KR20140045581A - 폐 전기 및 전자 장비의 재활용 동안 땜납 금속의 스트리핑을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

전자 구성성분, 귀금속 및 베이스 금속들이 재사용 및 재활용을 위해 수집될 수도 있는, 인쇄 배전판을 재활용하기 위한 장치 및 방법을 기술한다. 상기 장치들은 일반적으로 기계적 땜납 제거 모듈 및/또는 열적 모듈, 화학적 땜납 제거 모듈, 및 귀금속 침출 모듈을 포함하고, 상기 모듈들은 모듈로부터 모듈로 e-폐기물의 연속적인 통과를 위해 부착된다.

Description

폐 전기 및 전자 장비의 재활용 동안 땜납 금속의 스트리핑을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR STRIPPING SOLDER METALS DURING THE RECYCLING OF WASTE ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
본 발명은, 일반적으로 이로서 한정하는 것은 아니지만, 귀금속, 베이스 금속, 땜납 금속, 및 작업 집적 회로를 포함하는 물질을 분리하기 위해서 폐 전기 및 전자 장비, 예를 들어 인쇄 배전판(PWB)의 재활용을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
노후되거나 손상된 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 수신기, 휴대폰, 및 유사 제품들을 비롯한, 사용된 전자 장치의 폐기는 빠른 속도로 증가하고 있다. 전자 장치를 매립지에 버리면, 생물들에게 및 환경에 대해 일반적으로 상당히 해를 끼칠 수 있음이 인식되고 있다. 똑같이, 부적절한 해체는 수동으로 해체하는 사람의 건강 및 안전에 주목할 만한 위험을 준다는 점이 이해되고 있다.
인쇄 배전판(PWB)은 많은 전자 시스템의 일반적인 구성요소이다. PWB는, 유리 섬유판 매트릭스 위에 지지되고 있는, 깨끗한 구리 호일 위에 건조 필름을 적층함으로써 전형적으로 제조된다. 상기 필름은, 필름이 회로판 디자인의 음성이도록, 노출되고, 에칭제(etcher)를 사용하여 상기 판으로부터 미차폐된 구리 호일을 제거한다. 그다음, 상기 판 위의 미에칭된 구리 위에 땜납이 도포된다. 구체적인 PWB의 용도 및 디자인에 따라, 납, 주석, 니켈, 철, 아연, 알루미늄, 은, 금, 백금, 팔라듐 및 수은을 비롯한 다양한 다른 금속이 제조 공정에 사용될 수도 있다. PWB는 많은 부가적인 구성성분들, 예를 들어 트랜지스터, 커패시터, 열 싱크(heat sink), 집적 회로(IC), 레지스터, 종합 교환 시스템(integrated switch), 프로세서 등을 포함한다.
PWB는 잠재적으로 가공되기 어려운 폐 물질인데, 그 이유는 일단 이것이 설치되어 있던 전기 계통(electrical system)으로부터 제거되면, 이것은 거의 유용성이 없기 때문이다. 추가로, 이것은 전형적으로 위험하거나 "특별" 폐기물 스트림(waste stream)으로서 분류되는 물질로 구성된다. 이는, 다른 위험하지 않는 고체 폐기물 스트림으로부터 개별적으로 분리되고 취급되어야만 한다. 폐기물로서 취급되는 PWB는 몇가지의 유용한 폐기 옵션 중 임의의 하나를 사용하여 가공되어야만 한다. 이들 옵션들은 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 전력회사에 의한 상당한 양의 노력 및 취급이 요구된다. 추가로, 이러한 폐기 옵션들 중 일부는 폐 회로판의 파괴를 포함하지 않기 때문에, 전력회사는 또한 부적절한 취급 또는 폐기와 관련된 많은 법적 책임을 보유한다.
폐품인 전자 폐기물의 증가하는 부하에 의해 야기되는 환경 오염 및 원료물질의 낭비를 방지하기 위한 시도로서 상이한 방법들이 제안되어 왔다. 현재까지, 높은 에너지 수요를 요구하는 방법이, 상기 물질들을 재활용할 수 있도록 상기 물질들을 분리하기 위해서, 필요하다. 기계적 및 습식 제련 방법은 폐 PWB의 재활용의 전통적인 방법이었으며, 이는 전체 폐기물을 분쇄하는 단계를 포함하고, 그다음 상이한 물질 스트림들을 분리 및 농축하는 시도가 뒤따른다. 불리하게는, PWB가 분쇄되면, 금속들로부터 플라스틱 분획들만 효율적으로 해방될 수 있고, 독성 가스가 발생한다. 따라서, 기계적 방법은, 특히 귀금속에 대해서는 높은 회수율이 수득되지 않는다. 습식 제련 방법에서, 다량의 화학물질이 사용되어, 대량의 폐기물 산 및 슬러지가 유발되고, 이는 유해 폐기물로서 폐기되어야만 한다. 게다가, 화학 공정에 의한 다양한 금속들의 재활용의 전체 공정은 매우 길고 복잡하다. 폐 PWB의 건식 제련 공정을 비롯한, 열적 방법(thermal method)은, 에폭시의 열적 열화(다이옥신 및 푸란의 형성) 및 금속(Pb, Sb, As 및 Ga를 포함함)의 휘발화의 결과로서 대기 및 물로 위험한 화학물질을 방출한다. 열적 방법은 또한 높은 에너지 소비, 및 값비싼 폐 가스 정제 시스템 및 내부식성 장비를 사용해야만 하는 필요성으로 특징화된다.
추가로, 불리하게는, 물질들로부터 귀금속(예를 들어, 금)을 추출하는 본 발명의 방법은 상기 물질로부터 금을 걸러내기 위해서 독성이고 값비싼 화학물질(즉, 릭시비안트(lixiviant))의 사용을 포함한다. 금을 용해하기 위한 가장 오래된 상업적인 공정들 중 하나는 소위 말하는 "시아나이드 공정"이며, 이로써 시아나이드 이온이 금과 함께 안정한 착제를 형성한다. 시아나이드 공정의 효과는 금의 광석으로부터 금의 추출 및 금 코팅된 폐 부품으로부터의 금의 재생 둘다에 대해 그의 상업적인 용도를 유도한다. 일반적으로, 칼륨 시아나이드 용액이 "시아나이드 공정"에 사용된다. 불리하게는, 이러한 용액은 매우 독성이고 사용된 시아나이드 용액의 폐기는, 상당하고 증가되는 폐기물 폐기 및 오염 경감 제어 문제가 된다. 금은 또한 착체인 클로라우르산 HAuCl4를 수득하기 위해서, "왕수(Aqua regia)"로 공지된 염화수소산 및 질산의 혼합물을 사용하여 용해되어 왔다. 그러나, 왕수는 극도로 부식성이고, 유독 가스를 발생하고, 귀금속에 대한 어떠한 선택성도 갖지 않는다.
임의의 구성성분들 및 땜납이 없는 인쇄 배전판(즉, 나기판)은 장착된 구성성분들을 갖는 오염된 회로판보다 재활용하기에 보다 쉬운데, 그 이유는 나기판 그 자체는, 그의 표면 위에 도금된 일부 금/니켈/구리와 함께, 에폭시에 의해 접착된 구리 및 유리섬유 호일만으로 구성되기 때문이다. 나기판은 평균 오염된 인쇄 회로판의 65 내지 70중량%를 나타내기 때문에, 상기 회로판으로부터 구성성분들을 제거하는 것은 총 체적의 65 내지 70%인 보다 용이하게 재활용가능한 물질 분획의 형성을 유도한다. 이러한 접근법은, 유입되는 물질 체적 전체에 적용되는 크기 감소인 일반적인 수행법에 비해, 보다 유리하다. 게다가, 일단 상기 판으로부터 제거되면, 회수된 구성성분들은 탄탈을 함유하는 구성성분들 또는 재사용될 수 있는 구성성분들과 같이, 유형에 따라 분류되고 판매될 수 있으며, 이로써 단지 구성성분들의 믹스보다는 높은 소매가를 갖는 여러개의 생성물 스트림을 발생시킬 수도 있다.
따라서, 전술한 문제점들을 극복하거나 최소화하는 인쇄 배전판 구성요소와 같은, 폐 전기 및 전자 장치를 재활용하는 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은, 일반적으로 재사용 및/또는 회수를 위해 물질을 분리하기 위해서 인쇄 배전판을 재활용하기 위한 장치 및 공정에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 일반적으로 원자재인 화학물질 및 사용되는 기타 원료의 양을 최소화하면서, 귀금속, 베이스 금속, 땜납 금속 및 작업 직접 회로를 효율적으로 회수하도록 PWB를 재활용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
하나의 양태에서,
(a) 기계적 땜납 제거 모듈; 및
(b) 화학적 땜납 제거 모듈
을 포함하고, 상기 모듈들이 서로 연속적으로 부착되어 있는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치가 기재되어 있다.
또다른 양태에서, 기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 기계적 땜납 제거기가 상기 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 PWB가 부분적으로 제 1 조성물에 함침되는 단계; 및
침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
를 포함하는, e-폐기물의 재활용 방법이 기재되어 있다.
여전히 또다른 실시양태에서,
(a) PWB로부터 케이싱 또는 에폭시화된 구성성분들을 제거하기 위한 가열 모듈; 및
(b) 화학적 땜납 제거 모듈
을 포함하고, 상기 모듈들이 서로 연속적으로 부착되어 있는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치가 기재되어 있다.
또다른 양태에서, 가열 모듈을 사용하여 PWB로부터 하나 이상의 케이싱을 제거하되, 상기 가열 모듈이 가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하고, 상기 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 PWB가 상기 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는 단계; 및
침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
를 포함하는, e-폐기물의 재활용 방법이 기재되어 있다.
도 1은 인쇄 배전판을 재활용하기 위한 일반화된 장치 및 방법을 도시한다.
도 2는 화학적 땜납 제거기 조성물로 재활용 인쇄 배전판을 부분적으로 함침함을 도시한다.
도 3은 인쇄 배전판으로부터 땜납 제거를 위한 장치의 실시양태를 도시한다.
도 4는 인쇄 배전판으로부터 땜납 제거를 위한 장치의 또다른 실시양태를 도시한다.
도 5는 인쇄 배전판 및/또는 인쇄 배전판 구성성분들로부터 금 침출을 위한 장치의 실시양태를 도시한다.
도 6은 인쇄 배전판을 재활용하기 위한 일반화된 장치를 도시한다.
도 7은 열적 땜납 제거 장치의 내부 구성성분들의 상면도이다.
도 8은 도 7의 열적 땜납 제거 장치의 내부 구성성분들의 정면도이다.
도 9는 도 7의 열적 땜납 제거 장치의 내부 구성성분들의 측면도이다.
도 10은 가열 이전(A) 및 가열 이후(B)의 휴대폰 PWB이다.
도 11은 화학적 땜납 제거 이전(A) 및 화학적 땜납 제거 이후(B)의 도 10의 휴대폰 PWB이다.
본 발명은 일반적으로, 재사용 및/또는 회수를 위해 물질들을 분리하기 위해서, 인쇄 배전판, 집적 회로 및 인쇄 배전판 구성성분들을 재활용하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 일반적으로, 원자재(commodity) 화학물질 및 기타 재료의 사용을 최소화함과 동시에, 금속들 및 작업 구성성분들을 보다 효율적으로 회수 및 분리하는 PWB의 재활용을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
배경기술 영역에서 소개한 바와 같이, 폐 PWB 재활용의 전통적인 방법들은 환경 오염, 높은 비용의 경비 및 낮은 효율을 유발한다. 대조적으로, 본원에서 기재한 장치 및 방법은, 폐 PWB의 다양한 부분들을 외관과 화학적 및 물리적 특성에 기초하여 분리하는, 물질의 재활용에 대한 차별적인 접근법에 기반을 둔다.
인쇄 배전판(PWB)으로부터 하나 이상의 재활용가능한 물질을 제거하는 방법은, 본원에서 그 전체가 참고문헌으로 인용된 것으로, "노후 인쇄 회로판의 재활용을 위한 방법"을 제목으로 하는 것으로, 안드레 브로시유(Andre Brosseau) 등의 이름으로 2011년 4월 15일자로 출원된 국제특허출원 제 PCT/US2011/032675 호에 이전에 개시되어 있다. 폭넓게는, 국제특허출원 제 PCT/US2011/032675 호에 개시된 방법은,
(a) PWB로부터 구성성분을 방출하는 단계;
(b) 상기 PWB 및/또는 PWB 구성성분으로부터 귀금속을 회수하는 단계; 및
(c) 상기 PWB로부터 베이스 금속을 회수하는 단계
인, 상기 (a) 내지 (c) 중 하나 이상 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된다.
본 발명의 개시내용의 목적을 위해서, "전자 폐기물" 또는 "e-폐기물"은 그의 유효 수명의 마지막에 도달하거나 아니면 이미 폐기된 것인, 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 수신기, 전자 패드, 휴대폰, 비디오 카메라, 디지탈 카메라, DVD 플레이어, 비디오 게임 콘솔, 팩스기기, 복사기, MP3 플레이어, 및 유사한 제품들에 해당한다. 전자 폐기물 또는 e-폐기물은 이러한 공지된 품목 안에 함유되어 있는 구성성분들, 예를 들어 인쇄 배전판 및 그 위에 함유된 구성성분들(예를 들어, 트랜지스터, 커패시터, 열 싱크, IC, 레지스터, 종합 교환 시스템, 칩 및 프로세서)을 포함한다.
일반적인 개시의 목적을 위해서, 나기판은 종이, 저 유전체의 플라스틱, 얇고 가요성인 플라스틱, 세라믹/금속, 유리섬유, 에폭시 및 구리 호일을 포함하는 것으로 기재되어 있다. 당업계의 숙련자들에 의해 인식되는 바와 같이, "유리섬유"는 유리-강화된 플라스틱 또는 유리섬유 강화된 플라스틱이고 플라스틱 및 유리를 포함하는 임의의 물질에 해당될 것이다.
본원에 사용시, "귀금속"이란 금, 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 오스뮴, 레늄, 루테늄 및 이들을 포함하는 합금과 같은 금속류를 포함한다.
본원에 사용시, "베이스 금속"은, 철, 니켈, 아연, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴, 탄탈, 마그네슘, 코발트, 비스무쓰, 카드뮴, 티탄, 지르코늄, 안티몬, 망간, 베릴륨, 크롬, 게르마늄, 바나듐, 갈륨, 하프늄, 인듐, 니오븀, 레늄, 탈륨, 이를 포함하는 합금, 및 이들의 조합에 해당한다.
본원에 사용시, "구리"란, Cu(0) 금속 뿐만 아니라 Cu(0)를 포함하는 합금에 해당한다.
"실질적으로 결핍된"이란, 본원에서 2 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만으로 정의된다. "결핍된"이란 0 중량%에 해당한다.
본원에 사용시, "약"은 언급된 값의 ±5%에 해당한다.
본원에서 정의시, "착화제"는 당업계의 숙련자들에 의해, 착화제, 킬레이트화제, 금속이온봉쇄제 및 이들의 조합일 수도 있는 화합물을 포함한다. 착화제는 본원에서 기술된 조성물을 사용하여 제거될 금속 원자 및/또는 금속 이온과 화학적으로 조합되거나 물리적으로 회합될 것이다.
본원 기재의 목적을 위해서, "인쇄 배전판" 및 "인쇄 회로판"은 동의어이고 상호교환적으로 사용될 수도 있다.
본원에 사용시, "분리"라는 용어는 PWB로부터 구성성분(들)을 완전히 제거하는 것 또는 PWB로부터 구성성분(들)을 부분적으로 제거하는 것에 해당하며, 여기서 PWB로부터 구성성분의 부분적 분리는 PWB에 구성성분(들)을 고정하는 땜납의 약화에 해당되며, 분리의 나머지는 다른 방법에 의해 수행될 수도 있다.
