KR20190074676A - 재활용 가능한 기판으로부터 금속을 분리하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 폐 회로기판으로부터 금속을 회수하는 방법은 폐 회로기판을 분쇄하고 분쇄물을 풍력 선별에 의해 가벼운 플라스틱 부분과 무거운 금속 부분으로 분리하고 상기 무거운 금속 부분을 다시 정전선별에 의해 도체와 부도체로 분리하고 상기 분리된 도체를 자력선별에 의해 자성체와 비자성체로 분리하고 상기 분리된 비자성체를 화학처리하는 것을 포함하며 상기 화학처리 단계는 비자성체에 황산과 과산화수소수의 혼합물을 첨가하고 생성된 잔사를 혼합용매와 반응시키고 생성된 잔사에 염수를 첨가하고 생성된 잔사를 왕수와 반응시키는 것을 포함하여 재활용 회로기판으로부터 금속 성분을 95% 이상 회수할 수 있다.

Description

재활용 가능한 기판으로부터 금속을 분리하는 방법{method of seperating metal from recycling to boards}
본 발명은 재활용 가능한 기판으로부터 금속을 분리하기 위한 방법에 관한 것으로 폐 회로기판을 재활용하기 위해 이를 물리적인 전처리 및 화학적인 처리를 함으로써 금속을 분리하여 회수하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 회로기판은 복잡한 구조를 가지며 이것이 재활용의 중대한 문제점이다. 회로기판 조립품의 경우에 금속과 오염물질이 서로 매우 가깝게 존재하므로 처리를 별도로 진행시켜야 한다. 구리, 철, 주석, 납과 같은 금속이 회로기판에서 발견되는 금속으로서 주목되고 있다. 또한 금, 은 및 팔라듐과 같은 귀금속이 특히 고급 회로기판에서 상당한 양으로 발견된다. 국내외적으로 전자 폐기물로부터 금, 은 및 동을 비롯한 금속의 회수에 대한 연구는 오래 전부터 행해져 오고 있으며 현재 상업적으로 이들을 회수하는 공장이 가동되고 있다. 전자 폐기물로부터 금속을 회수하기 위한 상업적 방법으로는 일반적으로 습식법 및 건식법이 혼용되어 사용되고 있다. 건식법으로는 염소화 반응법, 및 전자 폐기물을 플라즈마(plasma), 전기 아크로 등에서 용해시켜 조금속을 회수하고 이러한 조금속을 화학적으로 처리하여 금속을 수득하는 방법이 있다. 이러한 건식법은 모든 형태의 스크랩(scrap)을 처리할 수 있으므로 물성의 제한을 받지 않는 장점을 갖는 반면에 대기오염을 유발하고 처리시 슬래그(slag)의 증가로 인해 금속의 회수율이 감소하며 아연, 알루미늄, 납 및 주석과 같은 비철금속의 회수는 불가능하다는 단점을 갖는다. 습식법으로는 전자 폐기물로부터 귀금속을 회수하기 위해 시안용액 침출법, 염화수 침출법 및 가성소다 용해법이 주로 이용되고 있다. 습식법은 건식법과 비교하여 환경오염을 덜 발생시키고 스크랩의 주요성분을 각각 분리회수 할 수 있는 장점이 있으나 복잡한 스크랩의 처리가 불가능하고 전처리를 필요로 하며 침출액의 부피가 크고 부식성이 강하며 독성이 있다는 단점을 갖는다. 최근에는 전기화학법 및 생화학적 처리에 의한 회수방법이 연구되고 있지만 경제적인 측면에서는 유용하지 못하다. 회로기판을 물리적 및 화학적 방법을 병행하여 처리하고 이를 분쇄하여 금속 및 비금속을 선별적으로 분리하고 회수된 금속함유 물질을 용매로 처리하여 생성된 혼합용액으로부터 금속 및 희유금속을 추출하기 위한 환경친화적이며 단순화된 재활용 방법을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 폐 회로기판으로부터 금, 은, 동, 아연과 같은 금속 및 팔라듐 같은 희유금속을 각 단계에서 선택적이고 효율적으로 회수함과 동시에 함유되어 있는 금속을 대부분 회수함으로써 중금속 함유된 폐가전제품의 폐기로 인한 환경오염 문제를 극복하고 회수시 발생되는 환경 오염을 최소화함으로써 자원을 재활용할 수 있는 금속의 회수방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 폐 회로기판으로부터 금속을 회수하는 방법은 폐 회로기판을 분쇄하고 상기 분쇄물을 풍력선별에 의해 비중이 가벼운 부분과 비중이 무거운 부분으로 분리하고 상기 비중이 무거운 부분을 정전선별에 의해 도체와 부도체로 분리하고 상기 도체 부분을 자력선별에 의해 자성체와 비자성체로 분리하고 상기 비자성체 부분을 화학처리하는 것을 포함하며 상기 화학처리 단계는 황산과 과산화수소수의 혼합물을 상기 비자성체 부분에 첨가하여 반응시켜 상기 비자성체 부분으로부터 구리, 철, 아연, 니켈 및 알루미늄 성분을 용해시켜 분리하고 난용성 잔사에 혼합용매를 첨가하여 반응시켜 잔사로부터 금 및 은을 용해분리시키고 잔사에 염수를 첨가하여 반응시켜 잔사로부터 납을 용해 분리시키고 잔사를 왕수와 반응시켜 잔사로부터 팔라듐을 용해분리시키는 것을 포함한다.
본 발명의 금속 회수방법은 물리적 및 화학적인 방법을 병용하여 폐 회로기판으로부터 금속을 비롯한 자원을 고효율로 회수할 수 있으며 물리적인 방법을 이용하여 금속 부분과 비금속 부분을 선분리함으로써 금속뿐만 아니라 플라스틱을 회수할 수 있으며 금, 은과 같은 금속을 고순도로 회수할 수 있고 또한 희유금속인 팔라듐을 분리할 수 있고 특히 금, 은의 회수시에 적절한 용매를 사용함으로써 환경친화적이며 경제적인 효과를 갖는다.
도 1은 폐 회로기판으로부터 금속을 회수하기 위한 개념도
본 발명에 특히 사용될 수 있는 폐 회로기판은 사용된 후 폐기된 컴퓨터내장용 회로기판으로서 기판의 형태나 특성을 고려하지 않고 일괄적으로 컴퓨터 본체로부터 분리하여 사용할 수 있다. 상기 회로기판의 일반적 조성은 금속 화합물, 플라스틱 물질 및 난용성 화합물로 이루어진다. 상기 금속 화합물은 일반금속 및 귀금속을 포함하며 상기 일반금속은 구리, 철, 니켈, 주석, 납, 알루미늄, 아연 등을 포함하고 상기 귀금속은 금, 은, 팔라듐 등을 포함한다. 또한 상기 난용성 화합물은 실리카, 알칼리 및 알칼리 토산화물, 알루미나, 및기타 산화물을 포함한다. 본 발명의 방법에 따른 폐 회로기판으로부터의 금속의 개략적인 회수 개념도를 도 1에 나타내었으며 이를 설명하면 다음과 같다. 사용된 후 폐기된 컴퓨터용 회로기판을 분쇄기 및 슈레더(shredder)를 사용하여 분쇄한다. 상기 분쇄된 산물을 입자의 사이즈 조절이 가능한 스크린(screen)을 통과시킴으로써 산물은 회수하고 그 이상의 입자는 재분쇄하여 균일한 분쇄물을 획득하는 것이 바람직하다. 상기 분쇄물을 풍력선별법에 의해 비중이 가벼운 부분과 무거운 부분으로 분리한 후 비중이 무거운 부분을 정전선별법(electrostatic separation)에 의해 도체와 부도체로 분리한다. 상기 도체는 주로 금속성분을 포함하며 상기 부도체는 플라스틱계 물질을 포함한다. 이어서, 상기 부도체를 제외한 도체 및 중간도체를 자력선별법에 의해 자력의 세기에 따라, 자성체와 비자성체로 분리한다. 자력의 세기에 따라서 자성체는 대부분 분리 제거되며 금속을 주로 함유하는 비자성체를 연속되는 유가물 추출공정에 투입하여 금속을 회수하게 된다. 금속 추출 공정에서는 출발 침출용매로서 황산을 사용하고 산화촉진제로서 과산화수소수를 사용한다. 이 과산화수소수를 첨가한 황산 용매는 폐회로기판에 함유되어 있는 구리, 철, 아연 및 니켈 성분을 용해시킬 수 있다. 상기 황산 용매에 상기 금속 성분들이 침출된 용액은 각각의 금속추출을 위해 분리제거되며 상기 침출용매에 난용성인 잔사는 이어지는 침출 공정에서 사용하기 위해 여과하여 분리제거한다.

