TWI823276B - 一種處理來自電路板和／或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法 - Google Patents

一種處理來自電路板和／或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法 Download PDF

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Abstract

描述了一種處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法，該方法包含： i)提供該蝕刻廢棄物介質作為特別是來自蝕刻處理(150)的待處理介質(11)，其中該待處理介質(11)包含待處理金屬鹽和酸(15)； ii)在離子交換處理(145)中處理該待處理介質(11)，使該待處理金屬鹽被金屬鹽交換，並且含金屬鹽的介質(10)從該待處理介質(11)獲得；因此 a)使第一處理循環(170)流過該離子交換處理(145)，其中該第一處理循環(170)是實質上僅產出元素金屬(50)的第一閉迴路；並且 b)使第二處理循環(180)流過該離子交換處理(140)，其中該第二處理循環(180)是實質上僅產出純化水(188)和/或貧金屬鹽濃縮物(186b)的第二閉迴路。

Description

一種處理來自電路板和／或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法
本發明關於一種處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質的方法。此外，本發明關於一種配置為執行該方法的電路板和/或基板製造工廠。此外，本發明關於離子交換處理的具體用途。
因此，本發明可以關於電路板和/或基板製造的技術領域。特別地，本發明可以關於處理來自電路板和/或基板製造的含金屬鹽的介質的技術領域(特別是回收金屬)。此外，本發明可以關於電路板和/或基板製造中的回收的技術領域(特別是提供排放品質中的廢水)。
對於電路板和/或基板的生產，原則上需要大量金屬，特別是重金屬(例如銅、鎳、金、銀、鈀、錫、鐵)。因此，在製造過程中，含金屬的殘留物和含金屬的介質(特別是溶液)分別出現在不同的處理中。
含金屬(鹽)的介質(以及待處理的廢棄物和殘留物濃縮物，分別)實質上源自電路板和/或基板製造中的兩種不同處理：i)蝕刻處理(例如蝕刻銅箔)和ii)電鍍處理(例如鍍銅層)。此外，待處理含有金屬(鹽)的介質在來自蝕刻處理和來自電鍍處理的沖洗處理期間出現。這些沖洗水僅含有低濃度的金屬，尤其是銅。相反地，來自蝕刻處理和電鍍處理的待處理的含金屬(鹽)介質包含相對高濃度的金屬。
來自蝕刻處理的待處理的含金屬(鹽)介質通常包含金屬鹽，其中金屬被化學鍵合(例如氯化銅，其中氯化物來源於鹽酸)到酸的鹽(來自蝕刻處理)。來自電鍍處理的待處理的含金屬(鹽)介質通常亦含有金屬鹽，其中金屬被化學鍵合到電解酸的鹽(例如硫酸銅，其中硫酸鹽來源於硫酸)。此外，來自電鍍處理製備的含金屬(鹽)介質通常含有高濃度的外來金屬，例如鐵。
從所描述的含金屬(-鹽)的介質中回收金屬的方法實質上是已知的。然而，只有高純度形式的回收金屬(例如，99%至99.99%，特別是大約99.9%純度)對於電路板和/或基板製造是有意義的。這樣的回收可以例如可以藉由電解進行。然而，上述含金屬(鹽)的介質非常不適合此目的，因為純金屬(例如銅)的沉積受到阻礙或被複雜化。高濃度的酸、過氧化氫(和外來金屬)會使高品質的電解失效。
出於這個原因，從電路板和/或基板製造的廢棄物濃縮物習知地分別以耗成本且不環保且不耐用的方式被安置。
本發明的一個目的是能夠對來自電路板和/或基板製造的廢棄物介質(特別是來自蝕刻處理的)進行成本效益、環境友好和耐用的處理。
該目的藉由根據獨立專利請求項的標的來解決。較佳實施例從附屬專利請求項而來。
根據本發明的一個態樣，描述了一種處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻(處理)廢棄物介質之方法。該方法包含： i)提供蝕刻廢棄物介質作為(特別是來自蝕刻處理的)待處理介質，其中待處理介質包含待處理的金屬鹽和酸， ii)在離子交換處理中處理待處理介質，使該待處理金屬鹽被金屬鹽交換，並且含金屬鹽的介質從該待處理介質獲得，因此 使第一處理循環流過離子交換處理，其中第一處理循環是(實質上)僅產出元素金屬(例如使用電解處理)的第一(閉)迴路。 特別地，該方法可以進一步包括使第二處理循環流過離子交換處理，其中第二處理循環是(實質上)僅產出純化水和/或貧金屬鹽濃縮物(例如使用逆滲透處理)的第二(閉)迴路。
根據本發明的另外的態樣，描述了一種電路板和/或基板製造工廠，包括： i)蝕刻處理模組，其生產蝕刻廢棄物介質作為待處理介質，其中待處理介質包括待處理金屬鹽和酸， ii)離子交換處理模組，被配置處理待處理介質，使待處理金屬鹽被金屬鹽交換，並且含金屬鹽的介質從待處理介質獲得， iii)第一處理循環(例如，經由電解模組被實現為流體輸送系統)，流過離子交換處理模組，其中第一處理循環是實質上僅產出元素金屬的第一閉迴路，以及 iv)第二處理循環(例如經由逆滲透模組被實現為流體輸送系統)，流過離子交換處理，其中第二處理循環是實質上僅產出純化水和/或貧金屬鹽濃縮物的第二閉迴路。
根據本發明的另外的態樣，描述了離子交換處理的使用，該離子交換處理在第一閉迴路處理循環中耦合到電解處理以及在第二閉迴路處理循環中耦合到膜過濾處理以處理電路板和/或基板製造蝕刻廢水，使得(實質上)僅元素銅、純化水和/或貧重金屬鹽濃縮物被產出。
根據本發明的另外的態樣，討論了一種用於調節上述方法和/或上述裝置的處理控制裝置。處理控制裝置包括： i)用於從運行處理中捕獲至少一個處理參數(和實際值，分別)，特別是多個處理參數的資料庫， ii)資料模型單元，適用於儲存至少一個預定處理參數(和目標值，分別)，特別是多個預定處理參數，以及iii)計算裝置，適用於 a)將捕獲的處理參數與預定的處理參數(以及多個彼此，分別)進行比較， b)確定基於比較結果的控制操作(例如主動補償實際值和目標值之間的差異)，以及c)執行預定的控制操作(例如調整流量等)。
根據本發明的另外的態樣，描述了一種用於控制處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質的方法的計算機程式產品，該計算機程式產品在由一個人執行時一個或多個處理器(以及一個或多個計算機，分別)控制方法(如上所述)和/或裝置(如上所述)和/或處理控制裝置(如上所述)。
在本文件的上下文中，術語“含金屬鹽的介質”可以特別表示包含金屬鹽的任何(液體)介質。金屬鹽是金屬和酸之間的化合物。這種金屬的例子可以包括：銅、鎳、金、銀、鈷、鎘、鎂、鈉、鈀、錫。酸的例子可以包括：硫酸、鹽酸、亞硝酸、磷酸；其中金屬鹽相應地存在，例如如硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽或磷酸鹽。相應地，金屬鹽可以是例如硫酸銅或氯化銅。這可以作為金屬離子和鹽離子存在於含金屬鹽的介質中。除金屬鹽外，含金屬鹽的介質可包括例如其中金屬鹽被溶解的水溶液或酸性溶液。例如，除了水，介質還可以包含鹽酸和/或硫酸。在一個示例中，含金屬鹽的介質源自電路板和/或基板的製造並且可以包含相應的殘留物。此外，可以處理含金屬鹽的介質，使得實質上僅存在金屬鹽。在一個實例中，含金屬鹽的介質(實質上)不含(不期望的)外來金屬(例如鐵)。在另一個實例中，含金屬鹽的介質包含外來金屬(的殘留物)。術語“待處理介質”可以表示將在後續處理步驟中進一步被處理的介質。因此，待處理介質可以包括待處理的金屬鹽(例如，該鹽將被另一種鹽交換)，並且，當待處理的金屬鹽被金屬鹽交換時，從該待處理介質獲得介質。在一個示例性實施例中，待處理的金屬鹽包括氯化銅並且金屬鹽包括硫酸銅。