본원에 사용시, 귀금속, 베이스 금속 및/또는 탄탈-함유 금속에 대해 납- 또는 주석-함유 땜납을 "제거하는 것"은, 납- 또는 주석-함유 땜납 금속의 적어도 일부를 기계적으로 제거하거나, 납- 또는 주석-함유 땜납 금속 또는 이온이 제거 조성물에 실질적으로 용해되거나 다르게는 가용화되면서, 바람직하게는 용해되면서, 다른 금속들은 기계적으로 제거되거나, 실질적으로 용해되거나 그렇지 않으면 가용화되지 않는 것을 의미한다. "실질적으로 용해된다"는 본원에서, 원래 존재하는 물질의 95 중량% 초과, 바람직하게는 98 중량% 초과, 보다 바람직하게는 99 중량% 초과, 가장 바람직하게는 99.9 중량% 초과가 용해되거나 그렇지 않으면 가용화되는 것을 의미한다. "실질적으로 용해되지 않는다"란 본원에서, 원래 존재하는 물질의 5 중량% 미만, 바람직하게는 2 중량% 미만, 보다 바람직하게는 1 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만이 용해되거나 그렇지 않으면 가용화되는 것을 의미한다.
본원에 사용시, "침출"이란 용어는 PWB 및/또는 PWB 구성성분으로부터 금 또는 기타 귀금속이 침출 조성물로 완전히 제거 또는 추출되는 것이나, PWB 및/또는 PWB 구성성분으로부터 금 또는 기타 귀금속이 침출 조성물로 부분적으로 제거 또는 추출되는 것에 해당한다. 금 또는 기타 귀금속은 침출 조성물에 용해되거나 다르게는 가용화되고, 바람직하게는 용해된다.
본원에서 정의시, PWB 및/또는 PWB 구성성분들을 크러슁(crushing)하는 것은, PWB 및/또는 PWB 구성성분의 금 및 기타 귀금속을, 침출 조성물에 실질적으로 노출시키는 임의의 방법, 예를 들어 크랙킹, 분쇄 또는 채치기하는 것에 해당한다. 바람직하게는, PWB 구성성분들은 크랙킹되어, 분쇄 또는 채치기의 결과로서 손실되는 금 또는 기타 귀금속의 양을 최소화한다. 폐품이 분쇄되면, 여기서 금 분진들이 분리된 스트림에 부착되어 자석 분획으로 손실되어, 귀금속이 손실될 수 있다. 따라서, 크러슁은, 금 또는 기타 귀금속의 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 더욱 보다 바람직하게는 2% 이하가 가공, 예를 들어 분쇄 또는 채치기로 손실되는 방법으로서 추가로 정의된다. 게다가, e-폐기물을 클러슁하는 것은, 해로운 금속 및 브롬화된 난연제를 함유하는 분진의 방출을 최소화함으로써 인간 건강에 대한 위험을 최소화한다.
당업계의 숙련자들에게, "요오드"는 I2 분자에 해당하며, "요오다이드"(I-)는 음이온이거나 염으로서 제공됨을 이해할 것이다. 요오다이드 염은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 리튬 요오다이드, 나트륨 요오다이드, 칼륨 요오다이드, 암모늄 요오다이드, 칼슘 요오다이드, 마그네슘 요오다이드, 및 테트라알킬암모늄 요오다이드를 포함하되, 여기서 알킬기는 다른 기들과 동일하거나 상이할 수도 있으며 직쇄형 C1 내지 C6 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실) 및 분지형 C1 내지 C6 알킬로 구성된 군 중에서 선택된다.
본원에서 정의시, "탄소"란 결정형 흑연, 부정형 흑연, 그라핀, 열분해 흑연, 흑연 옥사이드, 흑연 섬유, 탄소 나노튜브, 전도성 카본, 흑연화된 탄소, 또는 흑연의 알파형(6방정계로 정렬된 탄소 원자) 또는 베타형(능면체형으로 정렬된 탄소 원자)을 포함하는 임의의 탄소질 종들을 포함한다.
조성물들은 이후에 보다 충분히 설명하는 바와 같이 폭넓게 다양한 특정 배합물에 포함될 수도 있다. 조성물의 특별한 구성성분들이 0인 하한치를 포함하는 중량평균 범위와 관련하여 논의되는 모든 이러한 조성물에서, 이러한 구성성분들이 조성물의 다양한 구체적인 실시양태에서 존재하거나 부재할 수 있다는 점, 및 이러한 구성성분들이 존재하는 경우에, 이들은 이러한 구성성분들이 사용되는 조성물의 총량을 기준으로 0.001중량% 정도로 낮은 농도로도 존재할 수도 있다는 점이 이해될 것이다.
PWB로부터 땜납을 선택적으로 제거하기 위한 제 1 장치 및 방법
구성성분들은 납, 주석 또는 납-주석 땜납(이것은 일반적으로 70Sn/30Pb, 60Sn/40Pb 또는 63Sn/37Pb와 함께 참여함)으로 PWB의 표면에 전형적으로 부착되어 있다. 특정 적용례에서, Ag-Sn 땜납이 사용된다. 현재, 구성성분 제거를 위한 PWB의 땜납 제거는, 땜납을 용융 온도까지 가열하여, 해방된 구성성분들이 PWB로부터 분리되고 액체 땜납이 수집되는 단계를 포함한다. PWB를 재활용하기 위해 적용되는 이러한 방법은, (i) 납 및 주석이 낮은-휘발성 금속이기 때문에, 이러한 가열 및 용융이 주변 공기에 높은 수준의 오염 방출을 발생시킬 것이라는 점; 및 (ii) 재사용을 위해 구성성분들을 허용불가능하게 만들 정도로 열이 구성성분들을 손상시킬 것이라는 점의 2개의 주요 단점을 갖는다.
본 발명의 발명자들은 조성물을 사용하는 제 PCT/US2011/032675 호에서의 인쇄 배전판으로부터 인쇄 배전판 구성성분을 분리하는 방법을 이전에 개시하였다. 폭넓게, 상기 방법은, 인쇄 배전판 구성성분이 땜납 또는 일부 다른 부착 수단을 사용하여 인쇄 배전판에 붙어 있는 인쇄 배전판과 제 1 조성물을 접촉시켜 상기 인쇄 배전판으로부터 인쇄 배전판 구성성분들을 선택적으로 제거하는 단계를 포함한다. 효율적이지만, 발명자들은 PWB로부터 PWB 구성성분들을 제거하기 위해 제 1 조성물의 효율을 증가시키고자 하였다.
상기 목적을 위해, 하나의 양태에서, 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치가 기술되되, 여기서 상기 장치는 기계적 땜납 제거 수단 및 화학적 땜납 제거 수단을 포함한다(예를 들어, 도 1 참고). 기계적 땜납 제거 수단은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 절삭 블레이드, 연마제 물질(예를 들어, 알루미늄 옥사이드, 규소 카바이드, 텅스텐 카바이드 또는 가넷을 포함하는 결합된 물질, 또는 연마지와 같은 코팅된 물질), 그라인더, 고압수 또는 적어도 일부의 땜납을 상기 표면으로부터 제거할 수 있는 임의의 다른 수단들을 포함한다. 기계적 땜납 제거 수단은 바람직하게는 액체(예를 들어, 물)에 함침되고, 진탕기, 예를 들어 브러쉬, 갈퀴; 또는 땜납의 제거를 보조하기 위해서 PWB에 수평으로 및/또는 수직으로 정렬되는 취입 가스 또는 액체를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 기계적 땜납 제거 수단은 땜납의 약 25% 이상, 보다 바람직하게는 땜납의 약 35% 이상, 더욱 보다 바람직하게는 땜납의 약 45% 이상을 기계적으로 제거할 수 있는, 물에 함침된 절삭 블레이드를 포함한다. 절삭 블레이드의 갯수는, 장치의 셋업 및 처리량에 따라, 약 1 내지 약 500개의 범위일 수 있다. 이러한 양태는 특히 납계 땜납을 갖는 구성성분들을 포함하는 PWB의 경우 특히 유용하다.
화학적 땜납 제거 수단은, 표면을 제 1 조성물에 노출시켜 이로부터 땜납의 화학적 제거를 수행하는 임의의 장치를 포함한다. 제 1 조성물로의 상기 표면의 노출이 임의의 적합한 수단, 예를 들어 표면에 제 1 조성물을 분사하거나, 제 1 조성물의 체적에 상기 표면을 담그거나, 상기 표면을, 그 위에 제 1 조성물이 흡수되어 있는 다른 물질, 예를 들어 패드 또는 섬유성 흡수제 도포기 구성요소와 접촉하거나, 상기 표면을 재순환 조성물과 접촉하거나, 또는 제 1 조성물이 제거될 물질과 접촉하게 될 임의의 기타 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있음이 이해되어야만 한다. 바람직한 실시양태에서, 표면을 일정 체적의 제 1 조성물에 담그되, 여기서 상기 체적은, 표면을 포함하는 전체 PWB가 함침되거나 다르게는 PWB가 부분적으로 함침되어 단지 상기 땜납을 포함하는 표면이 제 1 조성물 안에 존재하기에(예를 들어, 도 2 참고) 실질적으로 충분한 양일 수 있다. PWB가 단지 판의 한쪽에만 땜납을 갖는 경우에는 부분적 함침이 특히 선호된다. 도 2에서, 전체 판이 아니라 땜납을 포함하는 PWB의 표면만 함침되어 있다. 도 2에서 PWB 두께에 대한 액체의 수준은 단지 가시적 설명을 위한 것이며 당업계의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이 변할 수 있음을 인식해야만 한다. 추가로, 도 2에 도시된 "플랫폼"은 상기 PWB를 상기 용기의 바닥부로부터 올리기 위한 것으로 (도시된 바와 같은) 롤러로 제한되지 않으며, PWB를 용기의 바닥부 위로 올릴 수 있는 것으로서, 고정형 평면(고체이거나 공극 또는 홀을 갖는 것 두가지 모두), 벨트, 발판, 돌출부(곡선형, 뽀족한 또는 편평한 피크를 가짐), 또는 임의의 다른 수단들을 포함할 수 있다. 화학적 땜납 제거 수단은 진탕기, 예를 들어 브러쉬, 갈퀴; 또는 땜납의 제거를 보조하기 위해서 PWB에 수평으로 및/또는 수직으로 정렬된 취입 가스 또는 액체를 추가로 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은, 제 1 양태의 하나의 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
기계적 땜납 제거기;
화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 자동으로 또는 수동으로 기계적 땜납 제거기로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다.
도 3에 도시된 바와 같은, 상기 제 1 양태의 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
기계적 땜납 제거기;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거기로서, 여기서 PWB가 상기 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는, 화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 기계적 땜납 제거기로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 자동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같은, 상기 제 1 양태의 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
상기 표면으로부터 땜납을 기계적으로 제거하기 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, 기계적 땜납 제거기;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 자동으로 기계적 땜납 제거기로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같은, 제 1 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
상기 표면으로부터 땜납을 기계적으로 제거하기 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, 기계적 땜납 제거기;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거기로서, 상기 PWB가 상기 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는, 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 기계적 땜납 제거기로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 자동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
일부 직접 회로(IC)(예를 들어, 노쓰 브릿지 및 사우쓰 브릿지 IC 및 CPU)는 에폭시를 사용하여 PWB에 고정되고, 이로써 본원에서 기술한 기계적 및 화학적 제거 수단을 사용하여 용이하게 제거되지 않는다. 따라서, 다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는, 에폭시를 연화하여 IC류가 용이하게 제거되어 PWB로부터의 구성성분들 및 땜납의 제거를 완료하도록 하는 가열 모듈을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 상기 가열 모듈(110)은, 에폭시를 가열하고 그 이후에 PWB로부터 에폭시화된 IC를 제거하기 위한 진탕 수단을 포함하는, 가열 메카니즘을 통해 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 유닛을 포함한다. 예를 들어, 도 7은 본원에서 고려된 가열 모듈의 상면도를 도시하되, 여기서 PWB를 이동시키기 위한 수단은 롤러 체인(130)이지만, 트랙, 벨트 및 링크 체인을 비롯하여 PWB를 이동하는 기타 수단이 고려된다. 예를 들어, PWB를 이동시키기 위한 수단은, 트랙의 상부를 따라 이동하는 휠을 갖는 트랙일 수 있다. 예시된 롤러 체인 메카니즘은 사슬 톱니(140)를 포함하며, 여기서 하나의 사슬 톱니는 축 구동될 수 있고 가변적인 속도로 작동할 수 있고, 나머지 사슬 톱니는 프리 휠일 수 있다. PWB를 이동시키기 위한 롤러 체인 또는 다른 수단들은 거의 직사각형을 갖는 원주를 띠지만, 대안의 원주 형태도 고려된다.
PWB(150)를 이동시키기 위한 롤러 체인 또는 기타 수단들에 부착되어 있는 것은 클립 또는 클램프(도 8 및 9의 190 참조, 이는 본원에서 고려되는 가열 모듈의 정면도 및 측면도 각각을 도시함) 또는 다른 보유(holding) 수단이며, 이들에 의해 PWB는 롤러 체인(130)에 수동으로 또는 자동으로 매달릴 수 있다. 바람직하게는, PWB는 가열 메카니즘(120)으로 들어가기 직전에 부착 영역(170)에서 클립으로 고정된다. 클립(190)은 클립 지지 클램프(210)에 의해 인도되며, 이는 PWB를 이동시키기 위한 롤러 체인 또는 기타 수단을 일주한다. PWB는 수동으로 또는 자동으로 탈착 영역(180)에서 제거되고, 여기서 PWB는 롤러 체인으로부터 풀린다. 예를 들어, 클립(190)을 개방하고 상기 판들을 수집하는 골(230)로 PWB를 떨어뜨리도록 솔레노이드가 탈착 영역(180)에 배치될 수 있다.
가열 메카니즘(120)과 관련하여, 예를 들어 저항 가열 코일을 사용하여 가열될 수 있는 2개의 동등한 크기의 평행 유닛으로서 설명되어 있다. 제거될 특정 물질에 따라, 가열 메카니즘(120)은 적절한 온도로 가열될 수 있고, PWB는 이를 통과하여 이동될 수 있다. 에폭시의 융점 미만으로 온도를 유지함으로써, 유해하거나 독성인 증기의 동시적 방출 없이 에폭시가 유화될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 가열 메카니즘(120)은 바람직하게는 약 100 내지 약 400℃의 범위인 온도로 가열될 수 있다. 가장 바람직하게는, 상기 온도는 제거될 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 설정된다. 가열 메카니즘을 포함하는 영역이 배기될 수 있고 상기 공기가 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이 스크러빙되거나 여과될 수 있음이 이해되어야만 한다.
도 9를 보면, 브러쉬(220)는 가열 메카니즘 안에 배치되어, 에폭시의 연화 이후에, 에폭시화된 IC가 PWB 칩으로부터 용이하게 블러슁되어 제거될 수 있다. 브러쉬(220)를 위한 기타 위치는 예를 들어 가열 메카니즘(120)의 외부에도 상상된다. 바람직하게는, 브러쉬(220)는 스테인레스 강 거센 털을 갖는다. 브러쉬에 대한 대안은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 고압 가스 또는 액체, 갈퀴, 음파 에너지 및 레이져 에너지를 포함한다. 하나의 구체적인 실시양태에서, 가열 메카니즘(120)은, 바람직하게는 가열기 및 브러쉬를 PWB로 밀거나 이로부터 철수하도록 하는 수단을 포함한다. 예를 들어, 가열기 및 브러쉬는 기계적으로, 공기압으로, 수압으로 또는 전자기적으로 밀어질 수 있다.
