석-함유 물질을 함유하는 광석으로부터 납 및/또는 주석-함유 물질을 제거할 수 있다.
유리하게는, 본원에 기재된 방법 및 조성물은, 재사용하기 위해 재생될 수 있는 재순환 가능한 물질의 백분율이 높은, 인쇄 배선판을 재순환시키기 위한 환경 친화적인 해결책을 제공한다.
아래 논의되는 예시적인 실시예에 의해 본 발명의 특징 및 이점을 더욱 충분히 보여준다.
실시예 1
하기 세 가지 조성물을 제조하였다: 1:1 v/v HEDP/30중량% H2O2 용액(배합물 A), 1:1 v/v EDDS/30중량% H2O2 용액(배합물 B) 및 1:1 v/v HEIDA/30중량% H2O2 용액(배합물 C). 구리 와이어, 니켈 호일, 주석 과립, 납 호일, 알루미늄 와이어, 철 분말 및 아연 과립 약 0.3g을 40℃에서 30분동안 깨끗한 배합물 A 내지 C에 개별적으로 또한 정적으로 침지시켰다. 잔류 고체를 제거한 후, 용액에 대해 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석을 수행하여, 각 용액중 각 금속의 농도(ppm 단위)를 결정하였다. 결과는 표 1 내지 표 3에 요약된다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
사용자가 임의적으로 두 조성물에 구리 부동화제를 포함함을 고려하는 경우, HEIDA 또는 EDDS를 포함하는 조성물이 구리 및 다른 귀금속에 대해 납을 제거하는데 특히 유용함을 볼 수 있다.
실시예 2
하기 표 4에 기재된 바와 같이 조성물을 제조하였다. 구리 와이어, 납 호일, 주석 과립, 니켈 호일, 알루미늄 와이어, 철 분말 및 아연 과립을 40℃에서 30분간 각 배합물에 개별적으로 또한 정적으로 침지시켰다. 잔류 고체를 제거한 후, 용액에 대해 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석을 수행하여, 각 용액중의 각 금속의 농도(ppm 단위)를 결정하였다. 결과는 표 4에 요약된다.
Figure pct00004
놀랍게도, 뷰틸 카비톨과 몰리브덴산나트륨을 MSA에 첨가하여 제 1 조성물을 생성시키는 경우, Pb 및 Sn의 에칭 속도가 상당히 증가한 반면, Al, Fe, Ni 및 Zn의 에칭 속도가 상당히 감소하였다. 따라서, MSA, 뷰틸 카비톨 및 몰리브덴산나트륨 이수화물을 포함하는 제 1 조성물은 귀금속 및/또는 구리에 대해 Pb/Sn 함유 땜납을 선택적으로 제거하는데 유용하다.
몰리브덴산나트륨 또는 헥사메타인산나트륨을 옥손에 첨가하여 제 2 조성물을 생성시키는 경우, Cu의 에칭 속도가 상당히 증가한 반면, Fe의 에칭 속도가 상당히 감소되었다. 따라서, 옥손 및 몰리브덴산나트륨 또는 헥사메타인산나트륨을 포함하는 제 2 조성물은 다른 금속에 대해 Cu를 선택적으로 제거하는데 유용하다.
실시예 3
70% 메테인 설폰산 250mL 및 탈이온(DI)수 250mL를 함유하는 제 1 수성 조성물을 제조하였다. 폐 비디오 카드 NVIDIA 모델 P118을 침묵(silent) 침출 방식으로 제 1 조성물에 침지시켰다. 장착된 소자가 4일 내에 떨어졌고, 금 도금은 영향을 받지 않았으며, 떨어진 소자상의 핀 몇 개가 부식되었고, 슬러지 및 기체 생성은 검출되지 않았다. 동일한 용액을 초음파에 의해 30분간 조사하였으나, 떨어진 소자에서 인지할만한 결과는 없었다.