在本文件的上下文中，術語“處理循環”可以特別表示以類似循環的方式連接的大量的處理步驟(和/或處理模組)。特別地，可以安排處理循環，使得一個第一步驟的產物被反饋到第二步驟，該第二步驟是相對於第一步的上游處理。更特別地說，最後一步驟的產品被反饋作為回到第一步驟的輸入。這樣的實施例可以被稱為閉迴路處理循環。較佳地，執行閉迴路處理循環使得不產生廢棄物。這可以例如使用第三處理循環來實現，其中來自蝕刻處理的強酸在膜透析中被分離，然後經由富集步驟被反饋回蝕刻處理。在另一個實施例中，第一處理循環可以僅產出作為廢品的元素金屬(例如，藉由使酸性介質流過離子交換處理，將固定的金屬離子輸送到生產元素金屬的電解處理，並將貧金屬的酸性介質反饋)，然而，其中元素金屬是可以反饋到另一個製造過程所期望的產品。在另一個實施例中，第二處理循環可以作為廢棄物僅產出純化水和貧金屬(因此易於排放)的鹽濃縮物，例如，藉由將另外的酸性介質流通過離子交換處理，通過逆滲透處理，並返回到離子交換處理)。
在本文件的上下文中，術語“外來金屬”可以特別表示存在於含金屬鹽的介質中(以溶解的方式)但(對於某些應用)不期望存在的金屬。取決於應用情況，此類外來金屬(及其離子，分別)的示例可能包括：鐵(Fe 3+、Fe 2+)、鉛(Pb 2+)、錫(Sn 2+)、鉬(Mo 3+)、鎳(Ni 2+)、鈷(Co 2+)、銦(In 3+)、鎘(Cd 2+)、鋅(Zn 2+)、鉻(Cr 3+)、鈉(Na +)、鈀(Pd 2+)。在一個實施例中，應處理含金屬鹽的介質，使得金屬鹽中的金屬以元素形式存在並且可以再循環。外來金屬可導致(例如藉由電解)處理的干擾或失敗，因此可建議預先去除外來金屬。在一個示例性實施例中，含金屬鹽的介質來源於電鍍處理，並且元素銅應從金屬鹽硫酸銅獲得。由於電鍍處理，含金屬鹽的介質可包含外來金屬，特別是鐵。外來金屬可以作為外來金屬鹽(例如硫酸鐵)的形式存在。這可嚴重干擾硫酸銅的電解(抑制銅在陰極的沉積)。在較低(殘留)濃度下，在金屬被還原(分別沉積)的同時，外來金屬可在回收處理期間被氧化。
在本文件的上下文中，術語“含外來金屬和金屬鹽的介質”可以特別表示包含含金屬鹽的介質(如上所述)和外來金屬(如上所述)。在一個實施例中，含外來金屬和金屬鹽的介質源自鍍層。特別是，含有外來金屬和金屬鹽的介質是高酸性介質(例如pH值＜1)。這可以是由於含有外來金屬和金屬鹽的介質包含高濃度(例如在100至200g/L範圍內)的強酸，例如硫酸。
在本文件的上下文中，術語“處理”可以特別表示待處理介質(特別是具有至少一種不期望的特性的介質)在一個或多個處理步驟中被處理，使得處理過的介質(特別是不再包含不期望的特性的介質)存在。例如，待處理介質可以是含有金屬鹽的介質，其中至少一種金屬鹽是不期望的。相應地，待處理介質可以被處理(例如藉由膜透析和進行化學反應)，使得作為處理後的介質的含金屬鹽的介質存在，其(實質上)不再包含不期望的金屬鹽。
在本文件的上下文中，術語“部分流”可以特別表示在(製造)處理中的介質(特別是液體介質)在某個(期望的)處理方向上進行。換言之，可以以期望的方式控制(製造)處理中的介質流動。術語“部分流”尤其可以關於相應的(製造)處理包括至少兩個(來自不同的處理步驟)這樣的流的事實。同一(製造)處理和同一工廠中的每個(較佳液體介質的)單一流可分別被表示為部分流。部分流可以是(具體地)生產的廢棄物介質的受控流。至少部分流中的至少兩個(特別是三個或更多個)可以被組合成總流。在一個實施例中，第一部分流分別包含處理的含金屬鹽的介質(例如，包含硫酸銅和鹽酸)和來自電路板和/或基板製造的蝕刻處理的廢棄物流，而第二部分流分別包含處理的含金屬鹽的介質(例如，包含硫酸銅、硫酸鐵和硫酸)和來自電路板和/或基板製造的電鍍處理的廢棄物流。在一個示例中，這些可以被合併到一個總流中，然後總流被處理，例如以元素形式回收金屬鹽的金屬。
在本文件的上下文中，術語“電路板和/或基板製造”可以特別表示用於製造電路板和/或基板的處理，該處理在工廠中執行，例如電路板工廠。術語“電路板”可以特別關於印刷電路板(PCB)，而術語“基板”可以是例如本發明關於用於半導體晶片的基板，例如積體電路或有機中介層。電路板和/或基板的製造通常包括蝕刻處理以及電鍍處理，其中藉由蝕刻去除金屬，使獲得所期望的金屬結構，其中電鍍處理藉由電鍍設置金屬。用於電路板和/或基板製造的起始材料實質上包括金屬和電絕緣材料，通常是有機材料，例如樹脂。該處理的產品可以分別是成品電路板和基板，或也可以是中間產品。
在本文中，術語“蝕刻處理”可以特別表示電路板和/或基板製造的處理，其包括蝕刻金屬，特別是銅，從而提供所期望的金屬(導電)結構。根據示例性實施例，該處理可以如下執行：光阻保護不應該被蝕刻掉的銅路徑，而應該被蝕刻掉的銅區域沒有被光阻覆蓋。首先，為此目的，整個銅層都塗有光阻。然後，透過光罩，光阻藉由紫外光顯影。光罩僅在光阻應保留的位置(即應提供所期望的導體跡線的位置)通過紫外光。在顯影處理期間，抗蝕劑(和聚合物分別)在暴露於紫外光的位置發生交聯。顯影後，未曝光(和未顯影)的光阻可以很容易地被洗掉。隨後，面板(以及分別的部件載體預製件)被蝕刻。光阻保護導體跡線，而未被光阻覆蓋的銅被蝕刻/去除。當蝕刻處理被完成時，光阻被分別去除和剝離(光阻是交聯的和固體的)，並且留下導體痕跡。剝離的光阻可以稍後藉由氯化鐵被沉澱。
在本文件的上下文中，術語“電鍍處理”可以特別表示在電路板和/或基板製造中進行電鍍的處理。電鍍可以表示金屬沉澱物在裝置上的電化學沉積。例如，當裝置用作電路板和/或基板時，金屬沉澱物(例如銅)可在其上分別用作導電層結構和導體跡線。此外，例如孔(通孔)可以藉由橫向電鍍或藉由電鍍完全填充它們來被導電。在一個示例中，將電流施加到電解槽。在正極(陽極)處，應放置的金屬(例如銅或鎳)被定位，在負極(陰極)處，待塗的物體(例如電路板)被定位。藉由電流，金屬離子藉由還原作用沉積在物體上。在一個示例中，該處理可以被實現為一系列電解浴。電鍍處理可以連續或不連續地(以分批方式)進行。通常，在此處理中會獲得大量的含金屬鹽的介質作為廢棄物濃縮物(“滲出物”)。由於該方法，這通常包含外來金屬和高酸含量，使金屬(金屬鹽)的再循環習知地不可能以經濟的方式進行。
在本文件的上下文中，術語“反應電池”可以特別表示能夠從含金屬鹽的介質中回收以元素和高純度形式的金屬鹽的金屬的任何反應器。術語“回收”可以特別表示從含金屬鹽的介質(為了再利用的目的)中分別分開和隔離元素金屬。反應電池的一個例子可以是電解電池。術語“電解”可以特別表示使用電流以實現化學氧化還原反應。因此，電解電池可以包括：用於提供電流的直流電壓源，其與陰極(負極)和陽極(正極)耦合。電壓源可導致陽極中的電子不足和陰極中的電子過剩。在一個實施例中，將含金屬鹽的介質添加到電解電池中，其包含作為金屬的銅和作為外來金屬的鐵。銅具有更高的氧化還原電位(更貴重稀有)，因此分別在陰極被還原和被沈積。相反地，鐵在陽極被氧化。在一個示例性實施例中，反應電池較佳包括多個(例如二十個)電解模組，其中元素金屬(例如銅)被沉積在陰極處。在該反應中，外來金屬(電解質的)的氧化發生，其化學性質比待沉積的金屬不那麼貴重稀有。在一個示例中，可以藉由一系列電解浴來實現回收。回收可以被連續或不連續(分批)進行。
在本文件的上下文中，術語“離子交換處理”可以特別表示適合交換液體介質的離子的任何處理。術語“離子交換器”可以涵蓋溶解的離子可以被相同電荷(正或負)的其他離子替代的材料(分別和裝置)(參見下文進一步的詳細描述)。
