TWI394846B - 無鉛含銀焊錫廢渣資源再生之方法 - Google Patents

無鉛含銀焊錫廢渣資源再生之方法 Download PDF

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Description

無鉛含銀焊錫廢渣資源再生之方法
本發明係屬於一種環境保護及廢棄物資源再生技術領域。
目前國內印刷電路板業為因應歐盟RoHS(有害物質限用)指令，已將原先運用的含鉛焊錫材料，改為無鉛含銀焊錫材料，因此焊錫廢渣中含有價金屬銀，極具資源回收之價值。目前國內外已針對傳統含鉛焊錫廢渣進行資源再生及利用，其主要方法為火法冶煉方法，火法冶煉方式主要將含鉛焊錫廢渣加熱至熔融態後，加入不同的試劑使其純化，而此法又可分為兩種：1.加硫去銅法一含鉛焊錫廢渣中含有少量的銅金屬，加入硫磺粉去除銅，以得到較高純度的錫鉛合金。2.脫氧還原法一含鉛焊錫廢渣中含有金屬氧化物，若直接進行加硫除銅精製作業，廢錫鉛渣中之錫、鉛金屬氧化物亦會以爐渣型態產生，而降低錫、鉛金屬之回收效益，故先加入焦炭進行脫氧還原反應法還原氧化金屬，再利用硫磺粉或含矽化合物去除錫渣之雜質(如銅、鐵)，以提高其回收純度。
另經查國內焊錫渣資源回收相關之專利，主要係針對錫渣還原裝置為主，如中華民國專利編號I295602「焊錫爐 之錫渣還原裝置」及中華民國專利編號1290870「焊錫爐之錫渣回收裝置」其內容主要係於現有焊錫爐中，於各噴錫裝置噴口附近加裝盛片或具有研磨螺桿的圓形管體，使經由噴錫口噴出之尚未氧化之液錫可以回流至錫槽中，以及氧化之錫渣，藉由攪拌及摩擦而破裂，再通過濾網以置收集。另中華民國專利編號M317890「錫渣還原回收機」、中華民國專利編M317898「錫渣還原再生機」及中華民國專利編號D115581「錫渣回收機」，此三個專利亦主要針對錫渣回收所發明之設備。另中華民國專利編號M265386「錫渣粉碎再生裝置」其內容主要係藉由絞碎裝置及加熱功能的熔渣爐，將氧化錫之錫渣塊絞碎後，加熱熔融再蒐集錫液，以利回收再利用，以達節省物料成本及減少廢棄物形成。
綜合上述，目前國內尚未發現有任何相關專利與技術，可利用「無鉛含銀焊錫廢渣」為原料來進行銀及錫金屬之資源回收，以獲得氧化錫及銀錠之有價產品，故本發明可提供國內相關業者作為無鉛含銀焊錫廢渣資源回收之依據。
電子產業為因應『危害物質禁用指令』(RoHs；Restriction of Hazardous Substance)已將含鉛焊錫材料改成無鉛焊錫材料，由於焊接過程中會產生焊錫廢渣，而目 前主要被使用之無鉛焊錫材料為無鉛含銀焊錫，因此無鉛含銀焊錫廢渣含有價之銀、錫金屬，如無法回收再利用，將會造成整體資源之浪費，甚為可惜，有鑑於此，本發明乃針對含銀無鉛焊錫廢渣中之銀、錫有價金屬進行資源回收工作。
本發明內容主要是先將所收集之無鉛含銀焊錫廢渣破碎後，使用50mesh(0.297mm)之篩網予以篩分，再將篩下物(低於0.297mm)之無鉛含銀焊錫廢渣粉末置於4N硝酸中，以無鉛含銀焊錫廢渣粉末(公克)/4N硝酸(毫升)比為1/10，浸漬溫度為70℃，藉磁石攪拌器溶蝕2小時，可將部份的錫及全部的銀完全浸漬至浸漬液當中，經過濾後，可得高純度氧化錫濾渣，及含錫銀浸漬液，此含錫銀浸漬液經添加氨水(NH4)將pH值調整至2，此時可將濾液中的錫予以完全沉澱出，另經過濾後所收集含銀濾液中之銀，經添加250倍水合肼的理論量後，可被沉澱得到銀粉，再將此沉澱銀粉以70℃之5M鹽酸進行酸煮15分鐘，再以常溫水洗15分鐘後，將其與助熔劑硼酸(H3BO3)一併放入高溫爐於1000℃熔煉30分鐘，即可獲得高純度銀錠。
無鉛含銀焊錫廢渣經本發明之資源再生處理方法後，可獲得高純度氧化錫及高純度銀錠，以供相關產業利用，可達成無鉛含銀焊錫廢渣資源回收再利用之目的。
本發明之較佳方法示於第一圖，首先將收集之無鉛含銀焊錫廢渣1(其外觀如第二圖所示)，進行破碎、過篩2步驟，將無鉛含銀焊錫廢渣1研磨通過50mesh(0.297mm)篩網後，進行硝酸浸漬溶蝕3步驟，此硝酸浸漬溶蝕3之操作條件為：無鉛含銀焊錫廢渣粉末(公克)/4N硝酸(毫升)=1/10，浸漬溫度=70℃，浸漬時間=2小時。
經硝酸浸漬溶蝕3步驟之後，可將無鉛含銀焊錫廢渣1中100%之銀及0.027%之錫，浸漬溶蝕於浸漬液中，此浸漬液經初次過濾4步驟予以過濾後，可得含錫銀浸漬液41及初次濾渣42，此初次濾渣42即為高純度氧化錫5(其外觀如第三圖所示)，另高純度氧化錫5之X射線繞射儀(X-Ray Diffractometer,XRD)分析結果如第四圖與表格一所示。