실제로, PWB(150)는 부착 영역에서 롤러 체인에 부착되고, 그다음 가열 메카니즘(120)으로 도입되어, 이로써 온도는 에폭시의 융점 미만이 된다. 동시에, 브러쉬(220)는 PWB(150)로부터 에폭시화된 IC를 제거하고, 상기 IC를 부품 서랍(200)에 떨어뜨린다. IC 제거된 PWB는 가열 메카니즘(120)을 나가서 예를 들어 상온으로 곧바로 냉각된다. PWB가 롤러 체인을 따라 이동함에 따라, 탈착 영역(180)에 도달하고 PWB가 풀려서 개방 골(230)로 떨어진다. 후속적으로 IC 및/또는 PWB는 화학적 땜납 제거 수단으로 수동으로 또는 자동으로 움직이다(예를 들어, 이송된다).
따라서, PWB로부터 에폭시화된 구성성분들을 제거하기 위한 가열 모듈 장치는, 가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하되, 여기서 상기 가열 메카니즘은, 일단 에폭시가 연화되어 구성성분들이 PWB로부터 제거될 수 있다면, 구성성분들을 제거하기 위한 진탕 수단을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 진탕 수단은 브러쉬를 포함하고 가열 메카니즘을 통해 PWB를 움직이게 하는 수단은 롤러 체인을 포함한다. PWB는 클립 또는 다른 클램핑 수단을 사용하여 롤러 체인으로부터 매달릴 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘은 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
가열 및 에폭시-코팅된 IC의 제거 이후에, PWB가 도 3에서의 옵션에서 도시한 바와 같이, 화학적 땜납 제거기, 세정 모듈, 및 건조 모듈에 재-도입될 수 있음도 추가로 고려된다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같은, 상기 제 1 양태의 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는:
기계적 땜납 제거기;
화학적 땜납 제거기;
가열 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 자동으로 또는 수동으로 기계적 땜납 제거기로부터 화학적 땜납 제거로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 가열 모듈은 화학적 땜납 제거기와 세정 모듈 사이에 배치될 수 있거나, 다르게는 가열 모듈은 건조 모듈 이후에 배치될 수 있다. 가열 모듈이 건조 모듈 이후에 배치되는 경우, PWB를 동일한 세정 및 건조 모듈로 향하게 함으로써(도 3에서 개략적으로 도시함), 또는 다르게는 PWB를 제 2의 세정 모듈 및 제 2의 건조 모듈로 향하게 함으로써, 바람직하게는 표면이 다시 세정 및 건조됨을 알아야만 한다. 에폭시-코팅된 IC의 가열 및 제거 이후에, PWB가, 도 3에서의 옵션으로서 도시된 바와 같이, 화학적 땜납 제거기, 세정 모듈 및 건조 모듈에 재도입될 수 있음도 추가로 고려된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 기계적 땜납 제거기는 상기 표면으로부터의 땜납의 기계적 제거를 위해 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함한다. 바람직하게는, 화학적 땜납 제거기는 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하되, 여기서 PWB는 상기 제 1 조성물에 부분적으로 함침된다. 바람직하게는, 진탕기는 브러쉬, 갈퀴 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
각각의 경우에, 세정 모듈은 이로부터 제 1 조성물을 제거하기 위해 PWB의 세정 수단을 포함한다. 표면의 세정은 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 상기 표면 위로 세정 조성물을 분사하거나, 일정 체적의 세정 조성물에 표면을 담그거나, 예를 들어 상기 표면을 그 위에 제 1 조성물이 흡수되어 있는 다른 물질, 예를 들어 패드 또는 섬유성 흡수제 도포기 구성요소와 접촉하거나, 상기 표면을, 재순환 세정 조성물과 접촉하거나, 또는 세정 조성물이, 제거될 물질과 접촉하게 하는 임의의 기타 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 세정 조성물은 물을 포함한다.
각각의 경우에, 건조 모듈은 PWB를 건조하기 위한 수단을 포함한다. 바람직한 건조 수단은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 질소 가스, 아이소프로판올, 재생 공기, 고온 공기 또는 SEZ(스핀 가공 기술)를 포함한다.
상기 장치의 각각의 실시양태는 건조 이후에 배치된 구성성분 수집기를 추가로 포함할 수 있음을 이해해야만 한다.
제 2 양태에서, 제 1 양태의 장치는 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하는 공정에 사용되며, 상기 공정은 일반적으로 기계적 땜납 제거 수단을 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계; 및 화학적 땜납 제거 수단을 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계를 포함한다. 이러한 양태는 특히 납계 땜납을 갖는 구성성분을 포함하는 PWB의 경우 유용하다. 바람직하게는, 상기 땜납의 약 25% 이상, 상기 땜납의 약 35% 이상, 더욱 보다 바람직하게는 상기 땜납의 약 45% 이상이 기계적 땜납 제거 수단을 사용하여 제거된다. 바람직하게는, 땜납의 약 90% 이상, 보다 바람직하게는 땜납의 약 95% 이상, 보다 바람직하게는 땜납의 약 99% 이상이, 상기 공정을 사용하여 제거된다.
제 2 양태의 하나의 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 기계적 땜납 제거기가 상기 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 단계; 및
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 PWB의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 2 양태의 또다른 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계; 및
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 PWB가 부분적으로 제 1 조성물에 함침되는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 PWB의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 2 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 기계적 땜납 제거기가 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 단계; 및
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 PWB가 상기 제 1 조성물에 부분적으로 함침되는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 PWB의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 2 양태의 방법은 에폭시-코팅된 구성성분들을 제거하기 위해서 PWB의 표면을 가열하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 제 2 양태의 또다른 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계; 및
가열 수단을 사용하여 에폭시-도포된 구성성분들을 제거하는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 PWB의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다 바람직하게는, 기계적 땜납 제거기는 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위해 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함한다. 바람직하게는, 화학적 땜납 제거기는 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 PWB가 상기 제 1 조성물에 부분적으로 함침된다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
유리하게는, 제 1 양태의 장치 및 제 2 양태의 방법은 폐 PWB로부터 구성성분들 및 땜납을 제거하기 위한 보다 환경-친화적 방법을 제공한다. 상기 방법은 약 35℃ 미만의 가공 온도에서 수행되어, 방출된 납 증기 및 대량의 공기를 배기 및 스크러빙해야할 필요를 배제할 수 있다. 추가로, 기계적 땜납 제거는 액체에서 우선적으로 수행되기 때문에(예를 들어, 블레이드들이 물에 함침되기 때문에), 위험한 납-함유 분진이 발생되지는 않는다. 추가로, 제 1 조성물에 PWB의 부분적 함침과 관련된 이점은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 보다 소량의 습윤된 화학물질이 소비되고, 보다 소량의 습윤된 화합물질이 폐기될 필요가 있고, 보다 소량의 세정 조성물이 사용된다. 추가로, 바람직하게는 상기 장치는 완전히 자동화되고 PWB는 모듈로부터 모듈로 이송된다. PWB의 표면으로부터 땜납의 제거 방법은 결과적으로 PWB의 표면으로부터 전자 구성성분들의 분리를 유발하여, 선택적으로 귀금속과 베이스 금속 및 인쇄된 회로 적층물의 노출된 에폭시에는 영향을 미치지 않으면서 땜납 금속들을 선택적으로 제거한다. 상기 장치 및 방법은, 전자 구성성분들을 재생하고 단지 구리, 유리섬유 강화 에폭시 및 금/니켈/구리 도금을 함유하는 보다 용이하게 재활용가능한 나기판의 스트림을 형성함을 포함하는, 폐 PWB를 재활용/재작업하기 위한 빠르고 경제적으로 효율적인 방법을 제공한다.
제 1 조성물은 상기 PBW 위에 동시에 존재하는, 귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속에 대해 땜납을 선택적으로 제거하도록 배합된다. 바람직하게는, 상기 땜납은 납, 주석 또는 납과 주석의 조합을 포함한다. 납 및/또는 주석-함유 물질을, 이들을 위에 갖는 PWB로부터 제거하기 위한 본원에서 기술한 조성물의 사용에 있어서, 제 1 조성물은 전형적으로 약 5초 내지 약 180분, 바람직하게는 약 1분 내지 60분, 가장 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분의 시간 동안 약 20℃ 내지 약 85℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위의 온도에서 상기 표면과 접촉한다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적이며, PWB로부터 제거될 땜납을 제거하기에 효과적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건이 사용될 수도 있다.
하나의 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 제 1 조성물은 추가로 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 유기 용매, 및/또는 귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제를 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 하나의 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제와 함께 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 산화제, 및 귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제, 하나 이상의 산화제, 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 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 베이스 금속을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 제 1 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 그의 조합이 없다. 여전히 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제 및 귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 제 1 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 그의 조합이 없다. 추가의 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 유기 용매, 및 귀금속 및/또는 구리 물질을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 제 1 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 그의 조합이 없다. 여전히 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 유기 용매, 및 귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 제 1 조성물에는 실질적으로 황산이 없다. 이러한 조성물은 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 베이스 금속에 비해 납 및/또는 주석-함유 물질에 대한 선택도를 보유하여, 땜납을 위한 욕(bath)의 부하를 증가시키고 제 1 조성물의 욕-수명을 증가시킨다. 납 및/또는 주석에 대해 선택적인 이온-교환 수지가 욕의 수명을 추가로 연장하기 위해서 제 1 조성물과 함께 사용될 수 있다. 제 1 조성물은 수성 조성물임을 이해해야만 한다.
당업계의 숙련자들에게 제 1 조성물은 제 2 양태의 공정의 제 1 조성물의 단지 한가지 버젼을 나타냄을 이해해야만 한다. 다른 조성물도 당업계의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 제 2 양태의 공정에서의 사용이 고려된다.
산화제는 금속을 산화시켜 이온 형태로 제거하고 용해된 금속의 고도로 가용성인 염을 모으기 위해서 조성물에 포함된다. 본원에서 고려된 산화제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 오존, 질산(HNO3), 기포화 공기, 사이클로헥실아미노설폰산, 과산화수소(H2O2), 오존(칼륨 퍼옥시모노설페이트, 2KHSO5·KHSO4·K2SO4), 암모늄 다원자성 염(예를 들어, 암모늄 퍼옥소모노설페이트, 암모늄 클로라이트(NH4ClO2), 암모늄 클로레이트(NH4ClO3), 암모늄 요오데이트(NH4IO3), 암모늄 퍼보레이트(NH4BO3), 암모늄 퍼클로레이트(NH4ClO4), 암모늄 퍼요오데이트(NH4IO3), 암모늄 퍼설페이트((NH4)2S2O8), 암모늄 하이포클로라이트(NH4ClO)), 나트륨 다원자성 염(예를 들어, 나트륨 퍼설페이트(Na2S2O8), 나트륨 하이포클로라이트(NaClO)), 칼륨 다원자성 염(예를 들어, 칼륨 요오데이트(KIO3), 칼륨 퍼망가네이트(KMnO4), 칼륨 퍼설페이트, 칼륨 퍼설페이트(K2S2O8), 칼륨 하이포클로라이트(KClO)), 테트라메틸암모늄 다원자성 염(예를 들어, 테트라메틸암모늄 클로라이트((N(CH3)4)ClO2), 테트라메틸암모늄 클로레이트((N(CH3)4)ClO3), 테트라메틸암모늄 요오데이트((N(CH3)4)IO3), 테트라메틸암모늄 퍼보레이트((N(CH3)4)BO3), 테트라메틸암모늄 퍼클로레이트((N(CH3)4)ClO4), 테트라메틸암모늄 퍼요오데이트((N(CH3)4)IO4), 테트라메틸암모늄 퍼설페이트((N(CH3)4)S2O8)), 테트라부틸암모늄 다원자성 염(예를 들어, 테트라부틸암모늄 퍼옥소모노설페이트), 퍼옥소모노황산, 우레아 과산화수소((CO(NH2)2)H2O2), 퍼아세트산(CH3(CO)OOH), 나트륨 니트레이트, 칼륨 니트레이트, 암모늄 니트레이트, 황산, 및 이들의 조합을 포함한다. 본 발명의 개시내용 때문에, 산화제 그 자체는 아니지만, 산화제는 추가로 알칸설폰산류(예를 들어, 메탄설폰산(MSA), 에탄설폰산, 2-하이드록시에탄설폰산, n-프로판설폰산, 아이소프로판설폰산, 아이소부텐설폰산, n-부탄설폰산, n-옥탄설폰산), 벤젠설폰산, 벤젠설폰산 유도체(예를 들어, 4-메톡시벤젠설폰산, 4-하이드록시벤젠설폰산, 4-아미노벤젠설폰산, 4-니트로벤젠설폰산, 톨루엔설폰산, 헥실벤젠설폰산, 헵틸벤젠설폰산, 옥틸벤젠설폰산, 노닐벤젠설폰산, 데실벤젠설폰산, 운데실벤젠설폰산, 도데실벤젠설폰산, 트라이데실벤젠설폰산, 테트라데실벤젠 설폰산, 헥사데실벤젠 설폰산, 3-니트로벤젠설폰산, 2-니트로벤젠설폰산, 2-니트로나프탈렌설폰산, 3-니트로나프탈렌설폰산, 2,3-다이니트로벤젠설폰산, 2,4-다이니트로벤젠설폰산, 2,5-다이니트로벤젠설폰산, 2,6-다이니트로벤젠설폰산, 3,5-다이니트로벤젠설폰산, 2,4,6-트라이니트로벤젠설폰산, 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 포함한다. 산화제는 산화제로서 본원에서 정의된 임의의 종들의 조합을 포함할 수 있다. 산화제는, 제 1 조성물을 PWB에 도입하기 이전에, 또는 다르게는 PWB에서, 즉 동시에, 제조회사에서 제 1 조성물에 도입될 수도 있다. 산화제는 바람직하게는 0.1 내지 90체적%의 범위, 보다 바람직하게는 10 내지 60체적%의 범위, 가장 바람직하게는 25 내지 45체적%의 범위의 양으로 제 1 조성물에 존재할 수도 있다. 바람직하게는, 산화제는 퍼옥사이드 화합물, 옥손, 질산 및/또는 메탄설폰산을 포함한다. 가장 바람직하게는, 산화제는 메탄설폰산을 포함한다.
존재하는 경우, 효율적인 양의 질산은 땜납 제거 공정의 가속화제로서 작용하는 것으로 생각된다. 따라서, 일부 실시양태에서, 제 1 조성물의 산화제는 바람직하게는 알칸 설폰산(예를 들어, MSA) 및 질산을 포함하되, 상기 알칸 설폰산은 0.1 내지 90체적%, 보다 바람직하게는 10 내지 60체적%, 가장 바람직하게는 25 내지 45체적%의 양으로 존재하고, 질산은 약 0.1 내지 80체적%, 바람직하게는 약 1 내지 45체적%, 가장 바람직하게는 5 내지 15체적%의 양으로 존재한다.