在本文件的上下文中，術語“透析”可以特別表示濃度驅動的膜處理用於從溶液中去除分子(特別是離子)。在一個實施例中，在膜的第一側經由第一進料(透析液進料)提供含金屬鹽的介質，並且在膜的第二(相對於第一)側經由第二進料(擴散液進料)提供另外的介質(例如水)。該膜可以是半透性的並且使陰離子(例如氯化物)能夠通過(陰離子膜)，而不能使陽離子(例如Cu 2+)通過。因此，陽離子被富集在含金屬鹽的介質中作為透析液，而陰離子被富集在另外的介質中作為擴散液。在氯陰離子的例子中，擴散液變成高酸性，因此也可以使用術語“酸透析”。
對於以下描述的膜透析，可以分別使用相同的膜或(較佳地)使用不同的膜。陰離子膜可以被例如以溴(Br -)功能化，其中，載體材料可以是例如，PET或PVC。在某些情況下，含金屬鹽的溶液可以包括過氧化氫(H 2O 2)。在這種情況下，較佳地可以使用抗氧化膜，其基於例如聚醚醚酮(polyetheretherketone；PEEK)。
在本文件的上下文中，術語“再生”可以特別表示(選擇性)離子交換器從第一操作狀態轉移到第二操作狀態。特別地，在第一操作狀態中，金屬(特別是陽離子)被吸附在離子交換器(和分別在離子交換樹脂)處。進一步特別地，在第二操作狀態中，金屬實質上被解吸。因此，在第二操作狀態下，離子交換器是可操作的以再次被加載並且可以相應地再次呈現第一操作狀態。有利地，再生可以重複多次。在一個示例中，藉由再生介質，特別是再生酸，例如硫酸和/或鹽酸進行再生。在再生處理中，再生介質可以解吸吸附的金屬。純化後的再生介質可再次使用。在另一個示例中，再生介質不必被純化，使再生介質中的金屬濃度隨著通過離子交換器的每個(再生)循環而增加。這樣，在本文件中，“再生”也可以是富集待回收的金屬。
換句話說，根據一個實施例，金屬濃度增加，而酸濃度降低。已經含有解吸金屬離子的再生酸被重複使用，直到獲得的酸濃度太低以致於不能從樹脂中釋放金屬離子。然後，酸濃度降低，因為酸的質子(H +)持續留在樹脂上。
在本文件的上下文中，術語“有價值的材料循環”可以特別表示多種有價值的材料(製造方法所需的物質，例如主要成分和/或起始材料/原材料)在製造過程(和工業工廠，分別)內恆定地(和分別連續地)被回收。特別地，來自單個處理步驟的多種有價值的材料被處理和/或回收，以再次被供應到單個處理步驟。有價值的材料分別離開處理步驟作為廢棄物介質的成分和作為出現的殘餘物，但可以在處理內的處理內部處理之後被反饋回來。有價值的材料可能包括例如重金屬，例如銅、鎳、金等。這些可能出現在含金屬鹽的介質內的不同處理步驟中。出現的殘餘物可以被以部分流進行(介質的流動可以被具體控制)並且可以至少部分地被共同處理，使有價值的材料可以被回收。從最終(特別是藉由處理總流)反饋到單個處理步驟的部分流中，分離流可以被分離，該分離流又可以再次經由，例如，富集(和分別調整濃度)處理反饋到單個處理步驟和/或可以供應到部分流。
在本文件的上下文中，術語“排放品質中的介質”可以特別表示一種(液體)介質，它可以被允許按照法律標準和邊界值進入廢水處理廠和/或水生環境。在一個示例中，供應品質中的介質(實質上)不包括電路板/基板製造的主要成分，而僅由水、(非重金屬)鹽和(可能)有機材料組成。在較佳實施例中，供應品質中的介質不再(實質上)包含重金屬。供應品質中的介質可能包含有機殘留物，這些殘留物可以例如，藉由活性炭過濾器，在廢水處理廠或例如污水處理廠中被去除。
在示例性示例中，排放品質中的介質包括廢水處理廠中的排放品質。重金屬的濃度可為15 mg/L或更低，特別是銅的濃度可為0.5 mg/L或更低(因此在例如，奧地利共和國的法定邊界值範圍內)，可以純化排放品質中的介質(例如，在處理內部的廢水處理廠中)，使可以將介質供應給水生環境。這種純化可與重金屬無關，但與有機物殘留有關。這些可以被簡單地去除，例如藉由活性炭過濾器。例如，純化後，作為有機化合物濃度的衡量標準，排放品質介質中的CSB(化學需氧量)可低於300 mg/L，特別是低於75 mg/L(進一步特別是小於65 mg/L)。如果氧氣是氧化劑，則CSB值可以規範可氧化物質的氧化所需的氧氣量(以mg/L為單位)。例如，根據法律，該邊界值在奧地利為75 mg/L。污水處理廠的CSB邊界值可變化很大，例如為300 mg/L。
在本文件的上下文中，術語“處理控制裝置”可以特別表示適合於執行處理控制的每個裝置(或多個裝置)，其中該處理(至少部分地)關於電路板和/或基板製造。特別地，處理控制裝置適於(至少部分地)分別控制和調節有價值的材料循環，其中生產的殘餘物被反饋以使得實質上不發生(重金屬和/或酸)廢棄物。為此目的，處理控制裝置尤其可以包括資料庫(單元)和資料模型單元，其中前者儲存捕獲的處理資料，而後者儲存預期的期望處理資料。處理控制裝置可以與多個感測器和測量裝置耦合，以這種方式確定不同處理站的實際參數。此外，處理控制裝置可以包括計算裝置，該計算裝置將捕獲的參數與期望的參數進行比較，並基於此確定並執行控制操作。在較佳實施例中，處理控制裝置包括自學習算法(algorithm；AI)，藉由該算法可以分別持續改善處理的控制和調節。
在本文件的上下文中，術語“實質上”可以被解釋為可以包含可忽略不計的殘留物和/或污染，這些殘留物和/或污染可不再是藉由可接受的工所排除的。在一個實施例中，這些可忽略的殘留物和污染分別是(有意地)不期望的，但不可再藉由合理的努力來去除。例如，具有排放品質的介質實質上可不含重金屬，這可分別表示可存在可忽略不計的殘留物和污染(例如，在較低的百分比範圍、每千分之一範圍、或百萬分之一(ppm)範圍內)。本領域技術人員理解，儘管這些殘留物和/或污染是不期望的，但它們仍然不能以具有可接受的技術努力的方式分離。特別是，術語“排放品質”可以表示“實質上”沒有重金屬，因為重金屬濃度僅由殘留物/污染組成，並且非常低以至於允許在水環境中排放。
在本文件的上下文中，術語“(印刷)電路板”(PCB)可以特別表示實質上板狀的部件載體(其可以是撓性的、剛性的或半撓性的)，其藉由層壓多個導電層結構與多個電絕緣層結構而被形成，例如藉由施加壓力和/或藉由供應熱能。作為PCB技術的較佳材料，導電層結構由銅製成，而電絕緣層結構可以包括樹脂和/或玻璃纖維，即所謂的預浸料或FR4材料。不同的導電層結構可以以期望的方式彼此連接，藉由形成穿過層壓板的通孔，例如藉由雷射鑽孔或機械鑽孔，並且藉由用導電材料(特別是銅)填充它們，其中由此形成通孔作為通過開口的連接。除了可以嵌入印刷電路板中的一個或多個部件之外，印刷電路板典型地被配置用於在板狀印刷電路板的一個或兩個相對表面上接收一個或多個部件。它們可以藉由焊接連接到相應的主表面。這些部件也可以被嵌入。PCB的電介質部分可以包含具有增強結構的樹脂(例如玻璃纖維或玻璃球)。
在本文件的上下文中，術語“基板”可以特別表示與將安裝在其上(如在晶片級封裝(CSP))的部件(特別是電子部件)具有實質相同尺寸的小型部件載體。特別地，基板可以表示用於電連接或電網路的載體，或者也可以表示與印刷電路板(PCB)相當的部件載體，但是具有明顯橫向和/或垂直佈置的連接的更高的密度。例如，橫向連接是導電路徑，而垂直連接可以是例如鑽孔。這些橫向和/或垂直連接被佈置在基板中並且可以用於以印刷電路板或中間印刷電路板提供封裝部件或未封裝部件(例如晶粒)，特別是IC晶片的電氣和/或機械連接。因此，術語“基板”也包括“IC基板”。基板的介電部分可以包含具有增強顆粒的樹脂(例如增強球體，特別是玻璃球體)。
基板或中介層可以由至少一個玻璃層(矽(Si))或光結構化或可乾蝕刻的有機層組成。作為有機材料/有機層，例如可以使用環氧系增層材料(例如環氧系增層膜)或如聚酰亞胺、聚苯並噁唑、或苯並環丁烯功能化聚合物等高分子化合物。
在一個實施例中，部件載體是層壓型部件載體。在這樣的實施例中，部件載體是由多層結構製成的複合材料，所述多層結構被堆疊並且藉由施加壓力和/或熱量而被彼此連接。