Claims (2)

  1. 폐 회로기판을 분쇄하고 상기 분쇄물을 풍력선별에 의해 비중이 가벼운 부분과 비중이 무거운 부분으로 분리하고 상기 비중이 무거운 부분을 정전선별에 의해 도체와 부도체로 분리하고 상기 도체 부분을 자력선별에 의해 자성체와 비자성체로 분리하고 상기 비자성체 부분을 화학처리하는 것을 포함하며 상기 화학처리 단계 황산과 과산화수소수의 혼합물을 상기 비자성체 부분에 첨가하여 반응시켜 상기 비자성체 부분으로부터 구리, 철, 아연, 니켈 및 알루미늄 성분을 용해시켜 분리하고 난용성 잔사를 혼합용매에 첨가하여 반응시킴으로써 금 및 은을 용해분리시키고 잔사에 염수를 첨가하여 반응시켜 잔사로부터 납을 용해분리시키고 잔사를 왕수와 반응시켜 잔사로부터 팔라듐을 용해분리시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 회로기판으로부터 금속을 회수하는 방법.
  2. 제1항에 있어서 구리는 전기분해에 의해 아연은 침전법에 의해, 금, 은 및 팔라듐은 시멘테이션(cementation)에 의해 회수하고 납은 용매추출법에 의해 각각의 성분으로 회수하는 것을 특징으로 하는 방법.
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