착화제는 산화제에 의해 생성된 이온을 착체화하기 위해서 포함된다. 본원에서 고려되는 착화제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, β-다이케토네이트 화합물류, 예를 들어 아세틸아세토네이트, 1,1,1-트라이플루오로-2,4-펜탄다이온, 및 1,1,1,5,5,5-헥사플루오로-2,4-펜탄다이온; 카복실레이트류, 예를 들어 폼에이트 및 아세테이트 및 기타 장쇄 카복실레이트; 및 아마이드(및 아민), 예를 들어 비스(트라이메틸실릴아마이드) 사량체를 포함한다. 부가적인 킬레이트화제는, 아민 및 아미노산(즉, 글리신, 세린, 프롤린, 루신, 알라닌, 아스파르긴, 아스파르트산, 글루타민, 발린 및 리신), 시트르산, 아세트산, 말레산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 포스폰산, 포스폰산 유도체, 예를 들어 하이드록시에틸리덴 다이포스폰산(HEDP), 1-하이드록시에탄-1,1-다이포스폰산, 니트릴로-트리스(메틸렌포스폰산), 니트릴로트라이아세트산, 이미노다이아세트산, 에티드론산, 에틸렌다이아민, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 및 (1,2-사이클로헥실렌다이니트릴로)테트라아세트산 (CDTA), 요산, 테트라글라임, 펜타메틸다이에틸렌트라이아민(PMDETA), 1,3,5-트리아진-2,4,6-싸이티올 트라이나트륨 염 용액, 1,3,5-트리아진-2,4,6-싸이티올 트라이암모늄 염 용액, 나트륨 다이에틸다이티오카바메이트, 하나의 알킬기(R2 = 헥실, 옥틸, 데세일 또는 도데실) 및 하나의 올리고에터(R1(CH2CH2O)2, 여기서 R1 = 에틸 또는 부틸)를 갖는 2-치환된 다이티오카바메이트류, 암모늄 설페이트, 모노에탄올아민(MEA), 드퀘스트(Dequest) 2000, 드퀘스트 2010, 드퀘스트 2060s, 다이에틸렌트라이아민 펜타아세트산, 프로필렌다이아민 테트라아세트산, 2-하이드록시피리딘 1-옥사이드, 에틸렌다이아민 다이숙신산(EDDS), N-(2-하이드록시에틸)이미노다이아세트산(HEIDA), 나트륨 트라이포스페이트 펜타 베이직, 그의 나트륨 및 암모늄 염, 암모늄 클로라이드, 나트륨 클로라이드, 리튬 클로라이드, 칼륨 클로라이드, 암모늄 설페이트, 염산, 황산 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 상기 착화제는 HEDP, HEIDA, EDDS, 그의 나트륨 또는 암모늄 염, 황산, 또는 이들의 조합을 포함한다. 산화제 대 착화제의 양은, 체적%를 기준으로 약 10:1 내지 약 1:10, 바람직하게는 약 5:1 내지 약 1:5, 더욱 보다 바람직하게는 약 2:1 내지 약 1:2의 범위로 존재하되, 산화제 구성성분은 희석되고 약 1중량% 내지 약 50중량%로 존재하며(예를 들어, 일정 체적의 30중량%의 양의 과산화수소), 착화제 구성성분은 희석되고 약 1중량% 내지 약 50중량%의 중량%로 존재한다(예를 들어, 일정 체적의 1중량% HEDP). 예를 들어, 제 1 조성물은 30중량%의 과산화수소의 1체적부 + 1중량% 착화제의 1체적부를 포함할 수 있다.
귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속을 부동화하기 위한 부동화제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 아스코브산, 아데노신, L(+)-아스코브산, 아이소아스코브산, 아스코브산 유도체, 시트르산, 에틸렌다이아민, 갈릭산, 옥살산, 타닌산, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 요산, 1,2,4-트리아졸(TAZ), 트리아졸 유도체(예를 들어, 벤조트리아졸(BTA), 톨릴트리아졸, 5-페닐-벤조트리아졸, 5-니트로-벤조트리아졸, 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트리아졸, 1-아미노-1,2,4-트리아졸, 하이드록시벤조트리아졸, 2-(5-아미노-펜틸)-벤조트리아졸, 1-아미노-1,2,3-트리아졸, 1-아미노-5-메틸-1,2,3-트리아졸, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 3-머캅토-1,2,4-트리아졸, 3-아이소프로필-1,2,4-트리아졸, 5-페닐티올-벤조트리아졸, 할로-벤조트리아졸류(할로 = F, Cl, Br 또는 I), 나프토트리아졸), 4-아미노-1,2,4-트리아졸(ATAZ), 2-머캅토벤즈이미다졸(MBI), 2-머캅토벤조티아졸, 4-메틸-2-페닐이미다졸, 2-머캅토티아졸린, 5-아미노테트라졸(ATA), 5-아미노-1,3,4-티아디아졸-2-티올, 2,4-다이아미노-6-메틸-1,3,5-트리아진, 티아졸, 트리아진, 메틸테트라졸, 1,3-다이메틸-2-이미다졸리다이논, 1,5-펜타메틸렌테트라졸, 1-페닐-5-머캅토테트라졸, 다이아미노메틸트리아진, 이미다졸린 티온, 머캅토벤즈이미다졸, 4-메틸-4H-1,2,4-트리아졸-3-티올, 5-아미노-1,3,4-티아디아졸-2-티올, 벤조티아졸, 트리톨릴 포스페이트, 이미다졸, 인디아졸, 벤조산, 붕산, 말론산, 암모늄 벤조에이트, 카테콜, 피로갈롤, 레조르시놀, 하이드로퀴논, 시안누르산, 바르비투르산과 유도체, 예를 들어 1,2-다이메틸바르비투르산, 알파-케토 산, 예를 들어 피루브산, 아데닌, 퓨린, 포스폰산과 그의 유도체, 글리신/아스코브산, 드퀘스트 2000, 드퀘스트 7000, p-톨릴티오우레아, 숙신산, 포스포노부탄 트라이카복실산(PBTCA), 나트륨 몰리브데이트, 암모늄 몰리브데이트, 크로메이트의 염(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 바륨), 나트륨 텅스테이트, 다이크로메이트의 염(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 암모늄), 수베르산, 아잘레산, 세박산, 아디프산, 옥타메틸렌 다이카복실산, 피멜산, 도데칸 다이카복실산, 다이메틸 말론산, 3,3-다이에틸 숙신산, 2,2-다이메틸 글루타르산, 2-메틸 아디프산, 트라이메틸 아디프산, 1,3-사이클로펜탄 다이카복실산, 1,4-사이클로헥산 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, 다이페닐메탄-4,4'-다이카복실산, 다이페닐설폰-4,4'-다이카복실산, 데카메틸렌 다이카복실산, 운데카메틸렌 다이카복실산, 도데카메틸렌 다이카복실산, 오르쏘프탈산, 나프탈렌다이카복실산, 파라페닐렌다이카복실산, 트라이멜리트산, 피로멜리트산, 나트륨 포스페이트(예를 들어, 나트륨 헥사메타포스페이트), 나트륨 실리케이트, 아미노산과 그의 유도체, 예를 들어 l-아르기닌, 뉴클리오시드 및 뉴클리오염기, 예를 들어 아데노신 및 아데닌, 각각 및 이들의 조합을 포함한다. 가장 바람직하게는, 부동화제는 BTA, ATAZ, TAZ, 트리아졸 유도체, 아스코브산, 나트륨 몰리브데이트 또는 그의 조합을 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 부동화제는 나트륨 몰리브데이트를 포함한다. 보다 구체적으로, 부동화제의 역할은 구리에 대한 조성물의 공격을 감소하는 것이다. 이것은, 구리가 용해됨에 따라, 구리 위의 얇은 금 도금이 약화되고 손실되는 것을 방지하고, 추가의 금 추출 공정을 위해 이러한 도금을 안전하게 유지한다. 존재하는 경우, 부동화제의 양은, 제 1 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%의 양이다.
이론적으로 구속하고자 하는 것은 아니지만, 유기 용매는 마이크로전자 장치구조의 표면을 습윤시킴으로써 금속 에칭 속도를 개선하는 것으로 생각된다. 본원에서 고려되는 유기 용매는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 알콜류, 에터류, 피롤리디논류, 글리콜류, 카복실산류, 글리콜 에터류, 아민류, 케톤류, 알데하이드류, 알칸류, 알켄류, 알킨류, 카보네이트류 및 아마이드류를 포함하고, 보다 바람직하게는 알콜류, 에터류, 피롤리디논류, 글리콜류, 카복실산류 및 글리콜 에터류, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 부탄올, 및 고급 알콜(다이올, 트리올 등을 포함함), 테트라하이드로푸란(THF), N-메틸피롤리디논(NMP), 사이클로헥실피롤리디논, N-옥틸피롤리디논, N-페닐피롤리디논, 메틸 폼에이트, 다이메틸 폼아마이드(DMF), 다이메틸설폭사이드(DMSO), 테트라메틸렌 설폰(설폴란), 다이에틸 에터, 페녹시-2-프로판올(PPh), 프로프리오페네온, 에틸 락테이트, 에틸 아세테이트, 에틸 벤조에이트, 아세토니트릴, 아세톤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이옥산, 부티릴 락톤, 부틸렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 다이프로필렌 글리콜, 양친매성 종(다이에틸렌 글리콜 모노메틸 에터, 트라이에틸렌 글리콜 모노메틸 에터, 다이에틸렌 글리콜 모노에틸 에터, 트라이에틸렌 글리콜 모노에틸 에터, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에터, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터(즉, 부틸 카비톨), 트라이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 에틸렌 글리콜 모노헥실 에터, 다이에틸렌 글리콜 모노헥실 에터, 에틸렌 글리콜 페닐 에터, 프로필렌 글리콜 메틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 메틸 에터 (DPGME), 트라이프로필렌 글리콜 메틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 다이메틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 에틸 에터, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에터, 다이프로필렌 글리콜 n-프로필 에터(DPGPE), 트라이프로필렌 글리콜 n-프로필 에터, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 n-부틸 에터, 트라이프로필렌 글리콜 n-부틸 에터, 프로필렌 글리콜 페닐 에터, 및 이들의 조합), 분지형 비-불소화된 에터-결합 카복실산((CH3CH2)nO(CH2)mCOOH, 여기서 n = 1 내지 10이고 m = 1 내지 10임), 비분지형 비-불소화된 에터-결합 카복실산류((CH3CH2)nO(CH2)mCOOH, 여기서 n = 1 내지 10이고 m = 1 내지 10), 분지형 비-불소화된 비-에터 결합 카복실산류(CH3(CH2)nCOOH, 여기서 n = 1 내지 10), 비분지형 비-불소화된 비-에터 결합 카복실산류(CH3(CH2)nCOOH, 여기서 n = 1 내지 10), 다이카복실산류, 트라이카복실산류, 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 유기 용매는 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 프로필 에터, 프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 존재하는 경우, 유기 용매의 양은 제 1 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.01중량% 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 0.1중량% 내지 약 5중량%의 범위이다.
전형적으로 과산화수소는 유기물질 또는 금속에 노출되어 즉시 분해되어, 과산화수소를 함유하는 조성물은 짧은 유통 기한을 갖고 따라서 사용 시점에서 혼합되어야만 한다. 일부 사용자 위치에서의 사회기반시설의 부족으로 인하여, 제조 공장에 비용을 부가하는, 적절한 배관 및 화학적 수송 시스템의 부족 때문에, 혼합 사용 현장은 옵션이 아니다. 유리하게는, 제 1 조성물이 하나 이상의 산화제와 함께 납 및/또는 주석 착화제를 포함하는 경우, 산화제는 안정화되고 따라서 예비-혼합될 수 있지만, 상기 착화제 및 하나 이상의 산화제가 사용 현장에서 혼합될 수도 있음을 이해해야만 한다.
또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 하나 이상의 산화제; 선택적으로 하나 이상의 납 및/또는 주석 착화제; 선택적으로 하나 이상의 유기 용매; 선택적으로 귀금속, 탄탈-함유 금속, 및/또는 베이스 금속을 부동화하기 위한 하나 이상의 부동화제; 및 땜납 물질을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 바람직하게는, 상기 땜납 물질은 납 및/또는 주석-함유 물질을 포함한다. 납 및/또는 주석-함유 물질은 본원에서 기술된 조성물에 용해되고/용해되거나 현탁된 납 및/또는 주석 이온일 수도 있다.
여전히 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물이 질산을 포함하는 경우, 상기 조성물은 암모늄 설파메이트 또는 설팜산을 추가로 포함할 수 있다. 설팜산은 질산을 안정화하고 독성인 NOx 연기의 발생을 억제하는 것으로 고려된다. 존재하는 경우, 설파메이트 이온의 양은, 제 1 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 약 1 내지 10중량%, 가장 바람직하게는 약 1 내지 5중량%의 범위이다.
특히 바람직한 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 이들의 조합이 없다. 또다른 특히 바람직한 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 글리콜 에터, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 이들의 조합이 없다. 여전히 또다른 특히 바람직한 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 글리콜 에터, 및 나트륨 몰리브데이트를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 이들의 조합이 없다. 더욱 보다 바람직하게는, 제 1 조성물은 MSA, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 나트륨 몰리브데이트, 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 질산, 황산, 또는 이들의 조합이 없다. 여전히 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 황산이 없다. 보다 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 질산, 암모늄 설파메이트, BTA, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 황산이 없다. 또다른 실시양태에서, 제 1 조성물은 MSA, 질산, 암모늄 설파메이트, BTA 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성되되, 상기 조성물에는 실질적으로 황산이 없다. 제 1 조성물의 부가적인 실시양태는 (i) MSA, 질산, BTA 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (ii) MSA, 질산, TAZ 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (iii) MSA, 질산, 1-아미노-1,2,4-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (iv) MSA, 질산, 1-아미노-1,2,3-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (v) MSA, 질산, 1-아미노-5-메틸-1,2,3-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (vi) MSA, 질산, 3-아미노-1,2,4-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (vii) MSA, 질산, 3-머캅토-1,2,4-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (viii) MSA, 질산, 3-아이소프로필-1,2,4-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (ix) MSA, 질산, MBI 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (x) MSA, 질산, ATA 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (xi) MSA, 질산, 2,4-다이아미노-6-메틸-1,3,5-트리아진 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (xii) MSA, 질산, 아스코브산 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; (xiii) MSA, 질산, 나트륨 몰리브데이트 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물; 및 (xiv) MSA, 질산, 3-아미노-5-머캅토-1,2,4-트리아졸 및 물을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성된 제 1 조성물을 포함한다. 또다른 제 1 조성물은 황산, 옥손 및 프로필렌 글리콜을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다.
질산이 제 1 조성물에 사용되는 경우, PWB의 표면으로부터 전자 구성성분들을 탈착 및 자유화하는 것은, 질산 제 2 철의 추가 없이 달성될 수도 있음이 발견되었다. 추가로, 제 1 조성물에는 플루오라이드 염, 기타 제 2 철의 염, 티탄(IV) 염, 연마제 물질, 플루오르화불소산, 및 에틸렌 기를 포함하는 유기 용매, 예를 들어, 에틸렌, 다이에틸렌, 트라이에틸렌, 등, 및 기타 HAP 유기 용매 중 하나 이상이 실질적으로 없을 수 있다. 본원에 사용시, "플루오라이드" 종은 이온성 플루오라이드(F-) 또는 공유 결합된 불소를 포함하는 종에 해당한다. 플루오라이드 종은 플루오라이드 종으로서 포함되거나 동일반응계에서 발생될 수 있음을 알아야 한다.
유리하게는, 용이하게 재활용가능한 화학적 조성물은 최소의 폐기물을 발생하는 밀폐형 루프 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 조성물이 MSA를 포함하면, MSA는 용이하게 재활용된다. 예를 들어, 제 1 조성물이 MSA, 글리콜 에터 및 나트륨 몰리브데이트를 포함하고, 상기 조성물이 Pb/Sn 땜납과 접촉하면, Pb/Sn금속을 포함하는 결과물인 조성물은, 상기 조성물을 탄소 필터를 통과시켜 글리콜 에터를 제거함으로써 재활용되고 전해채취하여 Pb 및 Sn를 재생시킬 수 있다. MSA를 포함하는 나머지 용액이 재사용될 수 있다. 더 이상 실현가능하지 않지만, Pb 및 Sn를 전해채취하고 과량의 산도를 중화시킴으로써 제 1 조성물은 본질적으로 비-독성이 될 수 있다.
기술된 제 1 조성물은, 납 및 주석-함유 물질을 선택적으로 제거하기 위해서 사용될 수 있고, PWB 구성성분들, 예를 들어 트랜지스터, 커패시터, 열 싱크, IC, 레지스터, 종합 교환 시스템, 프로세서 뿐만 아니라, 상기 PWB 상에 노출된 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 베이스 금속과 상용성이다. 추가로, 제 1 조성물은 수용성, 비-부식성, 비-인화성 및 낮은 독성이다.
제 1 조성물은 사용 현장에서 배합된 채로 또는 물에 의해 후속적으로 희석하여 사용될 수 있다. 바람직하게는, 희석제는 탈이온수이고, 희석제의 정도는 약 1:1 내지 약 10:1(물 대 제 1 조성물 농축물)이다.