在一個實施例中，至少一個導電層結構包括由銅、鋁、鎳、銀、金、鈀、鎂和鎢組成的組中的至少一種。儘管典型地較佳是銅，但其他材料及其塗層形式也是可能的，特別是塗有超導電材料，例如石墨烯。
在本文件中，術語“重金屬”可以特別表示密度大於5.0 g/cm 3(或者大於4.5 g/cm 3)的金屬。這包括例如銅、鎳、鈷、金、銀、鈀、鎢、錫、鋅、鐵、鉛、鉻、銠、鎘等。按照這個定義，例如鋁、矽、鈉、鉀、鈣、鎂等，不表示為重金屬。
根據一個示例性實施例，本發明可以基於以下這樣的想法，即如果離子交換處理被整合在兩個閉迴路處理循環之間，其中第一個處理循環僅產出元素金屬，且第二處理循環僅產出純化水和/或貧金屬鹽濃縮物，能夠以高效和穩健的方式(在有價值的材料循環內)致能經濟地、生態地和持久地處理電路板和/或基板製造的含金屬鹽蝕刻廢介質。
習知地，來自電路板和/或基板製造的廢棄物和廢棄物濃縮物(富金屬鹽和酸)以耗成本且不生態的且不耐用的方式進行處理。蝕刻處理產出的廢棄物通常是高酸性的，因此註定要用於被精心處理作為特殊廢棄物。因此，以高品質的方式進行回收(這對於回收是強制性的)似乎是不可能以具有成本效益的方式的。
現在令人驚訝地發現，從含金屬鹽的廢棄物介質中經濟地回收(特別是元素金屬)是可能的。處理之後，可以節省成本和精力，可以將回收的材料反饋到不同的處理步驟。例如，可以將元素銅直接送回電鍍處理，而分離的酸可以饋送至蝕刻處理。在較佳實施例中，可以連續進行回收，使可以永久處理從不同處理步驟的產出的廢棄物，並且可以將回收物直接提供給該等單個處理步驟。
有利地，進行流的引導和處理使得高酸濃度不會干擾，但是酸本身作為處理過程的一部分被保持在有價值的材料循環中並且被反饋。由於這些處理可以是耗水的，因此純化水可以有利地被反饋到不同的處理中。
雖然傳統上來自電路板和/或基板製造的含金屬鹽的介質(其中由於高濃度的外來金屬和酸)被認為是需要精心處理的廢品，但現在對其進行了完全對比的描述，在一個和相同的生產處理中經濟、效益地反饋金屬和酸是可能的。 示例性實施例
根據一個示例性實施例，金屬鹽中的金屬和待處理的金屬鹽中的金屬是相同的金屬。所述金屬尤其是由以下各項組成的組中的至少一種：銅、鎳、鈷、錫、鎘、鎂、鈉、銀、金。因此，工業相關金屬被效益地回收而不是被耗成本地排放。
根據另一個示例性實施例，金屬鹽(例如硫酸銅)中的鹽和待處理的金屬鹽(例如氯化銅)中的鹽是不同的鹽。所述鹽包括氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽中的至少兩種。這可以具有以下優點：待處理的多種金屬鹽可以在處理內部地以靈活的方式轉化為所期望的金屬鹽。
根據示例性示例，氯化銅形式的銅(作為待處理的金屬鹽)和作為酸的鹽酸從蝕刻處理中出現作為待處理介質。高含量的氯離子促進了回收處理期間氯氣的不可控形成，例如電解。此外，氯離子可在電解電極上共同沉積，從而對沉積銅的純度被負面地影響。
根據另一示例性實施例，第一處理循環進一步包括： i)將不同於該酸的另外的酸(特別地，另外的酸包括由以下組成的組中的至少一種：硫酸(H 2SO 4)、鹽酸(HCl)、亞硝酸(HNO 3)、磷酸(H 3PO 4))流通過離子交換處理，使得另外的酸從離子交換處理中去除金屬(例如從離子交換樹脂中解吸金屬離子)，以提供含金屬鹽的介質(例如硫酸銅富集介質)(另外的酸也可以稱為再生介質(其包含另外的酸/由另外的酸組成))， ii)將含金屬鹽的介質輸送到元素金屬回收處理中以從含金屬鹽的介質中獲得元素金屬和另外的酸(例如藉由電解)，和 iii)將(貧金屬的)另外的酸(金屬已作為元素金屬去除)反饋到離子交換處理(作為再生介質)。 以這種方式，酸性介質(另外的酸)在第一處理循環的閉迴路中流動。酸性介質的酸不必以耗成本的方式排放，而是保持在有價值的材料循環中。因此，第一處理循環的廢品(實質上)只是元素金屬，它實際上是一種有價值的回收材料。
另外的酸/酸性介質也可以稱為離子交換處理的“再生介質”。這種再生介質可包含高酸濃度，特別是≥100g/L，進一步特別是≥200g/L，進一步特別是≥250g/L (例如硫酸)。
在一個示例中，其中金屬是銅，待處理介質包括氯化銅，另外的酸包括硫酸，可以發生以下反應： CuCl 2(在待處理介質中)-＞ 2 Cl -(在貧金屬酸介質中)+ Cu 2+(固定化)，然後 Cu 2+(固定)+ H 2SO 4(在其他酸中)-＞ CuSO 4(在含金屬鹽的介質中)+ 2H +(固定)。
在再生處理期間，Cu 2+離子因此被兩個H +離子交換，獲得H 2SO 4和CuSO 4的富集電解液，可直接用於電解(富金屬電解液)。
除了描述的將氯化銅交換為硫酸銅的例子外，還可發生以下鹽交換反應(分別與相應的酸)，例如(取決於離析物，兩個方向都可以是可行的)：
根據進一步的實施例，元素金屬回收處理包括電解處理，其中含金屬鹽的介質類似於進入電解處理的富金屬電解質，並且其中另外的酸類似於離開電解處理的貧金屬電解質。這可以提供無需額外努力即可提供適用於電解的介質之優點。元素金屬可藉由電解回收至純度約為99.999%，這對於將其送回製造過程可以是必要的。
根據進一步的實施例，含金屬鹽的介質單獨或與來自電路板和/或基板製造的其他含金屬鹽的介質組合被應用作為富金屬電解質。這種流(或總流)的處理(和分別調整組成)可以包括以下特徵中的至少一個： i)藉由過濾器，較佳是活性炭過濾器，從含金屬鹽的介質(電解質)中過濾有機成分。 ii)藉由另外的離子交換器從含金屬鹽的介質(電解質)中分離(氧化的)外來金屬(特別是鐵)。這可具有含金屬鹽的介質被純化為電解質的優點，而外來金屬被獲得作為其他處理步驟的原料。 iii)從含金屬鹽的介質(電解質)中分離酸(特別是硫酸)。這使得能夠選擇性地調整(重新調整)，其中分離的物質至少部分地以在方法內部地被重新使用。
根據另一個實施例，元素金屬在反應電池中從含金屬鹽的介質中回收(特別是藉由電解)。含金屬鹽的介質的元素金屬(例如銅)應在反應電池中以(高)純度形式回收，以重新供應到製造電路板和/或基板的處理中。特別是，將獲得的元素金屬反饋到電鍍處理。
根據進一步的實施例，第二處理循環進一步包括： i)使待處理介質流過離子交換處理，其中待處理介質被分離成金屬和貧金屬的(鹽酸)酸性介質，然後金屬保留在離子交換處理中(例如被離子交換樹脂吸附)， ii)在水處理過程中處理貧金屬酸介質，使獲得純化水，並使用根據包含以下群組中的至少一個的純化水： a)將純化水回饋至離子交換處理， b)將純化水反饋到進一步的電路板和/或基板製造過程(例如膜透析、稀釋處理、沖洗水處理過程等)， c)將純化水排放作為排放品質中的水。
這可以提供這樣的優勢，即高酸性介質(通常以耗成本和非環境友好的方式排放)被效益地處理成純化水。由於所描述的處理可能是非常耗水的，因此可非常期望連續地再循環處理水。
排放品質中的介質(水)不再(實質上)包含電路板/基板製造的主要成分(特別是不含重金屬)，而僅由水、鹽和有機材料組成。
根據另一個實施例，水處理過程包括膜過濾處理，特別是逆滲透處理，其中滲透物包括純化水，並且其中濃縮物包括鹽濃縮物。這可以提供優勢，即可以直接實施已建立的工業處理以產出可以在處理內部地被循環使用的純化水。
術語“膜過濾”在本文中可以指已建立的水純化處理，該處理使用部分可滲透的膜從水中分離離子、不期望的分子和較大的顆粒。膜過濾的例子可以包括微濾、奈濾和逆滲透。在逆滲透中，可以使用施加的壓力來克服滲透壓。因此，逆滲透可以從水中去除多種溶解和懸浮的化學物質以及生物物質(主要是細菌)。逆滲透處理可以產出兩種產品：滲透物(純化水)和濃縮物(鹽濃縮物，特別是金屬鹽)。
根據進一步的實施例，第二處理循環還包括：將鹽濃縮物送回離子交換處理，使得鹽濃縮物中的金屬保留在離子交換處理中，從而提供貧金屬的鹽濃縮物.