再將所收集之含錫銀浸漬液41，進行pH值調整6步驟，其調整條件為：添加調整劑=氨水(NH4)，將含錫銀浸漬液41調整至pH=2，再經由二次過濾7步驟後，得到含銀浸漬液71及二次濾渣72，經二次過濾7步驟所得之二次濾渣72，可進行污泥最終處置8步驟予以處置，而含銀浸漬液71則再經銀沉澱回收9步驟，進行銀沉澱回收9，其沉澱操作條件為：沉澱劑=N2H4．NO3(水合肼)，添加量=250倍水合肼的理論量後，反應時間=30分鐘(以70℃之5M鹽酸進行酸煮15分鐘，再以常溫水洗15分鐘後)，再經三次過濾10步驟後，得到沉澱物101及三次濾液102，經由三次過濾10 步驟所得之三次濾液102，可經最終廢液處置13步驟予以處置。
另經由三次過濾10步驟所得之沉澱物101，將其進行酸洗、水洗去除渣質11步驟，再藉由四次過濾12步驟，將含銀濾渣121與四次濾液122固液分離，而四次濾液122經收集後再進行最終廢液處置13，另含銀濾渣121則進行銀錠熔製14步驟，此銀錠熔製14步驟之操作條件為：添加適量硼酸，並於1000℃下熔煉30分鐘，即可獲得高純度銀錠15(其外觀如第五圖所示)，另高純度銀錠15之銀純度經能量分散光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)檢測分析結果如第六圖與表格二所示。
為使本發明更加顯現出其進步性與實用性，茲將本發明之優點列舉如下：
1.可回收無鉛含銀焊錫廢渣1中之有價銀、錫金屬。
2.達到無鉛含銀焊錫廢渣1資源再生利用與減量之雙重目的。
3.避免造成無鉛含銀焊錫廢渣1污染環境及危害人體健 康。
4.具安全性與進步性。
5.具工商界與產業界上利用價值。
綜合上所述，本發明誠已符合發明專利之申請要件，並依法提出申請，祈請 鈞局審查委員明鑑，並賜予本發明專利權，實感德便。
1‧‧‧無鉛含銀焊錫廢渣
2‧‧‧破碎、過篩
3‧‧‧硝酸浸漬溶蝕
4‧‧‧初次過濾
41‧‧‧含錫銀浸漬液
42‧‧‧初次濾渣
5‧‧‧高純度氧化錫
6‧‧‧pH值調整
7‧‧‧二次過濾
71‧‧‧含銀浸漬液
72‧‧‧二次濾渣
8‧‧‧污泥最終處置
9‧‧‧銀沉澱回收
10‧‧‧三次過濾
101‧‧‧沉澱物
102‧‧‧三次濾液
11‧‧‧酸洗、水洗去除雜質
12‧‧‧四次過濾
121‧‧‧含銀濾渣
122‧‧‧四次濾液
13‧‧‧最終廢液處置
14‧‧‧銀錠熔製
15‧‧‧高純度銀錠
第一圖係本發明「無鉛含銀焊錫廢渣資源再生之方法」之實施流程圖；第二圖係本發明所使用之含銀無鉛焊錫廢渣外觀照片；第三圖係本發明所製備之高純度氧化錫產品外觀照片；第四圖係高純度氧化錫之X光繞射儀(XRD)分析結果；第五圖係本發明所製備之銀錠產品外觀照片；第六圖銀錠銀純度之能量分散光譜儀(EDS)分析結果。
1‧‧‧無鉛含銀焊錫廢渣
2‧‧‧破碎、過篩
3‧‧‧硝酸浸漬溶蝕
4‧‧‧初次過濾
41‧‧‧含錫銀浸漬液
42‧‧‧初次濾渣
5‧‧‧高純度氧化錫
6‧‧‧pH值調整
7‧‧‧二次過濾
71‧‧‧含銀浸漬液
72‧‧‧二次濾渣
8‧‧‧污泥最終處置
9‧‧‧銀沉澱回收
10‧‧‧三次過濾
101‧‧‧沉澱物
102‧‧‧三次濾液
11‧‧‧酸洗、水洗去除雜質
12‧‧‧四次過濾
121‧‧‧含銀濾渣
122‧‧‧四次濾液
13‧‧‧最終廢液處置
14‧‧‧銀錠熔製
15‧‧‧高純度銀錠

Claims (1)

  1. 一種無鉛含銀焊錫廢渣資源再生之方法，其特徵：先將無鉛含銀焊錫廢渣破碎後，使用50mesh(0.297mm)之篩網予以篩分，再將篩下之無鉛含銀焊錫廢渣粉末(低於0.297mm)置於4N硝酸中，以無鉛含銀焊錫廢渣粉末(公克)/4N硝酸(毫升)比為1/10，浸漬溫度為70℃，浸漬溶蝕2小時，可將部份的錫及全部的銀完全浸漬至浸漬液中，經過濾後可得高純度氧化錫濾渣，及含錫銀浸漬液，此含錫銀浸漬液經添加氨水將pH值調整至2，可將濾液中的錫給完全沉澱出，再經過濾後所收集含銀濾液中之銀，經添加250倍水合肼的理論量後，可被沉澱成銀粉，再將其以5M鹽酸在70℃下酸煮15分鐘，再以常溫水洗15分鐘後，將其與助熔劑硼酸(H3BO3)共同置入高溫爐於1000℃下熔煉30分鐘，以獲得高純度銀錠。
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民國97年6月出版，大葉大學碩士論文，『無鉛含銀焊錫廢渣資源再生之研究』，陳慧憶撰寫 *

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