70% 질산 145mL, 설팜산암모늄 30g, 벤조트라이아졸 1g 및 질산철 구수화물 40g을 함유하고 DI수로 총 부피 500mL까지 채운 시판중인 질산 기제 땜납 스트립핑 용액의 모조품을 제조하였다. 비디오 카드를 이 용액에서 침묵 침출시켰다. 소자가 20분 내에 떨어졌고, 용액은 녹색이 되었으며, 비디오 카드의 일부인 강 조각이 거의 완전히 용해되었는데, 이는 시판중인 땜납 용액을 본 발명의 목적 달성에 사용할 수 없음을 입증한다.
70% MSA 200mL, 70% 질산 50mL, 설팜산암모늄 30g 및 벤조트라이아졸 1g을 함유하고 DI수로 총 부피 500mL까지 채운 제 1 용액을 제조하였고, 비디오 카드를 침묵 침출 방식으로 제 1 조성물에 침지시켰다. 소자가 45분에 떨어지기 시작하였고, 1시간 내에 소자가 모두 떨어졌다. 슬러지 및 기체 발생이 인지되지 않았으며, 금 도금이 영향을 받지 않았고, 소자의 핀이 부식에 의해 손상되지 않았다.
70% MSA 200mL, 70% 질산 50mL, 설팜산암모늄 8g, 벤조트라이아졸 1g을 함유하고 DI수에 의해 총 부피 500mL까지 채운 제 1 조성물을 제조하였다. 제 1 조성물을 750mL들이 침출 용기에 부어넣고, 비디오 카드를 용액에 침지시킨 다음, 용기를 뚜껑(이는 초음파 호른이 삽입되도록 하는 개구를 가짐)으로 닫았다. 작동 주파수 20kHz, 전방 면적 9.0cm2 및 진폭 비 약 1:2.4의 1000W 초음파 프로세서를 이용하여 초음파 조사를 생성시켰다(UIP1000hd, 힐쉐르 울트라소닉스 게엠베하 제조). 1:1.8의 비로 진폭을 증가시키는데 기계적인 증폭기를 이용하였다. 이러한 초음파 봉과 이러한 증폭기의 조합은 100% 진폭 세팅에서 35㎛의 최대 진폭을 제공하였다. 초음파 호른을 제 1 조성물에 침지시키고, 기판 또는 소자의 표면에 닿지 않도록 하는 방식으로 위치시켰다. 초음파 조사를 가하면 일정 부피의 제 1 조성물에서 강력한 공동화가 일어나는데, 이는 강력한 공동화 기포로서 볼 수 있다. 100% 진폭으로 6분동안 초음파 처리한 후, 몇몇 소자가 기판 표면으로부터 떨어졌고; 추가로 2분 후에는 모든 소자가 떨어졌다. 슬러지 또는 기체 발생이 인지되지 않았으며, 금 도금이 영향을 받지 않았고, 소자의 핀이 부식에 의해 손상되지 않았다. SEC 제품인 RAM 스틱, 모델 128메가바이트 및 3콤(3Com) 제품인 네트워크 카드 모델 920-ST03을 사용하여, 동일한 결과를 수득하였다.
실시예 4
하기 조성물 A 및 B를 배합하였다:
조성물 A: KI 10g, 과황산나트륨 2.5g, 물 25mL
조성물 B: KI 10g, 과황산암모늄 2.5g, 물 25mL
금 약 0.05% 내지 0.5%로 코팅된 인쇄 배선판(2cm×2cm 미만)을 실온에서 조성물 A 및 B에 침지시키고, 유도 결합 플라즈마(ICP-OES) 분광법을 이용하여 4분, 10분 및 30분째에 금 용해 정도를 모니터링하였다. 조성물 A에서는, 금의 80%가 4분 내에 용해되었고, 99%가 10분 내에 용해되었다. 조성물 B에서는, 금의 90%가 4분 내에 용해되었고, 100%가 10분 내에 용해되었다.