鹽濃縮物特別是金屬鹽濃縮物，其仍包含來自蝕刻處理的(重)金屬。因此，金屬鹽濃縮物可不適合被排放。結果，並且為了進一步增加元素金屬的產率，將鹽濃縮物輸送(優先是稀釋，特別是用純化水和/或沖洗水稀釋)返回離子交換處理。現在，金屬可以從稀釋的金屬鹽濃縮物中再次被去除(例如被離子交換樹脂吸附)，特別是在第二處理循環中的幾個循環(例如三個、七個等)之後，金屬鹽濃縮物已經變成一種貧金屬鹽濃縮物。
根據進一步的實施例，貧金屬鹽濃縮物(實質上)不含重金屬(特別是僅包含鹽和可選的水/有機物)並且可以以低成本和環境友好的方式排放。
根據進一步的實施例，該方法進一步包括：將鹼(例如氫氧化鈉)添加到貧金屬酸介質中，其中貧金屬酸介質的鹼和酸形成鹽濃縮物的鹽(例如氯化鈉)。這可以提供以成本效益的方式中和強酸的優點。
根據進一步的實施例，離子交換處理包括應用離子交換器，特別是其中離子交換器包括離子交換樹脂。離子交換器可以被實現，例如作為填充有離子交換材料的柱，或作為溶液流過的膜。待交換的離子分別被結合和被吸附在離子交換材料上。在一個實例中，離子交換器包含選擇性離子交換樹脂，進一步特別是雙功能化離子交換樹脂。
在一個實施例中，離子交換器的離子交換樹脂的載體材料包括聚苯乙烯。特別是，它包含兩個功能團(雙功能化離子交換樹脂)，例如i)膦酸殘基，和ii)磺酸殘基。第一酸基包含比第二酸基更高的pKs值。具有較高pKs值的酸是較弱的酸，並且比具有較低pKs值的酸(強酸)更勉強地進行熱解。因此，在再生處理期間，異物金屬可以更容易地被樹脂解吸。
根據一個實施例，令人驚訝地證明，精確地使用具有兩個功能團的特殊離子交換樹脂能夠實現金屬(特別是鐵)的(效益)解吸。
在示例性示例中，離子交換器被構造有兩個階段。第一離子交換器(上游)可包含強酸性離子交換樹脂以吸附大部分金屬。第二離子交換器(下游)可以包括弱酸性離子交換樹脂，其吸附剩餘的金屬(特別是吸附到貧金屬的酸性介質具有排放品質(從重金屬含量的角度來看)的程度)。
在示例性實例中，強酸性離子交換樹脂可以吸附施加到樹脂上的(任何)陽離子。因此，初始離子交換樹脂可不是選擇性離子交換樹脂。然而，強酸性離子交換樹脂可具有顯著增加的吸附容量，這可被認為是有利的。在(不同)陽離子的量不顯著的情況下，這種缺乏選擇性可很好地發揮作用。弱酸性離子交換樹脂可以選擇性地吸附殘留量的銅。在隨後的處理步驟中，可以增加pH值。否則，在此處理中可引入鈉離子，這將進一步污染電解液(並且初始離子交換樹脂的容量也會降低，因為鈉會吸附至樹脂上)。
根據另一個實施例，離子交換處理包括應用液/液萃取。在一個較佳的實施例中，可以使用具有高閃點的烴類稀釋劑作為萃取介質(烴類離子交換介質)來進行液/液萃取。這種烴稀釋劑可以與各種金屬陽離子形成水不溶性複合物，例如，銅。在離子交換處理中，可發生以下反應：2 RH (org)+ Cu 2+ (aq)-＞ R 2Cu (org)+ 2H + (aq)。 烴稀釋劑因此可以像離子交換樹脂一樣起作用，因為它藉由離子交換反應可逆地吸收陽離子(特別是銅)。此外，陽離子也被兩個H +離子交換。
在一個實施例中，待處理的濃縮和脫酸介質(例如含氯化銅)流被用高閃點烴稀釋劑(離子)萃取。兩種液體互不混溶，但在離子萃取/交換處理期間，這兩種液體會彼此緊密接觸，例如藉由混合(在離子交換處理/系統中)。藉由混合，兩種不混溶的液體以在液/液界面發生離子交換(轉移)的方式彼此緊密接觸。因此，陽離子(銅)將存在於高閃點烴稀釋介質中，而陰離子(例如氯離子)將保留在新獲得的貧金屬酸性介質中。由於這兩種介質互不混溶，它們會在一段時間後分離。這可以例如使用沉澱池(它可以是離子交換處理的一部分)來完成。(富含陽離子的)高閃點烴稀釋劑然後可以用另外的酸(特別是硫酸)進一步再生(“汽提”)，從而使含金屬鹽的介質(電解質與例如硫酸銅)能夠生產。由於含金屬鹽的介質和(貧陽離子)高閃點烴稀釋劑也互不混溶，金屬鹽(硫酸銅)可以很容易地被分離，而高閃點烴稀釋劑(烴萃取介質)可以以與離子交換樹脂類似的方式重複使用。高閃點烴稀釋劑(烴萃取介質)的示例性實例可以是5-壬基-柳醛肟(5-nonyl-salicylaldoxime)與2-羥基-5-壬基苯乙酮肟(2-hydroxy-5-nonylacetophenone oxime)以1:1的比例的混合物。
根據進一步的實施例，提供待處理介質被整合到第三處理循環中，該第三處理循環是第三(閉)迴路並且(實質上)不產出廢棄物。以這種方式，來自蝕刻處理的酸性廢棄物可以在同一個電路板/基板製造中效益地回收。
根據進一步的實施例，第三處理循環進一步包括： i)藉由膜透析從待處理介質去除酸，以提供待處理的貧酸的(酸性較低的)介質和酸性擴散液(特別是在酸富集處理中進一步酸富集酸性擴散液以獲得酸富集的擴散液)，和 ii)將酸性擴散液和/或酸富集的擴散液反饋到蝕刻處理以(再次)生產待處理介質。
因此，不會生產酸性廢棄物(排放困難且成本高昂)。相反的，來自蝕刻處理的酸被從待處理介質中分離出來，並且可以被反饋到蝕刻處理。
用於僅包含非常低濃度的金屬鹽(連同其他處理的進一步分離流)的酸性擴散液(在用於處理的膜透析步驟之後)可以在再次運輸到蝕刻處理之前被富集(例如使用氣體吸附)酸。替代地，可以將酸性擴散液供給到中央處理(例如沖洗水)。雖然酸可以在電路板和/或基板製造過程中重複使用，但金屬鹽(例如經由沖洗水處理)被富集並且可以被再次回收。在另一個實施例中，酸用作再生酸以生產氯化鐵FeCl 3。
根據進一步的實施例，提供待處理介質包括：進行過氧化氫(H 2O 2)消除處理。待處理介質可含有氧化劑，例如來自蝕刻處理的過氧化氫。這些氧化劑可侵蝕膜透析和/或離子交換樹脂的膜。氧化劑的還原和/或消除可以藉由化學、熱、電或催化的方式進行。過氧化氫消除可包括以下化學反應：2 H 2O 2-＞ 2 H 2O + O 2。例如，熱分解發生在 50-60℃左右。催化反應可以使用例如氯化鐵(FeCl 3)作為催化劑進行，使用活性炭過濾器進行，或者可以使用稱為過氧化氫酶的酶來誘導消除反應。一旦施加電位(電壓)，就可能發生電分解。此外，可以使用任何還原劑如亞硫酸氫鈉化學消除過氧化氫。
根據另一個實施例，處理被連續執行。這可以具有以下優點：發生連續富集待處理介質並且離子交換器可以分別特別效益地再生。
根據另一個實施例，該方法還包括在離子交換處理之前(特別是在混合反應器中)稀釋待處理介質。待處理的酸貧化介質仍可包含相當高的酸濃度。因此，進一步的稀釋步驟可以是有利的/必要的。稀釋還可包括使用來自電路板和/或基板製造的(處理過的)沖洗水和/或純化水進行稀釋。藉由稀釋貧酸的介質，pH值可增加，這會進一步增加離子交換處理的保留能力。因此，離子交換處理可以萃取/吸附更多的銅離子。
根據進一步的實施例，在所描述的處理期間可以節省大約40%的HCl。
根據進一步的實施例，輸出流(產出的產品、廢品)可以是鹽酸(約10%)、排放品質中的水、逆滲透的濃縮物(特別是貧金屬鹽)和99.999%純銅。
上述定義的態樣和本發明的其他態樣從下文將要描述的實施例的示例中顯而易見，並參考這些實施例的示例進行解釋。