본원에서 기술된 제 1 조성물의 pH는 약 1 내지 약 12이며, 사용된 착화제(존재하는 경우)에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 착화제는 HEDP, HEIDA 또는 그의 염을 포함하는 경우, 조성물의 pH는 고도로 산성, 예를 들어 약 1 내지 약 4의 범위일 것이다. 착화제가 EDDS를 포함하는 경우, 조성물의 pH는, 유리하게는 EDDS의 상이한 나트륨 염을 사용함으로써 조정될 수 있다. 예를 들어 3개의 나트륨 이온을 갖는 EDDS를 포함하는 조성물의 pH는 약 4 내지 약 8, 바람직하게는 약 5 내지 약 7의 범위일 것이다. 4개의 나트륨 이온을 갖는 EDDS를 포함하는 조성물의 pH는 약 8 내지 약 12, 바람직하게는 약 9 내지 약 11의 범위일 것이다.
본원에서 기술된 제 1 조성물의 바람직한 실시양태는, (i) EDDS/H2O2, (ii) HEIDA/H2O2, (iii) MSA, 질산, 암모늄 설파메이트, BTA, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 및 (iv) MSA, 질산, ATAZ를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된 조성물을 포함한다.
본원에서 기술된 제 1 조성물은, 개별적인 구성성분들을 첨가하고 균일한 상태까지 혼합함으로써 용이하게 배합된다. 게다가, 제 1 조성물은 단일-팩키지 배합물 또는 사용 현장에서 또는 그 이전에 혼합되는 다중-구성성분 배합물로서 용이하게 배합될 수도 있으며, 예를 들어 다중-구성성분 배합물의 개별적인 구성성분들이 공구에서 또는 공구 상류의 저장 탱크에서 혼합될 수 있다. 개별적인 구성성분들의 농도는 특별한 배수의 조성으로 폭넓게 변할 수 있다, 즉 보다 희석되거나 보다 농축될 수도 있고, 본원에서 기술된 조성물은 다양하게는 및 대안으로는 본원의 개시내용과 일관된 구성성분들의 임의의 조합을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성될 수 있음을 알 것이다.
당업계의 숙련자들이라면, 땜납이 "구성성분들", 예를 들어 트랜지스터, 커패시터, 레지스터, 열 싱크, 집적 회로, 종합 교환 시스템, 프로세서, 칩 등을 PWB에 부착시킴을 이해해야만 한다. 유리하게는, 제 1 조성물이 납 및/또는 주석 금속으로 포화될 때까지, 제 1 조성물을 사용하여 땜납을 제거하여 부가적인 PWB 표면으로부터 구성성분들을 분리시킬 수 있다. 땜납의 제거와 함께, 구성성분들을 방출하고 상기 구성성분들은 광학 시스템을 사용하여 재사용가능하고, 재땜납될 수 있는 것과 폐기, 유용한 물질의 재생 등을 위해 추가로 가공될 수 있는 것으로 분리할 수도 있다. 납 및/또는 주석 땜납을 제거하기 위해서 사용된 조성물은 전해채취되어 순수한 납 및/또는 주석을 재생하고/재생하거나 다르게는 확산 투석 기법을 사용하여 가공하여 금속 이온을 가공할 수 있다.
PWB로부터 땜납을 선택적으로 제거하기 위한 제 2 장치 및 방법
예를 들어 WiFi 능력을 갖는 휴대폰에서 발견되는 것과 같은 일부 인쇄 배전판은 종종 땜납, 예를 들어 Ag-Sn에 의해 표면에 고정된, 케이싱, 예를 들어 강으로 덮여 있다는 구성성분들을 종종 포함한다. 강 케이싱을 기계적으로 제거하는 것, 예를 들어 블레이드로 절단하는 것은 선호되는 방법론이 아니다. 따라서, 강 케이싱을 용이하게 제거하고 폐 PWB를 재활용하는 방법이 요구된다.
따라서, 마지막으로, 제 3 양태에서, 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치로서, 가열 모듈 및 화학적 땜납 제거 수단을 포함하는 장치가 기술되어 있다(예를 들어, 도 4 참조). 제 3 양태의 장치는 양면이 있는 PWB류, 특이한 형태의 PWB류, 및/또는 전술한 케이싱을 포함하는 PWB류를 위해 유용하다. 제 3 양태의 장치는 한면의 PWB로부터 케이싱을 제거하기 위해서 사용될 수 있음이 이해되어야만 한다. 가열 모듈은 땜납 및 접착제, 에폭시 및 아교를 연화하여 상기 케이싱이 PWB로부터 용이하게 제거하기 위해서 사용된다.
하나의 양태에서, 가열 모듈(110)은, 땜납이 일단 연화되면, PWB로부터 케이싱을 제거하기 위한 진탕 수단을 포함하는 가열 메카니즘으로 폐 PWB를 통과시키기 위한 수단을 포함하는 유닛을 포함한다. 예를 들어, 도 7은 본원에서 고려되는 가열 모듈의 상면도를 도시하는데, 여기서 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단은 롤러 체인(130)이지만, 폐 PWB를 움직이기 위한 다른 수단(트랙, 벨트 및 링크 체인을 포함함)도 고려된다. 예를 들어, 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단은 트랙의 상부를 따라 이동하는 휠을 갖는 트랙일 수 있다. 도시된 롤러 체인 메카니즘은 사슬 톱니(140)를 포함하되, 여기서 하나의 사슬 톱니는 축 구동일 수 있고 다양한 속도로 작동될 수 있고, 나머지 사슬 톱니는 프리 휠일 수 있다. 폐 PWB를 움직이기 위한 롤러 체인 또는 다른 수단들은 거의 직사각형 형태를 갖는 원주일 수 있지만, 나머지 사슬 톱니는 프리 휠일 수 있다.
PWB(150)를 이동시키기 위한 롤러 체인 또는 기타 수단들에 부착되어 있는 것은 클립 또는 클램프(도 8 및 9의 190 참조, 이는 본원에서 고려되는 가열 모듈의 정면도 및 측면도 각각을 도시함) 또는 다른 보유 수단이며, 이로써 폐 PWB는 롤러 체인(130)에 수동으로 또는 자동으로 매달릴 수 있다. 바람직하게는, 폐 PWB는 가열 메카니즘(120)으로 들어가기 직전에 부착 영역(170)에서 클립으로 고정된다. 클립(190)은 클립 지지 클램프(210)에 의해 인도되며, 이는 폐 PWB를 이동시키기 위한 롤러 체인 또는 기타 수단을 일주한다. 폐 PWB는 수동으로 또는 자동으로 탈착 영역(180)에서 제거되고, 여기서 PWB는 롤러 체인으로부터 풀린다. 예를 들어, 클립(190)을 개방하고 상기 판들을 수집하는 골(230)로 PWB를 떨어뜨리도록 솔레노이드가 탈착 영역(180)에 배치될 수 있다.
가열 메카니즘(120)과 관련하여, 저항 가열 코일을 사용하여 가열될 수 있는 2개의 동등한 크기의 평행 유닛으로서 설명되어 있다. 제거될 특정 물질에 따라, 가열 메카니즘(120)은 적절한 온도로 가열될 수 있고, 폐 PWB는 이를 통과하여 이동될 수 있다. 땜납의 융점 미만으로 온도를 유지함으로써, 유해하거나 독성인 증기의 동시적 방출 없이 땜납이 유화될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 가열 메카니즘(120)은 바람직하게는 약 100 내지 약 400℃의 범위인 온도로 가열될 수 있다. 가장 바람직하게는, 상기 온도는 연화될 땜납의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 설정된다. 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 가열 메카니즘을 포함하는 영역이 배기될 수 있고 상기 공기가 스크러빙되거나 여과될 수 있음이 이해되어야만 한다.
도 9를 보면, 브러쉬(220)는 가열 메카니즘 안에 배치되어, 땜납의 연화 이후에, 케이싱이 폐 PWB 칩으로부터 용이하게 블러슁 제거될 수 있다. 바람직하게는, 브러쉬(220)는 스테인레스 강 거센 털을 갖는다. 브러쉬에 대한 대안은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 고압 가스 또는 액체, 갈퀴, 음파 에너지 및 레이져 에너지를 포함한다. 가열 메카니즘(120)은, 바람직하게는 가열기 및 브러쉬를 PWB로 밀거나 이로부터 철수하도록 하는 수단을 포함한다. 예를 들어, 가열기 및 브러쉬는 기계적으로, 공기압으로, 수압으로 또는 전자기적으로 밀 수 있다.
실제로, 폐 PWB(150)는 부착 영역에서 롤러 체인에 부착되고, 그다음 가열 메카니즘(120)으로 도입되어, 이로써 온도가 땜납의 융점 미만이 된다. 동시에, 브러쉬(220)는 폐 PWB(150)로부터 케이싱을 제거하고, 제거된 케이싱을 부품 서랍(200)에 떨어뜨린다. 케이싱 제거된 폐 PWB는 가열 메카니즘(120)을 나가서 예를 들어 상온으로 곧바로 냉각된다. 폐 PWB가 롤러 체인을 따라 이동함에 따라, 탈착 영역(180)에 도달하고 폐 PWB가 풀려서 개방 골(230)로 떨어진다. 후속적으로 케이싱 및/또는 폐 PWB는 화학적 땜납 제거 수단으로 수동으로 또는 자동으로 이동시킨다(예를 들어, 이송된다).
따라서, 폐 PWB로부터 케이싱을 제거하기 위한 가열 모듈 장치는, 가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하되, 여기서 상기 가열 메카니즘은, 일단 땜납이 연화되면 PWB로부터 케이싱을 제거하기 위한 진탕 수단을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 진탕 수단은 브러쉬를 포함하고 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 움직이게 하기 위한 수단은 롤러 체인을 포함한다. 폐 PWB는 클립 또는 다른 클램핑 수단을 사용하여 롤러 체인에 매달릴 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘은 땜납의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
유리하게, 가열 모듈은, 필요에 따라 Pb-Sn 땜납, Ag-Sn 땜납 및 에폭시를 제거하기 위해서 사용될 수 있다.
도 10의 (A)를 보면, 구성성분 및 인쇄 회로 위에 금속 케이싱을 갖는 폐 PWB를 볼 수 있다. 약 200℃의 온도에서의 3 내지 5분 동안의 열 처리 이후에, 상기 케이싱은 브러쉬에 의해 용이하게 제거되어, 도 10의 (B)에 도시된 폐 PWB를 수득한다.
화학적 땜납 제거 수단은, 땜납의 화학적 제거를 수행하기 위해 제 1 조성물에 표면을 노출하는 임의의 장치를 포함한다. 제 1 조성물로의 표면의 노출은 임의의 적합한 수단, 예를 들어 표면에 제 1 조성물을 분사하거나, 일정 체적의 제 1 조성물에 상기 표면을 담그거나, 상기 표면을, 그 위에 제 1 조성물이 흡수되어 있는 다른 물질, 예를 들어 패드 또는 섬유성 흡수제 도포기 구성요소와 접촉하거나, 상기 표면을 재순환 조성물과 접촉하거나 또는 제 1 조성물이 제거될 물질과 접촉하게 될 임의의 기타 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있음이 이해되어야만 한다. 바람직한 실시양태에서, 상기 표면을 일정 체적의 제 1 조성물에 담그되, 여기서 상기 체적은 상기 표면을 포함하는 폐 PWB가 함침되기에 실질적으로 충분할 수 있다. 구조상 PWB가 비-평면인 경우, 전체 함침이 특히 바람직하다. 천공된 드럼을 포함하는 큰 용기도 고려되며, 이로써 화학적 땜납 제거를 위해 상기 용기에 많은 갯수의 PWB가 삽입될 수 있다. 바람직하게, 제 1 조성물이 PWB의 표면을 지나 유동하도록 용기가 진탕된다. 추가로, 케이싱은 제 1 조성물에 함침되어 잔류하는 땜납이 제거될 수 있다. 케이싱은 동일하거나 상이한 제 1 조성물에 함침될 수 있어서 PWB를 함침시킴을 알아야만 한다. 도 11을 보면, 40℃에서 5분 내지 10분 동안 제 1 조성물에 함침시키기 전(도 11의 (A)) 및 후(도 11의 (B))의, 금속 케이싱이 없는 폐 PWB가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 제 3 양태의 하나의 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
가열 모듈;
화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 가열 모듈로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 자동으로 또는 수동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다 .
도 4에 도시된, 제 3 양태의 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
가열 모듈;
제 1 조성물용 용기를 포함하는 화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 가열 모듈로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 자동으로 또는 수동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다.
도 4에 도시된, 제 3 양태의 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 가열 모듈;
화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 가열 모듈로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 자동으로 또는 수동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 가열 모듈은 브러쉬를 포함하는 진탕 수단을 포함하고, 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단은 롤러 체인을 포함한다. 폐 PWB는 클립 또는 기타 클램핑 수단을 사용하여 상기 롤러 체인에 매달릴 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘 은 상기 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
도 4에 도시된 제 3 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하기 위한 장치는,
가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 가열 모듈;
제 1 조성물용 용기를 포함하는 화학적 땜납 제거기;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB가 가열 모듈로부터 화학적 땜납 제거기로, 세정 모듈로 및 건조 모듈로 자동으로 또는 수동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 가열 모듈은 브러쉬를 포함하는 진탕 수단을 포함하고, 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단은 롤러 체인을 포함한다. 폐 PWB는 클립 또는 기타 클램핑 수단을 사용하여 롤러 체인에 매달릴 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘은 상기 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
각각의 경우에, 세정 모듈은 PWB를 세정하여 이로부터 제 1 조성물을 제거하는 수단을 포함한다. 표면의 세정은 임의의 적합한 수단, 예를 들어 상기 표면 위로 세정 조성물을 분사하거나, 일정 체적의 세정 조성물에 표면을 담그거나, 예를 들어 상기 표면을, 위에 제 1 조성물이 흡수되어 있는 다른 물질, 예를 들어 패드 또는 섬유성 흡수제 도포기 구성요소와 접촉하거나, 상기 표면을 재순환 세정 조성물과 접촉하거나, 또는 세정 조성물이 제거될 물질과 접촉하게 될 임의의 기타 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해 수행될 수 있음을 알아야만 한다. 바람직하게는, 상기 세정 조성물은 물을 포함한다.
각각의 경우에, 건조 모듈은 PWB를 건조하기 위한 수단을 포함한다. 바람직한 건조 수단은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 질소 가스, 아이소프로판올, 재생 공기, 고온 공기 또는 SEZ(스핀 가공 기술)를 포함한다.
제 4 양태에서, 제 3 양태의 장치는 인쇄 배전판(PWB)의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법에 사용되며, 상기 방법은 일반적으로 열을 사용하여 PWB의 표면으로부터 케이싱 또는 에폭시화 구성성분을 제거하는 단계, 및 화학적 땜납 제거 수단을 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계를 포함한다. 이러한 양태는 Ag-Sn계 땜납을 사용하여 표면에 고정된 케이싱을 포함하는 PWB의 경우 유용하지만, Pb-Sn 땜납 또는 에폭시가 사용되는 경우에도 사용될 수 있다. 바람직하게는, 케이싱 또는 에폭시화 구성성분은 브러쉬를 포함하는 진탕 수단을 사용하여 제거된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 열은 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다. 이전에 기술한 바와 같이, "케이싱"은 PWB 상의 구성성분을 덮는, 재료 측면에서 종종 강인 케이싱에 해당한다. 케이싱은 전형적으로 Ag-Sn계 땜납을 사용하여 PWB에 고정된다.
제 4 양태의 하나의 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
열을 사용하여 PWB의 표면으로부터 케이싱을 제거하는 단계; 및
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 PWB의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다 특히 바람직한 실시양태에서, 열은 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
제 4 양태의 또다른 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
열 및 하나 이상의 진탕기를 사용하여 PWB의 표면으로부터 케이싱을 제거하는 단계; 및
제 1 조성물용 용기를 포함하는 화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계
를 포함한다.