실시예 5
하기 조성물 C 내지 G를 배합하였다:
조성물 C: KI 40.08g, I2 10.03g, 물 100g
조성물 D: KI 40g, HNO3(70%) 10.02g, 물 100g
조성물 E: KI 40.08g, HIO4 9.98g, HCl(37%) 10.04g, 물 90.08g
조성물 F: KI 39.99g, 옥손 10.00g, 물 100.04g
조성물 G: KI 40.10g, NaOCl 9.99g, HCl(37%) 10.06g, 물 89.96g
조성물 C 내지 G는 혼합 후 모두 진한 적색이었고, 조성물 E 및 F는 용기 내에 약간의 침전물을 가졌다. 금 약 0.05% 내지 0.5%로 코팅된 인쇄 배선판(2cm×2cm 미만)을, 39℃로 유지되는 수욕에서 조성물 C 내지 G(a) 약 50g에 30분간 침지시켰다.
조성물 C 내지 G에서의 Au 용해 정도
배합물 수욕 결과
C 10분, Au 70%가 용해됨
20분, Au 100%가 용해됨
D 10분, 변화 없음
20분, 변화 없음
30분, 변화 없음
E 10분, Au 100%가 용해됨
F 10분, Au 75%가 용해됨
15분 이내, Au 100%가 용해됨
G 10분, Au 5%가 용해됨
20분, Au 50%가 용해됨
25분 이내, Au 85%가 용해됨
30분 이내, Au 100%가 용해됨
실시예 6
(a) KI, 과황산나트륨 및 물, (b) KI, 과황산암모늄 및 물 및 (c) KI, 옥손 및 물을 함유하는 용액(이 때, 각 용액중 아이오다이드 염, 산화제 및 물의 양은 동일함)에서 침출 속도, 욕 로딩 및 욕 수명을 비교하였다. 약 0.05% 내지 0.5% 금으로 코팅된 인쇄 배선판(2cm×2cm 미만)을 실온에서 각 조성물에 침지시키고, ICP-OES를 이용하여 30분째에 금 용해 정도를 모니터링하였다. 몇 가지 금속의 로딩 결과가 표 6에 기재된다.
실온에서 조성물중 금속 로딩
KI, 과황산나트륨 및 물 KI, 과황산암모늄 및 물 KI, 옥손 및 물
금속 ㎍/mL
Ag 0.14 0.09 0.42
Al 0.092
Au 281.42 250.47 214.44
Co 0.031 0.02 0.013
Cu 19.3 23.15 28.2
Fe 0.15
Ni 10.89 9.64 15.07
Pb 3.3 3.06 2.21
Sn 0.37 0.33 0.44
Zn 24.46 25.69 0.17
또한, 과황산암모늄을 함유하는 용액은 침착 생성이 최소인 반면, 옥손을 함유하는 용액은 최저 침출 속도, 최저 로딩, 최저 욕 수명 및 최고량의 침착을 갖는 것으로 결론지어졌다.
침착물 및 PWB를 세정할 수 있고, 세정수를 수거하여 용액으로부터의 금 회수를 최대화할 수 있음을 또한 발견하였다.
실시예 7
인쇄 배선판 조각을 실온 및 40℃에서 조성물 F에 침지시키고, ICP-OES를 이용하여 때때로 금속 용해 정도를 모니터링하였다. 각 샘플을 분석하기 전에 물로 50배 희석하였다. 결과는 표 7에 기재된다.
실온 및 40℃에서 조성물 F중 금속 로딩
40℃, 조성물 F 50g, PWB 21조각 실온, 조성물 F 36g, PWB 27조각
금속 ㎍/mL
Ag 0.012 0.014
Au 160.99 676.97
Co 0.008 0.014
Cu 4.91 5.39
Ni 4.38 9.14
Pb 0.11 0.088
Sn 0.13
배합물이 승온인 경우보다 실온일 때 금속을 추출하는데 실제로 더욱 효과적임을 볼 수 있다.