圖1顯示了電路板和/或基板製造中的流1至流7的概覽，根據本發明的實施例，例如，在工廠60中。操作用於製造電路板和/或基板的方法，使得產生的處理殘餘物11、21、31在三個主要部分流1、2、3(並且特別是至少部分地作為總流4)和三個主要分離流5、6、7(其特別包含酸殘餘物)被引導和被反饋(分別回收)，使得在製造方法的(顯示的)操作狀態下，(實質上)只有一種排放(供應)品質(和/或貧金屬鹽濃縮物186b)中的介質350發生作為廢棄物(換句話說：實質上是離開製造過程的唯一廢棄物)。換言之，排放品質中的介質350和/或貧金屬鹽濃縮物186b不再(實質上)包含電路板/基板製造的主要成分(特別是不含重金屬)，而僅由(不更比)水、鹽和有機物質組成。在(顯示的)操作狀態下，(實質上)只有水352和能量必須提供給製造方法(出現的酸殘留物(實質上)也被反饋到有價值的材料循環中)。因此，實質上只有這樣的主要成分(特別是重金屬，例如銅)被供應到製造方法中，這使得製造方法成為成品印刷電路板和/或基板的組成部分。原則上，在所描述的有價值的材料循環中，95%或更多，特別是98%或更多的重金屬殘餘物(例如銅殘餘物)可以被反饋。在有價值的材料循環的示例性實施例中，至少80%(特別是至少85%，進一步特別是至少90%)的分離的鹽酸被反饋，並且至少70%(特別是至少75%，進一步特別是至少80%，更特別是至少90%，進一步特別是至少95%)的所需硫酸被方法內部地生產。因此，(實質上)沒有將主要成分添加到製造過程中，這使製造方法成為浪費。實際上，原則上(實質上)不會發生這種浪費。
出現的處理殘餘物11、21、31和廢濃縮物可分別表示為待處理的含金屬鹽的介質，並且在示例性實施例中包括：銅、硫酸銅、氯化銅、鐵、鎳、金、鹽酸、硫酸。待處理的含金屬鹽的介質11、21和31分別在相應的處理過程100、200、300中被處理，然後作為部分流1、2、3被供應到回收處理400，部分流1、2、3分別包含處理的含金屬鹽的介質10、20、30。在處理之後，回收的元素金屬50最終再次被供應到製造過程(箭頭52和54)。在下文中，給出了有價值的材料循環中的部分流1到7的主要概述。在下文中，提供了形成本文件中心態樣的處理的詳細描述。
第一部分流1包含來自電路板和/或基板製造的蝕刻處理150的第一處理的含金屬鹽的介質10，其在第一處理過程100中被處理。可以看到所述第一處理100作為本文件的主要態樣。第一處理的含金屬鹽的介質10(其實質上不包含待處理的金屬鹽)是從作為蝕刻廢棄物介質的蝕刻處理150的待處理介質11中獲得的。待處理介質11包括待處理的金屬鹽(例如氯化銅)和酸，例如鹽酸)。處理100包括藉由膜透析110、120(優先是多級)去除酸15並進行離子交換處理145(特別是多級離子交換處理)。在多級膜透析110、120中，出現第一含酸擴散液116。第二酸性擴散物126可直接提供回(優先是富集)至蝕刻處理150。
在離子交換處理145中，待處理的金屬鹽(例如氯化銅)被金屬鹽(例如硫酸銅)交換，從而從待處理介質11(例如氯化銅)獲得含金屬鹽的介質10(例如硫酸銅)。將含金屬鹽的介質10作為第一部分流1供給至元素金屬回收處理400(見下文描述)。此外，在離子交換處理145期間生產貧金屬酸介質136(例如鹽酸)。所述貧金屬酸介質136可以(至少部分地)作為第一分離流5流至沖洗水處理過程300(見下文描述)。貧金屬酸介質136(特別是在由鹼(例如氯化鈉)187供應之後)的另一部分流過被實施作為逆滲透處理185的膜過濾處理。逆滲透處理185產出i)被流回離子交換處理145(經由混合反應器140)或製造廠60的另一個電路板製造過程的滲透物(例如純化水188)。此外，純化水188可以作為排放品質350中的水(即僅包含水，以及少量的鹽和有機物)。逆滲透處理185進一步產出ii)鹽和金屬殘餘物的鹽濃縮物186a。所述鹽濃縮物186a可以被稀釋189並再次流過離子交換處理145。由此，稀釋的鹽濃縮物186a變成貧金屬(特別是重金屬)鹽濃縮物186b(即僅包含鹽和少量有機物)，其可以被以濃縮或稀釋形式排放。因此，處理來自蝕刻處理150的廢棄物介質11僅產出純化水188(在排放品質350中)和/或貧金屬鹽濃縮物186b。所有其他產生的產品可以在電路板和/或基板製造過程內被回收。
第二部分流2包含來自電路板和/或基板製造的電鍍處理250的第二處理的含金屬鹽的介質20。第二處理的含金屬鹽的介質20(其實質上不包含鐵)由來自電鍍處理250的含鐵和金屬鹽的介質21獲得。處理200包括藉由離子交換器將鐵與含鐵和金屬鹽的介質21分開。在離子交換器的再生處理中，出現第二含酸的擴散液，其可以供應到沖洗水處理過程300作為第二分離流6。
第三部分流3包含分別來自電路板和/或基板製造的沖洗水和沖洗水混合物31的第三處理的含金屬鹽的介質30。第三處理的含金屬鹽的介質30是在使用離子交換器的第三處理過程300中獲得的，其中處理的含金屬鹽的介質30中的金屬鹽與沖洗水混合物31相比是被富集的。這裡應該添加，說明所述的沖洗水處理過程300也可以在離子交換處理145中實施或與離子交換處理145耦合。在這種情況下，沖洗水31(的混合物)在混合反應器140中與待處理介質12混合和兩者分別被進行離子交換處理145和第一處理循環170(並且可選地也進行第二處理循環180)。
部分流1、2、3可以(至少部分地)合併(參見步驟405)到總流4，或者也可以單獨處理。處理400包括在(電解)反應電池中從含金屬鹽的介質50回收400元素金屬50(例如元素銅)。(持續地)調整含金屬鹽的介質40的組成作為電解質包括藉由膜透析分離酸，其中出現第三含酸擴散液446。替代地，擴散液446可用於離子交換器的再生以處理沖洗水(參見第三分離流7)。
另一種可能性是根本不會從電解質10中去除酸。相反地，用過的電解質175可以用作再生劑。由於電解400期間的酸濃度將增加而銅離子濃度將降低，所用電解質175將呈強酸性，這使得銅離子能夠從離子交換處理145中更好地解吸。此外，尚未沉積的銅將保留在處理循環。因此，可以增加電解質10中的酸濃度以進一步將其用作再生劑。此外，藉由不使用進一步的膜透析，可以節省水和能源。
金屬(特別是銅)也保留在有價值的材料循環中，因此可以幾乎完全從含金屬鹽的介質中去除。這具有可以藉由節省膜透析的進一步處理步驟的優點。所獲得的高純度金屬50又適合於再次反饋到蝕刻處理(參見箭頭52)和/或反饋到電鍍處理250(參見箭頭54)。
第一分離流5源自第一處理過程100並且包含酸性擴散液136。第二分離流6源自第二處理過程200並且包含第二含酸擴散液236。第三分離流7源自總流4的處理過程並且包含第三含酸擴散液446。分離流5、6、7分別包含低濃度的金屬鹽(例如硫酸銅)，並且分別包含低於第三部分流3中的金屬鹽的濃度。分離流5、6、7(至少部分)被結合到待處理介質31中，分別為沖洗水的混合物(總分離流)。此處還可以引入製造方法的進一步沖洗水。待處理介質31如上所述藉由第三處理過程300進行處理，以顯著增加回收400的濃度。
這裡應該補充的是，所描述的沖洗水處理過程300也可以在離子交換處理145中實施或與離子交換處理145耦合(見上文)。
圖2詳細顯示了處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質的方法的示例性實施例。蝕刻廢棄物介質被提供作為來自蝕刻處理150的待處理介質11並且包括待處理的金屬鹽(例如氯化銅)和酸15(例如鹽酸)。待處理介質11可包含來自蝕刻溶液的高濃度過氧化氫，這可能會干擾後續處理並損壞膜透析110、120的膜。因此，過氧化氫濃度被降低或過氧化氫被去除在過氧化氫消除處理160內，過氧化氫消除處理160例如催化分解、熱分解、化學分解或電分解。在過氧化氫消除160之後，待處理介質11流過膜透析的兩個階段110、120(詳細描述參見圖3和圖4)。