상기 방법은 PWB의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다 바람직하게는, 진탕기는 브러쉬를 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘은 상기 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
제 4 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, PWB의 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법은,
가열 모듈을 사용하여 PWB로부터 하나 이상의 케이싱 및/또는 에폭시화된 구성성분을 제거하되, 상기 가열 모듈이 가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, PWB가 부분적으로 제 1 조성물에 함침되는 단계; 및
침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
를 포함한다.
유리하게, 제 3 양태의 장치 및 제 4 양태의 방법은 폐 PWB로부터 구성성분 및 땜납을 제거하는 보다 환경친화적인 방법을 제공한다.
땜납이 일부 은을 예를 들어 3.5중량% 내지 10중량%로 포함할 수 있지만, 앞에서 소개된 제 1 조성물은 상기 PWB 위에 동시에 존재하는, 귀금속, 탄탈-함유 금속 및/또는 베이스 금속에 비해 땜납을 선택적으로 제거하는데, 그 이유는 땜납이 실질적으로 주석을 포함하기 때문이다. 실질적으로 주석-함유 땜납을, 이를 갖는 PWB로부터 제거하기 위해 본원에서 기술한 조성물의 사용에 있어서, 제 1 조성물은 약 5초 내지 약 180분, 바람직하게는 약 1분 내지 60분, 가장 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분 동안 약 20℃ 내지 약 85℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위에서 상기 표면과 접촉한다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적이며, PWB로부터 제거될 땜납을 제거하기 위해서 효율적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건이 사용될 수도 있다.
PWB로부터 귀금속 침출을 위한 장치 및 방법
제 5 양태에서, 일반적으로 귀금속 침출 수단을 포함하는 인쇄 배전판(PWB)을 재활용하기 위한 장치가 개시되어 있다.
발명자들은 이전에 국제특허출원 제 PCT/US2011/032675 호에서 귀금속 함유 물질로부터 귀금속, 예를 들어 금을 회수하는 조성물 및 방법을 소개하되, 여기서 상기 방법은 트라이요오다이드를 포함하는 침출 조성물에 귀금속-함유 물질을 도입함을 포함한다. 상기 귀금속-함유 물질은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 전자 폐기물(e-폐기물), 예를 들어 PWB 및/또는 PWB 구성성분을 포함한다. 바람직하게는, 귀금속은 금을 포함한다. 귀금속을 함유하는 물질은, 분말로 분쇄된 채로, 조각으로 찢긴 채로, 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)이 깨져서 그 내부에 함유된 금속이 노출되도록 크러슁된 채로, 또는 귀금속 함유 물질에 함유된 금속이 상기 물질로부터의 제거를 위해 용이하게 노출되는 한 임의의 다른 형태로, 침출 조성물에 부가될 수 있다.
사용시, 귀금속 함유 물질로부터의 귀금속을 침출하기 위한 침출 조성물은 약 5초 내지 약 180분, 바람직하게는 약 1분 내지 60분, 가장 바람직하게는 약 5분 내지 약 45분의 시간 동안 약 20℃ 내지 약 60℃의 범위, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위에서 귀금속 함유 물질과 접촉한다. 이러한 접촉 시간 및 온도는 예시적이며, 귀금속 함유 물질로부터 귀금속을 제거하기에 효율적인 임의의 다른 적합한 시간 및 온도 조건이 사용될 수도 있다. 적용시, 침출 조성물은, 예를 들어 PWB 및/또는 PWB 구성성분 위에 상기 조성물을 분사하거나, PWB 및/또는 PWB 구성성분의 일정 체적의 조성물에 담그거나, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 다른 물질, 예를 들어 위에 상기 조성물이 흡수되어 있는 패드 또는 섬유상 흡수성 도포기 구성요소와 접촉하거나, 또는 침출 조성물이 PWB 및/또는 PWB 성분과 접촉하도록 하는 임의의 다른 적합한 수단으로, 귀금속 함유 물질(예를 들어, PWB 및/또는 PWB 구성성분)에 접촉한다. 바람직하게는, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 일정 체적의 침출 조성물에 충분히 함침되어 있다.
귀금속 함유 물질이 침출 조성물에 노출된 후, 금 또는 다른 귀금속을 포함하는 침출 조성물은, PWB 및/또는 PWB 구성성분 및 존재할 수도 있는 침전물로부터 단리될 수 있다. 단리 기법은 여과, 원심분리, 디캔팅 또는 이들 중 임의의 조합을 포함한다. 귀금속은 국제특허출원 제 PCT/US2011/032675 호에서 기술된 바와 같이 침출 조성물로부터 유리될 수 있다. 예를 들어, 고체 금속은 침출 조성물에서 (예를 들어 이러한 목적에 적합한 환원제에 의해) 금 또는 기타 귀금속을 환원시킴으로써 수득될 수 있다.
귀금속 침출 공정 동안, 베이스 금속의 용해는 일반적으로 억제되어, 일부 베이스 금속은 수회의 반복적인 침출 사이클 이후에도 조성물에 여전히 축적될 수 있다. 이러한 베이스 금속을 제거하기 위해서, 침출 조성물은 이온-교환 수지를 함유하는 팩킹 컬럼을 통해 유동될 수 있고, 여기서 트라이-요오다이드 이온 및 용해된 귀금속은 통과하는 반면, 용해된 베이스 금속은 선택적으로 포획될 것이다. 이러한 목적을 위해 사용될 수 있는 수지는 시판중인, 강산성 양이온 교환기(예를 들어, 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)에서 제조된 다우웩스(DOWEX) 이온 교환 수지)이다. 베이스 금속 제거에 의한 침출 조성물의 정제는 각각의 침출 사이클의 일부일 필요는 없지만, 용액의 효율이 부정적으로 영향을 받는 지점까지 용액이 오염될 때마다 반복될 수 있다. 베이스 금속은 또한 침출 공정 동안 또는 침출 공정과 금 도금 이후에 전기도금에 의해 제거될 수도 있다. 금 침출이 다시 시작되기 이전에는 베이스 금속의 담지량(loading)이 감소되기 때문에, 이것은 침출 화학물질이 수회 이상 재활용되는 것을 허용한다.
침출 공정이 끝나고 담지된 트라이-요오다이드 용액이 침출된 물질로부터 분리되자마자, 침출된 물질은 (예를 들어, 물로) 세정되어 침출 조성물을 회수할 수 있고, 이는 상당량의 트라이-요오다이드 및 용해된 금을 함유할 수 있다. 침출된 물질이 PWB를 함유하는 경우, 유리섬유, 구리 시트 및 에폭시를 포함하는 나기판이 남는다. 침출 조성물은, 침출 조성물이 이전에 도포되어 있는 PWB로부터 세정 조성물을 사용하여 용이하게 제거될 수도 있다. 바람직하게는, 세정 조성물은 물을 포함한다. 그 후, PWB는 질소 또는 스핀-건조 사이클을 사용하여 건조될 수 있다.
따라서, 하나의 실시양태에서, 제 5 양태는, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 재순환하기 위한 장치를 포함하되, 상기 장치는,
귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함하는 귀금속 제거 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB 및/또는 PWB 구성성분이 자동으로 또는 수동으로 귀금속 침출 모듈로부터 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다.
또다른 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 재활용하기 위한 장치가 기술되어 있되, 상기 장치는
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함하는 귀금속 제거 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB 및/또는 PWB 구성성분이 자동으로 또는 수동으로 귀금속 침출 모듈로부터 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다.
또다른 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 재활용하기 위한 장치가 기술되어 있되, 상기 장치는
크러슁 모듈;
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함하는 귀금속 제거 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB 및/또는 PWB 구성성분이 자동으로 또는 수동으로 귀금속 침출 모듈로부터 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다.
또다른 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 재활용하기 위한 장치가 기술되어 있되, 상기 장치는
크러슁 모듈;
염 염수/산 혼합물 또는 제 1 조성물을 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함하는 귀금속 제거 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB 및/또는 PWB 구성성분이 자동으로 또는 수동으로 귀금속 침출 모듈로부터 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다.
제 5 양태의 각각의 장치에서, 상기 장치는 예를 들어 제 1 양태의 것과 유사한, 가열 모듈을 선택적으로 포함할 수 있되, 임의의 부가적인 에폭시-코팅된 구성성분이 상기 판 위에 남아있는 경우, 상기 구성성분이 용이하게 제거되도록 PWB는 가열 모듈로 향하고 이로써 에폭시를 연화한다. 가열 모듈은 귀금속 침출 모듈 이후에 상기 장치에 용이하게 도입될 수 있고, 바람직하게는 약 100 내지 400 ℃의 범위의 온도가 달성되어 에폭시를 사용하여 PWB에 붙인 IC를 연화시킬 수 있는 배기된 오븐을 포함한다. 상기 가열 모듈에 배치된, 진탕기, 예를 들어 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체는, 에폭시가 일단 연화되면, 상기 구성성분의 제거를 용이하게 수행한다. 배기된 오븐은 바람직하게는 스크러빙 수단을 포함하는데, 납 증기가 아마도 가열 공정의 부산물이기 때문이다.
크러슁 모듈은, 사용되는 경우, 인라인형일 수 있거나 크러슁이 개별적으로 수행될 수 있고, 크러슁된 PWB 및/또는 PWB 구성성분은 자동으로 또는 수동으로 상기 장치에 공급된다. 크러슁은, 당업계의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 이로서 한정되는 것은 아니지만, 분쇄 수단, 채치기 수단, 및 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)이 깨져서 PWB 및/또는 PWB 구성성분을 크러슁하기 위한 수단을 포함한다. 바람직하게는, PWB가 가공될 때, 판에 금이 가도록 PWB가 부숴진다. 바람직하게는, PWB 구성성분이 가공될 때, 이는 분말로 분쇄된다.
각각의 경우, 세정 모듈은 PWB 및/또는 PWB 구성성분으로부터 침출 조성물을 제거하기 위해서 PWB 및/또는 PWB 구성성분을 세정하는 수단을 포함한다. 표면의 세정은 임의의 적합한 수단, 예를 들어 표면에 세정 조성물을 분사하거나, 일정 체적의 세정 조성물에 상기 표면을 담그거나, 상기 표면을, 위에 제 1 조성물이 흡수되어 있는 다른 물질, 예를 들어 패드 또는 섬유성 흡수제 도포기 구성요소와 접촉하거나, 상기 표면을 재순환 세정 조성물과 접촉하거나, 또는 세정 조성물이 제거될 물질과 접촉하게 될 임의의 기타 적합한 수단, 방식 또는 기법에 의해 수행될 수 있음이 이해되어야만 한다. 바람직하게는, 상기 세정 조성물은 물을 포함한다.
각각의 경우에, 건조 모듈은 PWB를 건조시키기 위한 수단을 포함한다. 바람직한 건조 수단은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 질소 가스, 아이소프로판올, 재생 공기, 고온 공기 또는 SEZ(스핀 가공 기법)를 포함한다.
트라이-요오다이드 이온은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 요오다이드(예를 들어, KI, NaI, NH4I) 또는 요오드화수소산의 수용액에 요오드를 용해하는 것; 과량의 요오다이드와 반응하여 트라이요오다이드를 형성하는 요오드의 발생과 동시에, 상기 요오드를 형성하는 것; 질산, 오존, 하이퍼클로라이트 등에 의해 요오다이드의 수용액을 산화하는 것; 및 산성 매체 내 요오데이트와 요오다이드를 반응하는 것을 포함하는 임의의 공지된 방법에 의해 침출 조성물에 도입될 수 있다. 몇가지는 하기에서 기술된다.
요오드(I2)는 매우 값비싸고 물에서의 용해도가 낮고, 동일반응계에서 발생될 수 있다. 요오다이드의 수용액 내 요오드는 트라이요오다이드 이온으로서 존재한다. 상기 공정은, 요오다이드가 금 요오다이드 착체의 형성에 의해 산화된 금을 안정화시키는데 기여하면서, 요오드를 사용하여 금을 산화시킨다.
하나의 실시양태에서, 상기 침출 조성물은, 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 선택적으로 하나 이상의 유기 용매, 선택적으로 하나 이상의 금속 부동화제, 선택적으로 하나 이상의 계면활성제, 선택적으로 하나 이상의 완충제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 금속 부동화제, 및 하나 이상의 완충제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 계면활성제, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 계면활성제, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 침출 조성물 내에 존재하는 요오다이드 염 또는 요오드화수소산과 산화제는 반응하여 동일반응계에서 요오드를 형성하고 요오다이드 이온은 과량으로 존재하여, 결과적으로 트라이요오다이드를 형성할 것임이 이해된다. 따라서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 계면활성제, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 계면활성제, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 침출 조성물은 e-폐기물로부터, 금을 재생하기 위해서는 추가로 가공될 수 있는 분획으로, 금을 선택적이고 실질적으로 침출하도록 배합된다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서, 침출 조성물은, 베이스 금속이 고체로서 남아있는 베이스 금속으로부터 금 또는 기타 귀금속을 분리하기 위해서 사용될 수 있다.
잠재적 산화제는 제 1 조성물에 사용하기 위해 본원에서 앞서서 정의되었다. 바람직하게, 침출 조성물 내 산화제는 옥손, 나트륨 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 칼륨 퍼설페이트, 질산, 과산화수소, 염화 제 2 철, 질산 제 2 철, 또는 이들의 조합을 포함한다. 더욱 보다 바람직하게는, 침출 조성물내 산화제는 암모늄 퍼설페이트, 나트륨 퍼설페이트, 질산, 과요오드산, 옥손, 나트륨 하이포클로라이트, 또는 이들의 조합을 포함한다. 침출 조성물내 산화제의 양은 약 0.01중량% 내지 약 25중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 20중량%, 가장 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 범위이다.
요오다이드 염은, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 리튬 요오다이드, 나트륨 요오다이드, 칼륨 요오다이드, 암모늄 요오다이드, 칼슘 요오다이드, 마그네슘 요오다이드, 및 테트라알킬암모늄 요오다이드를 포함하며, 여기서 알킬 기는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 직쇄형 C1 내지 C6 알킬(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실) 및 분지형 C1 내지 C6 알킬로 구성된 군 중에서 선택된다. 바람직하게는, 요오다이드 염은 칼륨 요오다이드를 포함한다. 요오다이드 염 대신에 요오드화수소산이 사용될 수 있다. 요오다이드 염의 양은 약 0.1중량% 내지 약 50중량%, 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 40중량%, 가장 바람직하게는 약 10중량% 내지 약 35중량%의 범위이다.
잠재적 유기 용매는 제 1 조성물에서의 사용에 대해 본원에서 앞에서 정의하였다. 가장 바람직하게는, 존재하는 경우, 침출 조성물 내 유기 용매는 알콜, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜 n-부틸 에터, 카보네이트, 예를 들어 에틸렌 카보네이트, 및 이들의 조합을 포함한다. 포함되는 경우, 침출 조성물 내 유기 용매의 양은, 약 0.01중량% 내지 약 20중량%의 범위, 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 10중량%의 범위, 가장 바람직하게는 약 1중량% 내지 약 5중량%의 범위이다.
잠재적 부동화제는 제 1 조성물에서의 사용에 대해 본원에서 앞에서 정의하였다. 포함되는 경우, 침출 조성물 내 부동화제의 양은 약 0.01중량% 내지 약 10중량%의 범위, 바람직하게는 약 0.05중량% 내지 약 5중량%의 범위, 가장 바람직하게는 약 0.05중량% 내지 약 2중량%의 범위이다.