실시예 8
눈에 보이는 금 도금 및 380g의 총 중량을 갖는 맨 인쇄 회로판 조각을 2리터들이 유리 비커에 넣고, 여기에 요오드화칼륨 수용액 1리터를 첨가하였다(탈이온수 100mL당 고체 요오드화칼륨 72.5g). 실험을 21℃의 주위 온도에서 유지시켰다. 초음파 장치 UIP1000hd(20kHz, 1000W, 힐쉐르 울트라소닉스 게엠베하 제품)의 초음파 봉을 비커 내에 넣고 용액에 침지되지만 PWB와 접촉하지 않도록 하는 방식으로 위치시켰다. 초음파 장치를 초음파 주파수 20kHz, 진폭 20㎛으로 2분간 작동시킨 다음, 초음파 호른을 비커로부터 제거하였다. 일정 부피의 용액에 초음파 조사를 가하면 강력한 공동화가 발생되었으며, 이는 일정 부피의 액체에 형성되는 강력한 공동화 기포로서 볼 수 있다. 용액은 투명하다가 갈색으로 색깔이 변하였으며, 이는 트라이아이오다이드 이온의 형성을 나타내었다. 70% 질산 1mL를 용액에 첨가하였다. 처리된 기판을 육안으로 검사할 때 눈에 보이는 잔류 금 도금이 검출되지 않은 동시에 기제 금속이 영향을 받지 않았다. 기판 조각을 비커로부터 제거하고, 1810 와트만 애시드-트리티드 로우 메탈(Whatman Acid-Treated Low Metal) TCLP 여과기를 통해 용액을 여과하여 임의의 고체 불순물을 제거하였다. 내용물이 풍부한 용액을 중아황산나트륨 포화 수용액과 혼합하고 기계적인 혼합기로 30분간 교반하였다. 용액은 색깔이 투명한 황색으로 바뀌었으며, 금속 금의 갈색 미분이 침전되었다. 분말을 여과해내고 탈이온수로 세정한 다음 건조시켰다. 회수된 침전물의 별도 분석은 금 99.2±0.2%를 나타내었다. 침전물을 자기 도가니에서 1200℃로 가열함으로써, 금속 금 버튼을 제조하였다.
액체의 분석은 소비된 용액중 2ppm의 금을 나타내었다. 침출 용액을 복원시키기 위하여, 용액이 갈색을 다시 찾을 때까지 교반하면서 30% 과산화수소를 첨가함으로써 이를 다시 그의 원래 강도까지 산화시켰다.
처리된 PWB를 물 500mL로 세정하고 건조시켰다. 낮은 농도의 트라이아이오다이드 용액을 함유하는 세정수를 과량의 과황산칼륨 포화 용액으로 처리함으로써, 일정 부피의 액체 중에 결정 요오드가 검정색 분말 침전물로서 나타났으며, 세정수는 그의 약한 갈색을 상실하고 무색이 되었다. 요오드를 용액으로부터 분리하고 재생된 침출 용액에 용해시켰다.
실시예 9
폐 전자 기기의 기계적 재순환 결과 생성된 "적금(red metal)" 농축물 200g을, 인산이수소칼륨/수산화나트륨으로 pH=5.6까지 완충된 실시예 8에 기재된 것과 동일한 침출 조성물로 처리하였다. 농축물은 혼합된 전자 폐기물에 가해지는 종절 및 연마 후 자기 및 와전류 분리 및 쉐이커 테이블 상에서의 농축의 산출 물질을 나타낸다. 입자 크기 0.4 내지 1mm의 초기 금속 혼합물의 조성이 아래 표 8에 기재된다.