膜透析110、120由脫鹽水352供應，脫鹽水352可以(從外部)被引入處理和/或可以包括純化水188，該純化水188將在處理中稍後被生產並且可以被反饋。在膜透析110、120期間，酸15實質上從待處理介質11中去除以獲得酸性較低的待處理介質12。酸15現在是酸性擴散液126的一部分(酸濃度約為10%)，其可以被反饋到蝕刻處理150。因為蝕刻處理150可以應用具有大約30%的酸濃度的蝕刻介質，酸性擴散液126可選地在酸富集處理128中被富集。富集的酸性介質129然後可以將其反饋回蝕刻處理150。因此，蝕刻處理150、過氧化氫消除160和膜透析110、120(可選地還有酸富集處理128)可以形成第三處理循環190，其被配置為作為第三閉迴路，其(實質上)不產出廢棄物(因為酸15在閉迴路循環內運輸)。
待處理的酸性較低的介質12被引入混合反應器140，在其中它可以與其他金屬鹽介質混合。例如，沖洗水31可以與待處理的酸性較低的介質12混合，其中沖洗水31包括來自電路板製造過程的不同處理的少量金屬鹽(例如硫酸銅)。此外，混合反應器31用於稀釋酸性較低的待處理介質12(特別是，如果它仍然含有顯著的酸濃度)。例如，可以使用上升的水31、外部水352或反饋的純化水188進行稀釋。從混合反應器140，待處理的(混合)介質12被提供給離子交換處理145。
離子交換處理145可以包括離子交換器(例如具有離子交換樹脂的離子交換器)或液-液離子交換處理。當使待處理的稀釋介質12流過離子交換處理145時，金屬離子(例如銅離子)將(至少部分)保留在離子交換處理145中，例如，銅離子被離子交換樹脂吸附。在流過離子交換處理145(金屬保留的地方)之後，獲得貧金屬的酸介質136。即使該介質136被金屬強烈耗乏，它仍可能包含重金屬(還有銅)。因此，貧金屬的酸性介質136不具有排放品質，並進一步流入水純化處理185。
離子交換處理145被整合在配置為第一閉迴路的第一處理循環170中。因此，不同於酸15的另外的酸(例如硫酸)175流過離子交換處理145，使得另外的酸175從離子交換處理145中去除金屬(例如藉由將它們與H +離子交換來從離子交換樹脂中解吸銅離子)，以提供含金屬鹽的介質10。另外的酸175也可以被認為是包含另外的酸175/由另外的酸175組成的再生介質。在所描述的示例性實施例中，來自離子交換處理145的金屬(銅)和來自另外的酸(硫酸鹽)的鹽導致含有金屬鹽(硫酸銅)的介質10。含有金屬鹽的介質10被輸送到元素金屬回收處理400(參見如上所述)從含金屬鹽的介質10中獲得元素金屬50(例如電解後的元素銅)和再次獲得另外的酸175(再生介質)。然後，為了閉合迴路，將另外的酸175送回離子交換處理145以再次去除(固定的)金屬。
在一個實例中，另外的酸175仍可以包含銅，如硫酸銅。該另外的酸175因此包含電解質，其中銅濃度太低以致無法實現期望的銅沉積速率。此外，在電解400期間酸濃度不斷增加。因此，另外的酸175具有低pH值，非常適合回收吸附在離子交換處理145上的銅。
如上所述，元素金屬回收處理400優先包括電解處理，其中含金屬鹽的介質10類似於進入電解處理的富金屬的電解質。在獲得元素金屬50之後，貧金屬的電解質離開電解處理，其實質上包含另外的酸175。
離子交換處理145進一步被整合在配置為第二閉迴路的第二處理循環180中。第二處理循環180包括水純化處理185，貧金屬酸介質136流過該處理。從該處理中，獲得純化水188，該純化水188可以在第二處理循環180內被反饋(藉由混合反應器140)至離子交換處理145。另外或替代地，純化水188被反饋至另一電路板和/或基板製造過程(例如膜透析110、120、沖洗水處理過程300)或被排放作為排放品質350中的水。在一個實施例中，將強鹼187(例如氫氧化鈉)添加到金屬-貧酸介質136。鹼187和貧金屬酸介質136的酸(鹽酸)然後形成鹽(例如氯化鈉)。
優先地，水處理過程185包括逆滲透處理，其中滲透物185a包括純化水188，且濃縮物185b包括鹽濃縮物186a。如上所述，鹽濃縮物186a包含來自酸15的高鹽濃度(例如氯化鈉)以及重金屬(仍然來自蝕刻處理150)。所述鹽濃縮物186a在第二處理循環180內被送回離子交換處理145，使得鹽濃縮物186a的(重)金屬以與來自待處理介質12(例如被離子交換樹脂吸附)的金屬相同的方式保留在離子交換處理145中。這種情況提供了貧金屬鹽濃縮物186b，其可以作為濃縮物或稀釋形式被丟棄。貧金屬鹽濃縮物186b實質上不含重金屬(並且僅包含鹽和可選的水和有機物)。鹽濃縮物186a可以在稀釋處理189中被稀釋並送回至離子交換處理145作為分開的流。鹽濃縮物186a可以在混合反應器140中稀釋(例如，用沖洗水31、外部水352、純化水188)和/或與待處理介質12混合。另外或替代地，鹽濃縮物186a可以是用純化水188至少部分稀釋並流回離子交換處理145作為統一流。所述處理可以連續或分批進行。
圖3顯示了根據本發明的示例性實施例使用膜透析110、120提供待處理的酸性較低的介質12的示例。在以下實施例中，主要使用銅作為示例性示例。然而，這同樣適用於其他金屬，例如：鎳、鈷、銠、錫、鎘、鎂、鈉、銀、金。它們可與酸(例如鹽酸、硫酸、亞硝酸、磷酸)形成金屬鹽。根據示例性實施例，從蝕刻處理150中，待處理介質11中的銅以氯化銅(作為待處理的金屬鹽)的形式出現，鹽酸以酸15的形式出現。高含量的氯離子促進了回收期間氯氣不受控制的形成，回收期間例如，電解。此外，氯離子可共同沉積在電極上，這會負面地影響沉積銅的純度。因此，在第一處理過程100中，氯化銅被轉化為硫酸銅，而自由的酸(游離酸)15被分離。待處理的含金屬鹽的介質11被收集在蝕刻處理150的溢流槽中，並提供給第一膜透析110作為透析液11。此外，脫鹽水經由第一擴散液進料113供給至膜透析110。膜112可以包括例如纏繞膜或板膜。膜112是半透性的並且使陰離子(例如氯化物)能夠通過(陰離子膜)，而陽離子(例如Cu 2+)不能通過。膜透析110包括0.5至5 L/hm 2(特別是1至2 L/hm 2)範圍內的吞吐量。對於下面描述的膜透析，可以分別使用相同的膜或(較佳地)使用不同的膜(例如，根據相應的含金屬鹽溶液的來源以(蝕刻)處理)。陰離子膜可以被功能化，例如以溴(Br -)，其中載體材料可以是例如PET或PVC。在某些情況下，含金屬鹽的溶液可以包括過氧化氫(H 2O 2)。在這種情況下，較佳地可以使用抗氧化膜，其基於例如，聚醚醚酮(polyetheretherketone；PEEK)。
第一部分酸15a藉由第一膜透析110從待處理介質11中去除，以獲得具有待處理金屬鹽的第一濃度的第一透析液115，以及包含第一部分酸15a的第一擴散液116。第一擴散液116還包括待處理的金屬鹽的第二濃度(其低於第一濃度)。這是因為仍有一些陽離子通過膜112的事實，特別是當陽離子分別形成複合物和聚集體(例如銅-氯複合物)時。不期望受任何特定理論的限定，目前假定當溶液中的陽離子濃度增加時，可發生這種聚集體的形成。
隨後，使第一擴散液116經受第二膜透析120。將第一擴散液116供應至第二膜透析120作為透析液進料。作為第二擴散進料123，使用脫鹽水。從第一擴散液116中去除第二部分酸15b，以獲得具有待處理金屬鹽的第三濃度(其低於第二濃度)的第二透析液125和包含第二部分酸15b的第二(酸性)擴散液126。第一擴散液116還包括待處理的金屬鹽的第二濃度。第二擴散液126包括低於第三濃度的待處理金屬鹽的第四濃度。在第一擴散液116中待處理的金屬鹽的陽離子濃度明顯低於透析液進料11中的陽離子濃度。因此，假定實質上不再形成聚集體並且只有可忽略量的陽離子擴散通過膜112、122。出於這個原因，較佳地恰好執行兩個膜透析階段110、120。因此，以有利的方式，可以獲得高濃度的金屬鹽，而同時使用的液體的量不會變得太高。