고려되는 계면활성제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 산 및 염기, 비-이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽이온성 계면활성제, 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직한 산성 또는 염기성 계면활성제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 산성 또는 염기성 작용기("헤드") 및 직쇄형 또는 분지형 탄화수소 기("꼬리")를 갖는 계면활성제, 및/또는 산 작용기("헤드") 및 퍼플루오르화된 탄화수소기("꼬리")를 갖는 계면활성제를 포함한다. 바람직한 산 또는 염기 작용기는 포르포르산, 포스폰산, 포스포닉 모노에스터, 포스페이트 모노에스터 및 다이에스터, 카복실산, 다이카복실산 모노에스터, 트라이카복실산 모노- 및 다이에스터, 설페이트 모노에스터, 설폰산, 아민 및 이들의 염을 포함한다. 탄화수소기의 탄소수는 바람직하게는 10 이상, 예를 들어, 10 내지 20(예를 들어 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코실)이되, 포스페이트 다이에스터 및 포스포네이트 모노에스터와 같이 분자가 2개의 알킬 쇄를 갖는, 탄소수 6 내지 16의 다소 짧은 탄화수소기(예를 들어 헥실, 2-에틸헥실, 도데실)가 바람직하다. 퍼플루오르화 탄화수소 기의 탄소수는 바람직하게는 7 내지 14(예를 들어, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실)이다. 바람직한 계면활성제는 데실포스폰산, 도데실포스폰산, 테트라데실포스폰산, 헥사데실포스폰산, 비스(2-에틸헥실)포스페이트, 옥타데실포스폰산, 퍼플루오로헵탄산, 프리플루오로데칸산, 트라이플루오로메탄설폰산, 포스포노아세트산, 도데실벤젠설폰산, 및 도데실아민을 포함한다.
고려되는 비-이온성 계면활성제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에터(에말민(Emalmin) NL-100(산요(Sanyo)), 브리유(Brij) 30, 브리유 98), 도데세닐숙신산 모노다이에탄올 아마이드(디에스디에이(DSDA), 산요), 에틸렌다이아민 테트라키스(에톡실레이트-블록-프로폭실레이트) 테트롤(테트로닉(Tetronic) 90R4), 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 글리콜(뉴폴(Newpole) PE-68(산요), 플루로닉(Pluronic) L31, 플루로닉 31R1), 폴리옥시프로필렌 수크로스 에터(SN008S, 산요), t-옥틸페녹시폴리에톡시에탄올(트리톤(Triton) X100), 폴리옥시에틸렌 (9) 노닐페닐에터, 분지형 (이게팔(IGEPAL) CO-250), 폴리옥시에틸렌 소르비톨 헥사올리에이트, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 테트라올리에이트, 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노올리에이트(트윈(Tween) 80), 소르비탄 모노올리에이트(스팬(Span) 80), 알킬-폴리글루코시드, 에틸 퍼플루오로부티레이트, 1,1,3,3,5,5-헥사메틸-1,5-비스[2-(5-노르보르넨-2-일)에틸]트리실록산, 단량체성 옥타데실실란 유도체, 예를 들어 SIS6952.0(실리클래드(Siliclad), 겔레스트(Gelest)), 실록산 개질된 폴리실라잔, 예를 들어 PP1-SG10 실리클래드 글리드 10(겔레스트), 실리콘-폴리에터 공중합체, 예를 들어 실웨트(Silwet) L-77(세트리 케미칼 캄파니(Setre Chemical Company), 실웨트 ECO 스프레더(Silwet ECO Spreader)(모멘티브(Momentive)), 및 알콜 에톡실레이트(내트설프(Natsurf, 상표) 265, 크로다(Croda))를 포함한다.
고려되는 양이온성 계면활성제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 헵타데칸플루오로옥탄 설폰산 테트라에틸암모늄, 스테아릴 트라이메틸암모늄 클로라이드(에코놀(Econol) TMS-28, 산요), 4-(4-다이에틸아미노페닐아조)-1-(4-니트로벤질)피리듐 브로마이드, 세틸피리디늄 클로라이드 일수화물, 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드, 벤질다이메틸도데실암모늄 클로라이드, 벤질다이메틸헥사데실암모늄 클로라이드, 헥사데실트라이메틸암모늄 브로마이드, 다이메틸다이옥타데실암모늄 클로라이드, 도데실트라이메틸암모늄 클로라이드, 헥사데실트라이메틸암모늄 p-톨루엔설포네이트, 다이도데실다이메틸암모늄 브로마이드, 다이(수소화 탈로우)다이메틸암모늄 클로라이드, 테트라헵틸암모늄 브로마이드, 테트라키스(데실)암모늄 브로마이드, 알리쿼트(Aliquat, 등록상표) 336 및 옥시페노늄 브로마이드를 포함한다. 탄화수소 기의 탄소수는 바람직하게는 10 이상, 예를 들어, 10 내지 20(예를 들어, 데실, 운데실, 도데실, 트라이데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코실)이되, 다이메틸다이옥타데실암모늄 클로라이드, 다이메틸다이헥사데실암모늄 브로마이드 및 다이(수소화된 탈로우)다이메틸암모늄 클로라이드와 같이 분자가 2개의 작용화된 알킬 쇄를 포함하는, 탄소수 6 내지 20의 다소 짧은 탄화수소 기(예를 들어, 헥실, 2-에틸헥실, 도데실)가 바람직하다.
고려되는 음이온성 계면활성제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 나트륨 폴리옥시에틸렌 라우릴 에터, 나트륨 다이헥실설포숙시네이트, 다이사이클로헥실 설포숙시네이트 나트륨 염, 나트륨 7-에틸-2-메틸-4-운데실 설페이트(테르지톨(Tergitol) 4), 소도실(SODOSIL) RM02, 및 포스페이트 플루오로계면활성제, 예를 들어 조닐(Zonyl) FSJ를 포함한다.
양쪽이온성 계면활성제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 에틸렌 옥사이드 알킬아민(AOA-8, 산요), N,N-다이메틸도데실아민 N-옥시, 나트륨 코카민프로피네이트(레본(Lebon)Apl-D, 산요), 3-(N,N-다이메틸미리스틸암모니오)프로판설포네이트, 및 (3-(4-헵틸)페닐-3-하이드록시프로필)다이메틸암모니오프로판설포네이트를 포함한다.
무기산이 침출 조성물에 선택적으로 첨가될 수도 있다. 예를 들어, 침출 조성물은 황산, 염화수소산, 브롬화수소산, 또는 요오드화수소산을 추가로 포함할 수도 있다.
침출 조성물의 pH는 바람직하게는 약 3 내지 약 10, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 8, 가장 바람직하게는 약 6 내지 약 8이다. 바람직한 실시양태에서, 침출 조성물의 pH가 약 5 내지 약 8의 범위를 유지하도록 완충제가 첨가된다. 완충제는 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 포스페이트 완충제, 예를 들어 모노나트륨 포스페이트/다이나트륨 포스페이트 또는 모노칼륨 포스페이트/다이칼륨 포스페이트를 포함할 수 있다.
침출 조성물은, 개별적인 구성성분들을 첨가하고 균일한 상태까지 혼합함으로써 용이하게 배합된다. 게다가, 상기 조성물은 사용 현장에서 또는 그 이전에 혼합되는 다중-구성성분 배합물로서 용이하게 배합될 수도 있으며, 예를 들어 다중-구성성분 배합물의 개별적인 구성성분들이 공구에서 또는 공구 상류의 저장 탱크 에서 혼합될 수 있다. 개별적인 구성성분들의 농도는 특별한 배수의 조성으로 폭넓게 변할 수 있다, 즉 보다 희석되거나 보다 농축될 수도 있고, 조성물은 다양하게는 및 대안으로는 본원의 개시내용과 일관된 구성성분들의 임의의 조합을 포함하거나 이들로 구성되거나 이들로 필수적으로 구성될 수 있음을 알 것이다.
바람직하게는, 하나의 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 나트륨 퍼설페이트 및 물, 보다 바람직하게는 약 20중량% 내지 약 30중량% 칼륨 요오다이드, 약 4중량% 내지 약 10중량% 나트륨 퍼설페이트 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 암모늄 퍼설페이트 및 물, 보다 바람직하게는 약 20중량% 내지 약 30중량% 칼륨 요오다이드, 약 4중량% 내지 약 10중량% 암모늄 퍼설페이트 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 나트륨 퍼설페이트, BTA, 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 나트륨 퍼설페이트, BTA, 포스페이트 완충제, 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 질산 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 과요오드산, 염산 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 침출 조성물은 또다른 실시양태에서 칼륨 요오다이드, 옥손 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 나트륨 하이퍼클로라이드, 염산 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 칼륨 요오다이드, 동일반응계 발생된 요오드 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성된다. 침출 조성물에는 왕수 및 시아나이드-함유 구성성분이 실질적으로 없다. 바람직하게는, 침출 조성물은 수용성이고, 비-부식성이고, 비-인화성이고, 저 독성이다.
당업계의 숙련자라면, 금 또는 기타 귀금속이 PWB 및/또는 PWB 구성성분으로부터 일단 침출되면, 나머지 물질(들)은 폐기되거나, 재활용되거나, 추가의 재생을 겪음을 이해해야만 한다. 금 또는 기타 귀금속을 침출 조성물로 추출/침출 시킨 후, 국제특허출원 제 PCT/US2011/032675 호에서 논의한 바와 같이, 금 또는 기타 귀금속은 상기 금속 이온들을 환원시킴으로써 수득될 수 있다. 바람직하게는, 상기 환원제는 소위 말하는 환경-친화적 화학물질이다. 바람직한 환원제는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 아스코브산, 다이에틸 말로네이트, 나트륨 메타바이설파이트, 폴리페논 60(P60, 녹차 추출물), 글루코스, 및 나트륨 시트레이트를 포함한다. 예를 들어, 그 전체가 본원에서 참고문헌으로 인용되는 것으로써 2010년 8월 20일자로 출원되고 "e-폐기물로부터 귀금속 및 베이스 금속을 재생하기 위한 지속가능한 방법"을 제목으로 하는 미국가출원 제 61/375,273 호에서 소개한 바와 같이, pH 1에서 Au3+ 이온을 포함하는 조성물에 아스코브산을 도입하면 고도로 순수한 금 금속이 생성된다. 나트륨 메타바이설파이트(SMB)는 pH 1 또는 pH 7에서 Au3+ 이온을 포함하는 조성물에 첨가될 수 있고 고도로 순수한 금 금속을 생성할 수 있다. 다르게는, 금 이온은 전해채취 또는 전기화학적 기법을 통해 금 금속으로 전환될 수 있다. 침전된 금을 제거하기 위해서 임의의 적합한 수단이 사용될 수 있다. 침강과 디캔팅, 여과기 프레스를 통한 용액의 여과, 또는 원심분리는 이러한 제거를 위한 편리한 절차이다.
PWB 고체 물질로부터 탄소 및 귀금속을 동시에 분리하기 위해서 침출 조성물이 사용될 수 있음도 고려된다. 구체적으로, 귀금속 침출 모듈은 추가로 포말부유선광(froth floatation)을 위한 수단을 추가로 포함할 수 있되, 상기 포말부유선광은 기타 물질들로부터 탄소를 분리하기 위해서 사용된다. 포말부유선광은, 수성 컬럼의 상부에서 안정한 포말성 층("거품")을 발생시키는 거품제, 및 상기 거품층에 탄소를 농축시키도록 작용하는 수집화제를 사용한다. 일반적으로 e-폐기물로부터 탄소를 분리하는 방법은 상기 탄소 및 귀금속을 포함하는 e-폐기물을 침출 조성물과 접촉시키는 단계로서, 상기 침출 조성물이 본원에서 기술한 바와 같이 트라이요오다이드 및 하나 이상의 거품제 및 하나 이상의 수집화제를 포함하여 혼합물을 형성하는 단계; 거품 층 및 액체 층을 발생시키는 단계; 액체 층으로부터 거품 층을 분리하되, 상기 거품 층이 탄소를 포함하고 상기 액체 층이 귀금속을 포함하는 단계를 포함한다. 남은 고체 e-폐기물은 폐기되거나 추가로 가공될 수 있다. 거품 층은 상기 혼합물을 통해 가스를 도입함으로써 발생된다.
e-폐기물, 트라이요오다이드, 하나 이상의 거품제 및 하나 이상의 수집화제를 포함하는 혼합물은 바람직하게는 당업계의 숙련자들에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 진탕, 예를 들어 교반된다. 부유선광은, 직사각형 또는 원통형의 기계적으로 진탕되는 셀 또는 탱크에서, 부유선광 컬럼에서, 제임슨 셀(Jameson cells)에서, 또는 잉크제거 부유선광 기기에서 상온에서 수행될 수 있다. 거품을 제조하기 위해서 도입된 가스는 공기, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소, 일산화이질소, 수소, 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있음이 이해되어야만 한다. 바람직하게는 상기 가스는 공기를 포함하고 거품은 버블링에 의해 생성된다. 당업계의 숙련자들이라면, 버블링 속도는 거품을 형성하기 위해 용이하게 결정됨이 이해되어야만 한다. 가스는 프라츠 튜브를 사용하여 셀, 탱크 또는 컬럼에 도입될 수 있다. 거품 층은, 당업계의 숙련자들에 의해 용이하게 이해되는 바와 같이, 액체 층을 "떠내거나(skimming)" 또는 다르게는 거품을 스크래핑함으로써 액체 층으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 추가로, 거품 층은 떠냄이나 스크래핑 없이 상기 셀 또는 용기의 테두리 위로 넘치게 할 수도 있다. 액체 층으로부터 거품 층을 제거한 후, 거품 층은 그 안에 함유된 농축된 탄소질 물질을 재생하도록 가공될 수 있고, 액체 층은 귀금속을 재생하도록 가공될 수 있다. 나머지 고체 e-폐기물은 폐기되거나 추가로 가공될 수 있다. 바람직하게는, 액체 층은 수성이다.
이론으로 구속하고자 하는 것은 아니지만, 거품제는 물의 표면 장력을 감소시켜 발포 층으로 세정 공기 버블을 안정화시켜, 포말 층 위에 친수성 물질, 예를 들어 탄소를 수집하는 것으로 생각된다. 하나 이상의 거품제는 바람직하게는 환경적으로 친화적이고, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 테르페네올, 시트로넬롤, 멘톨, 리날롤, 보르네올, 아이소보르네올, 펜칠 알콜, 다이하이드로미르세놀, 네롤, 및 이들의 조합을 포함하는 정식으로 수화된 테르펜을 포함한다. 기타 거품제로는 메틸 아이소부틸 카르비놀(MIBC)을 포함한다. 거품제에는 바람직하게는 메틸 아이소부틸 카르비놀 및 비-재생성 공급원으로부터 유도된 기타 거품제가 실질적으로 없다. 바람직하게, 거품제는 테르피네올을 포함한다:
Figure pct00001
이론으로 구속하고자 하는 것은 아니지만, 수집화제는 혼합물 내 구성성분 중 하나에, 예를 들어 탄소에 우선적으로 흡착하여, 이것을 더욱 소수성으로 만들어서 세정 공기 버블과 회합하는 것으로 고려된다. 하나 이상의 수집화제는 바람직하게는 환경 친화적이고 이로서 한정하는 것은 아니지만, 하기에서 예시된 바와 같은 리모넨, 펠란드렌, 테르피넨, 피넨, 캄펜, 카르-3-엔, 사비넨, 쑤젠, 알로-옥시멘, 옥시멘, 미르센, 다이하이드로미르센, 및 이들의 조합을 포함하는 불포화된 탄화수소 테르펜을 포함한다. 수집화제에는 바람직하게는 케로센 및 비-재생가능한 공급원으로부터 유도된 기타 수집화제가 실질적으로 없다. 바람직하게는, 수집화제는 리모넨을 포함한다.
Figure pct00002
바람직하게는, 상기 수집화제는 리모넨을 포함하고 거품제는 테르피네올을 포함한다.
따라서, 여전히 또다른 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 재활용하기 위한 장치가 기술되어 있되, 상기 장치는,
트라이-요오다이드, 하나 이상의 거품제, 및 하나 이상의 수집화제를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함하는 탄소 및 귀금속 제거 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB 및/또는 PWB 구성성분이 자동으로 또는 수동으로 귀금속 침출 모듈로부터 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, PWB 구성성분은 분쇄된다.