써모 피셔 사이언티픽 인코포레이티드(Thermo Fisher Scientific Inc.)에서 제조된 니튼(Niton) XL3t GOLDD XRF-분석기를 사용하여 "전자 합금" 모드로 측정한 처리되지 않은 농축물의 조성
원소 Ag Au Pt Pb Zn Cu Fe Sn 기타
% 0.158 1.564 0.395 15.615 10.794 52.766 6.015 9.813 2.880
20kHz 및 진폭 25㎛의 초음파로 침출 조성물을 조사하면서 2리터들이 비커에서 "적금(red metal)" 농축물을 침출 조성물 1리터와 2분간 접촉시켰다. 금속 혼합물을 여과에 의해 내용물이 풍부한 침출액으로부터 분리하고, 탈이온수로 세척한 다음 건조시켰다. 처리된 샘플중 금속의 농도 측정은 검출불가능한 수준의 Ag, Au, Pt 및 Pd를 나타내었다.
침출액 중으로 안정화된 수소화붕소나트륨(14M NaOH중 4.4M) 10mL를 떨어뜨리고 교반함으로써 분말화된 귀금속 침전물이 용액에 나타났으며, 이에 의해 여액중 귀금속을 회수하였다. 마그나플록(MAGNAFLOC)-351 응집제 30mL를 액체-고체 혼합물에 첨가하고, 분말화된 입자가 과립으로 응집되었다. 액체를 여과하고, 혼합된 귀금속의 침전물을 회수한 다음 세척 및 건조시켰다. 침전물을 인덕션 로에서 1850℃로 가열하여 귀금속의 합금을 생성시켰다. 용액의 갈색이 회복될 때까지 30% 과산화수소를 용액 중으로 떨어뜨림으로써, 침출 용액을 그의 원래 강도로 되돌려놓았다.
예시적인 실시양태 및 특징을 참조하여 본 발명을 본원에 다양하게 개시하였으나, 상기 기재된 실시양태 및 특징은 본 발명을 한정하고자 하지 않으며 또한 본원의 개시내용에 기초하여 당 업자가 다른 변화, 변형 및 다른 실시양태를 제안할 것임을 알 것이다. 따라서, 본 발명은 이후 기재되는 특허청구범위의 원리 및 영역 내에서 이러한 모든 변화, 변형 및 다른 실시양태를 포괄하는 것으로 폭넓게 간주되어야 한다.

Claims (38)

  1. (a) 인쇄 배선판(PWB)으로부터 하나 이상의 소자(component)를 분리하는 단계;
    (b) PWB로부터 하나 이상의 금속, 상기 하나 이상의 소자 또는 둘 다를 제거하는 단계
    를 포함하는, 인쇄 배선판의 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 전에, 상기 하나 이상의 소자는 PWB의 표면에 부착되어 있고, 트랜지스터, 커패시터, 방열기, 집적 회로, 저항기, 집적 스위치, 칩, 프로세서 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분리 단계가, 땜납에 의해 PWB의 표면에 부착된 하나 이상의 소자를 분리하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 땜납이 납, 주석 또는 납/주석 합금을 포함하는, 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 분리 단계가, 땜납을 용해시키거나, 땜납을 용융시키거나, 또는 상기 하나 이상의 소자를 PWB로부터 절단하거나 베어내거나 잡아당김을 포함하는, 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 분리 단계가, 제 1 조성물을 사용하여 땜납을 용해시킴을 포함하고, 이 때 상기 제 1 조성물이 귀금속, 비귀금속(base metal) 및/또는 탄탈-함유 금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 조성물이 하나 이상의 산화제, 임의적으로는 하나 이상의 비귀금속 착화제, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매 및/또는 임의적으로는 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 산화제가 알케인설폰산, 오존, 폭기되는(bubbled) 공기, 사이클로헥실아미노설폰산, 과산화수소, 옥손, 암모늄 다원자 염, 나트륨 다원자 염, 칼륨 다원자 염, 테트라메틸암모늄 다원자 염, 테트라뷰틸암모늄 다원자 염, 퍼옥소모노황산, 우레아 하이드로겐 퍼옥사이드, 과아세트산, 질산나트륨, 질산칼륨, 질산암모늄, 벤젠 설폰산 유도체 및 이들의 조합을 포함하는, 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 산화제가 알케인설폰산을 포함하는, 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 조성물이 질산을 추가로 포함하는, 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 조성물이 하나 이상의 부동화제를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 부동화제가 트라이아졸 유도체를 포함하는, 방법.