여전히 또다른 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 재활용하기 위한 장치가 기술되어 있되, 상기 장치는
크러슁 모듈;
트라이-요오다이드, 하나 이상의 거품제, 및 하나 이상의 수집화제를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함하는 탄소 및 귀금속 제거 수단을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, PWB 및/또는 PWB 구성성분이 자동으로 또는 수동으로 귀금속 침출 모듈로부터 세정 모듈로 및 건조 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, PWB 및/또는 PWB 구성성분은 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, PWB 구성성분은 분쇄된다.
탄소 및 귀금속 제거 수단을 포함하는 장치는, 귀금속 침출 모듈 이후에 상기 장치에 용이하게 도입될 수 있는, 전술한 바와 같은 가열 모듈을 추가로 포함할 수 있다.
침출 조성물과 관련하여, 탄소 및 귀금속을 e-폐기물로부터 제거하기 위한 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 금속 부동화제, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 완충제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 계면활성제, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 침출 조성물은 하나 이상의 산화제, 하나 이상의 요오다이드 염 또는 요오드화수소산, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 계면활성제, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 금속 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 침출 조성물에 존재하는 요오다이드 염 또는 요오드화수소산 및 산화제는 반응하여 동일 반응계에서 요오드를 형성하고, 요오다이드 이온은 과량으로 존재하여, 트라이요오다이드를 형성함이 이해된다. 따라서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 물을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 계면활성제, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다. 여전히 또다른 실시양태에서, 동일반응계 반응 이후의 침출 조성물은, 트라이요오다이드, 물, 하나 이상의 유기 용매, 하나 이상의 계면활성제, 하나 이상의 거품제, 하나 이상의 수집화제, 및 하나 이상의 부동화제를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 필수적으로 구성될 것이다.
따라서, 제 6 양태에, e-폐기물로부터 탄소 및 하나 이상의 귀금속의 제거 방법이 개시되어 있고, 상기 방법은,
PWB 및/또는 PWB 구성성분을, 트라이요오다이드, 하나 이상의 거품제, 및 하나 이상의 수집화제를 포함하는 침출 조성물에 도입하는 단계;
거품 층 및 액체 층을 발생시키는 단계; 및
상기 거품 층을 액체 층으로부터 분리하는 단계
를 포함하되, 상기 귀금속이 실질적으로 액체로 제거되고, 탄소는 실질적으로 거품으로 제거된다.
PWB를 재활용하기 위한 장치 및 방법
제 7 양태에서, e-폐기물, 예를 들어 PWB를 재활용하기 위한 장치가 기술되어 있되, 상기 장치는 일반적으로 땜납 제거 장치 및 귀금속 침출 장치(도 6 참조)를 포함한다. 상기 땜납 제거 장치는 본원에서 기술한 제 1 또는 제 3 양태의 것에 해당할 수 있지만, 다른 땜납 제거 장치도 사용될 수 있음을 이해해야만 한다. 귀금속 침출 장치는 본원에서 기술한 제 5 양태의 것에 해당할 수 있지만, 다른 귀금속 침출 장치가 사용될 수 있음을 이해해야만 한다. 바람직하게는, 상기 장치는, e-폐기물, 예를 들어, PWB, 크러슁된 IC 분말 등이 땜납 제거 장치로부터 귀금속 침출 장치로 자동으로 또는 수동으로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물, 예를 들어, PWB는 컨베이어 벨트, 이송 롤러, 또는 이송 휠 위에서 상기 장치를 통과하도록 이동한다. 바람직하게는, 상기 땜납 제거 장치 및 귀금속 침출 장치는, 상기 e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 이동하도록 부착된다.
제 7의 하나의 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
기계적 땜납 제거 모듈;
화학적 땜납 제거 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는 e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈로부터 모듈로 움직이도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 상기 장치를 통한 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다.
제 7 양태의 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
표면으로부터 땜납을 기계적으로 제거하기 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, 기계적 땜납 제거 모듈;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거 모듈로서, 상기 PWB가 부분적으로 제 1 조성물에 함침되는 땜납 제거 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 7 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
기계적 땜납 제거 모듈;
화학적 땜납 제거 모듈;
가열 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
선택적으로, 크러슁 모듈;
귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 도 3에서 옵션으로서 도시하고 본원에서 기술한 바와 같이, 가열 모듈 이후에, e-폐기물은 화학적 땜납 제거기, 세정 모듈, 및 건조 모듈에 재도입될 수 있음이 고려된다. 존재하는 경우, 크러슁 모듈은, 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 이로서 한정하는 것은 아니지만, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 분쇄하기 위한 수단, 채치기하기 위한 수단, 및 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)을 깰 수 있도록 크러슁하기 위한 수단을 포함한다.
제 7 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
표면으로부터 땜납을 기계적으로 제거하기 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, 기계적 땜납 제거 모듈;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거 모듈로서, 상기 PWB가 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는, 화학적 땜납 제거 모듈;
가열 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
선택적으로, 크러슁 모듈;
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는 e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 도 3에서 옵션으로서 도시하고 본원에서 기술한 바와 같이, 가열 모듈 이후에, e-폐기물은 화학적 땜납 제거기, 세정 모듈, 및 건조 모듈에 재도입될 수 있음이 고려된다. 존재하는 경우, 크러슁 모듈은, 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 이로서 한정하는 것은 아니지만, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 분쇄하기 위한 수단, 채치기하기 위한 수단, 및 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)을 깰 수 있도록 크러슁하기 위한 수단을 포함한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 7 양태의 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
기계적 땜납 제거 모듈;
화학적 땜납 제거 모듈;
선택적으로, 가열 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
크러슁 모듈;
귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 장치는, e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 존재하는 경우, 도 3에서 옵션으로서 도시하고 본원에서 기술한 바와 같이, 가열 모듈 이후에, e-폐기물은 화학적 땜납 제거기, 세정 모듈, 및 건조 모듈에 재도입될 수 있음이 고려된다. 크러슁 모듈은, 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 이로서 한정하는 것은 아니지만, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 분쇄하기 위한 수단, 채치기하기 위한 수단, 및 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)을 깰 수 있도록 크러슁하기 위한 수단을 포함한다.
제 7 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
표면으로부터 땜납을 기계적으로 제거하기 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, 기계적 땜납 제거 모듈;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거 모듈로서, 상기 PWB가 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는, 화학적 땜납 제거 모듈;
선택적으로, 가열 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
크러슁 모듈;
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록, 상기 장치가 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 존재하는 경우, 도 3에서 옵션으로서 도시하고 본원에서 기술한 바와 같이, 가열 모듈 이후에, e-폐기물은 화학적 땜납 제거기, 세정 모듈, 및 건조 모듈에 재도입될 수 있음이 고려된다. 크러슁 모듈은, 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 이로서 한정하는 것은 아니지만, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 분쇄하기 위한 수단, 채치기하기 위한 수단, 및 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)을 깰 수 있도록 크러슁하기 위한 수단을 포함한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 7 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 가열 모듈;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거 모듈로서, PWB가 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는, 화학적 땜납 제거 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록, 상기 장치가 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 바람직하게는, 가열 모듈은 브러쉬를 포함하는 진탕 수단을 포함하고, 가열 메타니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단은 롤러 체인을 포함한다. 폐 PWB는 클립 또는 기타 클램핑 수단을 사용하여 롤러 체인에 매달릴 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘은 상기 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
제 7 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, e-폐기물을 재활용하기 위한 장치는,
가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 가열 모듈;
제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 화학적 땜납 제거 모듈로서, 상기 PWB가 제 1 조성물에 부분적으로 함침되어 있는, 화학적 땜납 제거 모듈;
세정 모듈;
건조 모듈;
크러슁 모듈;
트라이-요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는 귀금속 침출 모듈;
세정 모듈; 및
건조 모듈
을 포함한다.
바람직하게는, e-폐기물이 자동으로 또는 수동으로 모듈에서 모듈로 이동하도록, 상기 장치가 고안된다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 상기 장치를 통해 컨베이어 벤트, 이송 롤러, 또는 이송 휠에서 이동된다. 바람직하게는, e-폐기물이 서로 자동으로 및 연속적으로 움직이도록 모듈들이 부착되어 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, e-폐기물은 PWB를 포함하고 귀금속은 금을 포함한다. 크러슁 모듈은, 당분야의 숙련자들에 의해 용이하게 결정되는 바와 같이, 이로서 한정하는 것은 아니지만, PWB 및/또는 PWB 구성성분을 분쇄하기 위한 수단, 채치기하기 위한 수단, 및 경질 껍질(예를 들어, 플라스틱)을 깰 수 있도록 크러슁하기 위한 수단을 포함한다. 바람직하게는, 가열 모듈은 브러쉬를 포함하는 진탕 수단을 포함하고, 가열 메카니즘을 통해 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단은 롤러 체인을 포함한다. 폐 PWB는 클립 또는 기타 클램핑 수단을 사용하여 롤러 체인에 매달릴 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 가열 메카니즘은 상기 땜납 또는 에폭시의 융점보다 적어도 1℃ 내지 약 20℃ 낮게 유지된다.
본원의 개시내용과 일관되는 제 7 양태의 실시양태와는 무관하게, 땜납은 납, 주석 또는 납과 주석의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게, e-폐기물은 PWB를 포함하는 표면을 포함하고, 재활용가능한 물질은 구성성분(예를 들어, IC), 귀금속, 베이스 금속, 또는 구성성분, 귀금속 및 베이스 금속의 임의의 조합을 포함한다. 방출된 구성성분은 수집될 수 있고, 재사용가능하고 재납땜될 수 있는 것과 폐기, 유용한 물질의 재생 등을 위해 추가로 가공될 수 있는 것으로 분리될 수 있다. 제 1 조성물은 바람직하게는 선택적으로 귀금속 및/또는 베이스 금속에 대해 땜납(예를 들어, 납, 주석, 그의 합금, 및 이들의 조합)을 제거하며, 땜납의 제거 이후에 해방된 구성성분들은 재사용 또는 재생 목적을 위해 용이하게 수집되고 분류된다. 땜납 제거 이후에, 납 및/또는 주석 이온을 포함하는 제 1 조성물은 추가 공정(예를 들어, 전해채취)에 적용되어 납 및/또는 주석을 재생할 수 있다. 바람직하게는, 귀금속 침출 모듈에 도입하기 이전에, e-폐기물을 크러슁한다. 침출 이후에, 금은 본원에서 기술한 바와 같이 침전될 수 있다. 접촉 조건(즉, 시간 및 온도)이 본원에서 도입된다. 유리하게는, 상기 장치는, 사용자가 노후 및 사용된 인쇄 배전판을 취하여 재사용을 위해 위에 포함된 전자 구성성분 및 금속을 재활용하는 것을 가능하게 한다.
제 8 양태는, 기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계; 및
침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
를 포함하는 e-폐기물의 재활용 방법이 기술되어 있다.
상기 방법은 e-폐기물의 세정 및 건조를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, e-폐기물은 PWB를 포함한다.
제 8 양태의 하나의 실시양태에서, 기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 기계적 땜납 제거기가 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, PWB가 부분적으로 제 1 조성물에 함침되는 단계; 및
침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
를 포함하는, e-폐기물의 재활용 방법이 기술되어 있다.
상기 방법은 추가로 e-폐기물의 세정 및 건조 단계를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, e-폐기물은 PWB를 포함한다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
제 8 양태의 여전히 또다른 실시양태에서, e-폐기물의 재활용 방법은,
기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계;
화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하는 단계;
가열 수단을 사용하여 에폭시-도포된 구성성분을 제거하는 단계; 및
침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
를 포함한다.
상기 공정은 e-폐기물의 세정 및 건조 단계를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, e-폐기물은 PWB를 포함한다. 바람직하게, 기계적 땜납 제거기는 e-폐기물의 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함한다. 바람직하게는, 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하되, 상기 e-폐기물은 제 1 조성물에 부분적으로 함침된다. 바람직하게는, 상기 진탕기는 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명은 예시된 실시양태 및 특징부를 참고하여 본원에서 다양하게 개시되었지만, 본원에서 기술된 실시양태 및 특징부는 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니고 본원의 개시내용에 기초하여 기타 변형, 개질 및 다른 실시양태가 당업계의 숙련자들에게 제안될 수 있음이 인지될 것이다. 따라서, 본 발명은 이후에 첨부된 특허청구범위의 진의 및 범주 이내에서 이러한 모든 변형, 개질 및 대안의 실시양태를 포괄하는 것으로 폭넓게 이해된다.

Claims (33)

  1. (a) 기계적 땜납 제거 모듈; 및
    (b) 화학적 땜납 제거 모듈
    을 포함하고, 상기 모듈들이 서로 연속적으로 부착되어 있는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 땜납 제거 모듈이 표면으로부터의 땜납의 기계적 제거를 위해 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 화학적 땜납 제거 모듈이 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 e-폐기물이 제 1 조성물에 부분적으로 함침되는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학적 땜납 제거 모듈의 상류 및/또는 하류에 배치된 가열 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가열 모듈이 하나 이상의 진탕기를 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 모듈의 하류에 배치된 하나 이상의 세정 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학적 땜납 제거 모듈의 하류에 배치된 하나 이상의 세정 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    귀금속 침출 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈이 트라이요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈이 상기 e-폐기물로부터 탄소를 분리하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 침출 조성물이 하나 이상의 거품제 및 하나 이상의 수집화제를 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈이 거품화 수단을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈의 하류에 배치된 하나 이상의 세정 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 e-폐기물이 인쇄 배전판(PWB)을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 귀금속이 금, 은, 팔라듐, 백금, 로듐, 이리듐, 오스뮴, 레늄, 및 루테늄으로 구성된 군 중에서 선택된 하나 이상의 종을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진탕기가 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  17. 기계적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 기계적 땜납 제거기가 표면으로부터 땜납의 기계적 제거를 위한 하나 이상의 블레이드 및 하나 이상의 진탕기를 포함하는, 단계;
    화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, PWB가 제 1 조성물에 부분적으로 함침되는 단계; 및
    침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
    를 포함하는, e-폐기물의 재활용 방법.
  18. (a) PWB로부터 케이싱 또는 에폭시화된 구성성분을 제거하기 위한 가열 모듈; 및
    (b) 화학적 땜납 제거 모듈
    을 포함하고, 상기 모듈들이 서로 연속적으로 부착되어 있는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 가열 모듈이 가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 상기 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 가열 메카니즘이 진탕 수단을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 진탕 수단이 브러쉬를 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 메타니즘을 통해 상기 폐 PWB를 이동시키기 위한 수단이 롤러 체인을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학적 땜납 제거 모듈이 제 1 조성물용 용기를 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가 상기 화학적 땜납 제거 모듈의 하류에 배치된 하나 이상의 세정 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  25. 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    귀금속 침출 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈이 트라이요오다이드를 포함하는 침출 조성물용 용기를 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  27. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈이 상기 e-폐기물로부터 탄소를 분리하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 침출 조성물이 하나 이상의 거품제 및 하나 이상의 수집화제를 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈이 거품화 수단을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  30. 제 25 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈의 상류에 배치된 하나 이상의 크러슁 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  31. 제 18 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 귀금속 침출 모듈의 하류에 배치된 하나 이상의 세정 모듈을 추가로 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  32. 제 18 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진탕기가 브러쉬, 갈퀴, 또는 취입 가스 또는 액체 중 하나 이상을 포함하는, e-폐기물을 가공하기 위한 장치.
  33. 가열 모듈을 사용하여 PWB로부터 하나 이상의 케이싱을 제거하되, 상기 가열 모듈이 가열 메카니즘 및 상기 가열 메카니즘을 통해 PWB를 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 단계;
    화학적 땜납 제거기를 사용하여 적어도 일부의 땜납을 제거하되, 상기 화학적 땜납 제거기가 제 1 조성물용 용기 및 하나 이상의 진탕기를 포함하고, 상기 PWB가 제 1 조성물에 부분적으로 함침되는, 단계; 및
    침출 조성물을 사용하여 적어도 일부의 귀금속을 제거하는 단계
    를 포함하는, e-폐기물의 재활용 방법.
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