  13. 제 7 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 조성물이 설팜에이트 이온의 공급원을 추가로 포함하는, 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 후에, 상기 PWB 상에 추가적인 소자가 없는, 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 금속이 비귀금속, 귀금속, 탄탈 금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제거되는 금속이 하나 이상의 귀금속을 포함하고, 이 때 하나 이상의 비귀금속을 용해시킴으로써 제거하는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비귀금속을, 귀금속에 대해 비귀금속을 선택적으로 용해시키는 제 2 조성물을 사용하여 용해시키는, 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 귀금속이 금을 포함하는, 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비귀금속이 니켈, 구리 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 조성물이 하나 이상의 산화제, 임의적으로는 하나 이상의 비귀금속 착화제, 임의적으로는 하나 이상의 유기 용매, 및 임의적으로는 귀금속을 부동화시키기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하는, 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 조성물이 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 비귀금속 착화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하는, 방법.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 산화제가 옥손 또는 퍼설페이트 염을 포함하는, 방법.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 착화제가, 염화암모늄, 염화나트륨, 염화리튬, 염화칼륨, 황산암모늄, 염산, 황산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는, 방법.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유기 용매가, 알콜, 에터, 피롤리딘온, 글라이콜, 카복실산, 글라이콜 에터, 아민, 케톤, 알데하이드, 알케인, 알켄, 알카인, 아마이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아군(sub-genus)을 포함하는, 방법.
  25. 제 17 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 조성물을 처리하여 그로부터 귀금속을 제거하는, 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 귀금속이 고체이고, 여과, 원심분리, 기포 부유 선별 또는 임의의 다른 고체-액체 분리 방법을 이용하여 상기 귀금속을 제 2 조성물로부터 분리하는, 방법.
  27. 제 17 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 조성물을 처리하여 그로부터 용해된 비귀금속을 제거하는, 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 비귀금속을 제 2 조성물에 용해시키고, 그로부터 상기 비귀금속을 전기화학적으로 제거하거나 전해 채취(electrowinning)하는, 방법.
  29. 제 15 항에 있어서,
    상기 제거되는 금속이 하나 이상의 귀금속을 포함하고, 하나 이상의 귀금속을 침출 조성물과 접촉시킴으로써 제거하되, 상기 하나 이상의 귀금속이 상기 침출 조성물에 용해되는, 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 침출 조성물이 트라이아이오다이드 이온을 포함하는, 방법.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 귀금속을 PWB 소자로부터 제거하는, 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 방법이, 침출 조성물과 접촉시키기 전에 PWB 소자를 붕괴(crushing)시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  33. 제 29 항 내지 제 32 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 귀금속이 금을 포함하고, 불균등화 반응, 환원제를 이용하여 또는 전해 채취에 의해 금을 침전시키는, 방법.
  34. 제 1 항 내지 제 33 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PWB가 유리 섬유 층, 구리 필름 및 접착제를 포함하는, 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 접착제를 분해시켜 유리 섬유 층으로부터 구리 필름을 분리시키는, 방법.
  36. 제 1 항 내지 제 35 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법이, (a) 하나 이상의 소자를 PWB로부터 분리하는 동안, 또는 (b) 하나 이상의 금속, 하나 이상의 소자 또는 둘 다를 PWB로부터 제거하는 동안, 초음파선을 생성시키는 단계를 포함하는, 방법.
  37. 제 1 항 내지 제 36 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 소자가 재사용될 수 있거나 재순환될 수 있고, 따라서 분리되는, 방법.
  38. 제 29 항 내지 제 33 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자를 침출 조성물에 노출시킨 후 세정하고, 분할되지 않은 셀(undivided cell)을 이용하는 고표면적 전해 채취에 의해 세정수를 처리하되, 이 때 귀금속이 도금되고 아이오다이드가 산화되는, 방법.
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