僅包含可忽略量的待處理金屬鹽但酸濃度高的第二擴散液126被收集在蝕刻處理收集槽中，然後再次被提供給電路板和/或製造基板的蝕刻處理150。特別地，首先處理第二擴散液126。將第一透析液115和第二透析液125組合以提供待處理的富集的、酸性較低的(或實質上無酸的)含金屬鹽的介質12。
圖4再次顯示了使用根據本發明示例性實施例的膜透析110、120以及圖2中詳細描述的離子交換處理145提供待處理酸性較低的介質12的示例。此外，示出了第一處理循環170、第二處理循環180和第三處理循環190(詳見圖2的描述)。
圖5示出了根據本發明實施例的用於調節(和分別控制)上述方法(分別和工廠60)的至少一部分的處理控制裝置600。在所示示例中，處理控制裝置600在第一處理過程100中實施，用於從來自電路板和/或基板製造的蝕刻處理150提供第一含金屬鹽的介質10。以這種方式，處理控制裝置600也可以在進一步的(上述)處理(和方法，分別)中實現。
處理控制裝置600包括：i)資料庫610，用於從運行(在操作狀態)處理(在所示示例中為第一處理過程100)捕獲至少一個處理參數611。在示例性實施例中，示出了處理參數(值和/或範圍)611在所有處理步驟(例如藉由感測器)被捕獲並且被供給到資料庫610。因此，處理參數構成“實際”值(例如HCl濃度、銅濃度、壓差等)。處理控制裝置600還包括：ii)資料模型單元620，其適於儲存至少一個預定處理參數621(值和/或範圍)。在所示示例中，在資料模型單元620中用於不同的處理步驟提供根據一個或多個資料模型的多個處理參數。因此，這些預定處理參數621構成“目標”值。處理控制裝置600還包括：iii)計算裝置630(例如，單個(分開的)單元或多個單元)，其適用於a)將捕獲的處理參數611(分別是多個這些參數)與預定處理參數621(分別是多個這些參數)(例如，將“實際”值與“目標”值進行比較)，b)確定基於比較結果的控制操作631(例如，主動平衡“實際”值和“目標”值兩者之間的差異)，以及c)執行確定的控制操作631(例如調整流速)。
根據(基於軟體的)處理控制裝置600的示例性實施例，資料庫610從運行處理中收集資料(處理參數611)，分別存取來自先前處理步驟的值(處理參數611)，以及因此存檔(所有)“實際”值。分別取決於彼此的資料模型和多個資料模型(其儲存在資料模型單元620中，例如也以資料庫的形式)除其他外，包括“目標”值(和“目標”-範圍)，可選地還有它們的關係和變量(例如，資料模型621作為參考值/參考模型，用於驗證“實際”值611)。計算裝置630將“實際”值與“目標”值進行比較(分別基於資料模型621結合“實際”值611執行計算步驟)並隨後設定動作(控制操作631)對應於比較結果(例如，“實際”值對應於“目標”值，“實際”值偏離“目標”值，“實際”值滿足特定標準等)。確定的控制操作631可以包括(至少一部分)如上所述的方法步驟。
根據示例性實施例，計算裝置630包括用於比較和/或用於確定的自學習算法(AI)625(例如由神經元網路實現)。自學習算法625適於自動執行確定的控制操作631和/或將其提供給使用者以供驗證。此外，基於比較，自學習算法625適於確定新的預定處理參數622並將其自動提供給資料模型單元620和/或將其提供給使用者以進行驗證。較佳地，自學習算法625適於將使用者驗證的結果使用者作為學習的基礎。根據示例性實施例，計算單元630包括自學習算法625，其設定直接在系統中被實施或被提供給操作員用於驗證的動作(控制操作631)。此外，操作員在驗證時的決定可以反過來形成學習人工智慧功能的基礎。此外，基於捕獲的“實際”值611，AI可以分別創建和建議新的“目標”值/範圍621，它們以自動或操作員控制的方式被納入資料模型。
在一個具體實施例中，以下處理參數611被分別監測和測量(在下文中，分別規範示例性測量方法)，並被捕獲在資料庫610中： i)填充水平；藉由超音波測量， ii)體積流；藉由流量計， iii)H 2O 2濃度；經由氧化還原電位， iv)酸濃度；pH值(沿線)或滴定(抽取樣品)， v)有機物濃度；光度法(沿線)或循環伏安法(抽取樣品)， vi)氯化物濃度；滴定(抽取樣品)， vii)鐵/銅濃度；光度或密度測量(沿線)或滴定(抽取樣品)， viii)溫度；溫度感測器(沿線)， ix)擴散液和透析液之間的膜透析壓力差；壓力感測器(沿線)。
在該特定實施例中，在比較(和評估、資料分析)確定(測量)的處理參數611和由計算裝置630預先確定的處理參數621之後，例如，以下控制操作631(和動作，分別)由計算裝置630確定和執行(和分別觸發)： i)氯氣形成(例如經由氣體感測器)；控制操作：電解關閉， ii)過氧化物負荷過高；控制操作：不加載用於處理沖洗水的離子交換器， iii)液位過低；控制操作：泵關閉， iv)電解液中的鐵濃度過高；控制操作：切換開啟離子交換樹脂， v)電解液中酸濃度過高；控制操作：切換開啟膜透析或泵出電解電池， vi)電解液中的銅濃度低；控制操作：泵出電解電池並將電解液輸送到沖洗水的預處理槽， vii)膜透析中的壓力差過高；控制操作：調整體積流(流速)， viii)用於處理沖洗水的離子交換器滲透物中的銅濃度；控制操作：再生， ix)用於從電鍍廢水中消除鐵的離子交換器滲透液中的鐵濃度；控制操作：再生， x)透析液中氯化物濃度過高；控制操作：調整體積流(流速)。
1,2,3:第一部分流、第二部分流、第三部分流 4:總流量 5,6,7:第一分離流、第二分離流、第三分離流 40:含金屬鹽的介質、電解質 50:元素金屬(銅) 52:蝕刻處理的金屬反饋 54:電鍍處理的金屬反饋 60:製造印刷電路板的工廠 100:處理來自印刷電路板製造過程的蝕刻處理的含金屬鹽(廢)介質 10:含金屬鹽的介質、富金屬電解液 11:待處理介質 12:待處理的無酸介質 15:酸 15a:第一部分酸 15b:第二部分酸 110:第一膜透析 112:第一膜 113:第一進料 115:第一透析液 116:第一擴散液 120:第二膜透析 122:第二膜 123:第二進料 125:第二透析液 126:第二擴散液、酸性擴散液 128:酸富集處理 129:富酸、酸富集擴散液 136:貧金屬酸介質(第一分離流) 140:混合/稀釋反應器 145:離子交換處理 150:蝕刻處理 160:過氧化物消除處理 170:第一處理遁環 175:其他酸、再生介質、貧金屬電解質 180:第二處理遁環 185:膜過濾處理、逆滲透處理 185a:滲透 185b:濃縮液 186a:濃縮鹽 186b:貧金屬鹽精礦 187:鹼、氫氧化鈉 188:純化水 189:附加稀釋處理 190:第三處理循環 200:處理印刷電路板製造過程中電鍍處理中的金屬鹽和外來含金屬介質 20:含金屬鹽的介質 21:含鐵和金屬鹽的介質 231:為電路板處理提供(富鐵酸) 236:含酸擴散液，第二分離流 250:電鍍處理 300:用印刷電路板製造過程中的沖洗水處理含金屬鹽的介質 30:含金屬鹽的沖洗水介質 31:待處理介質，總分離流 32:另外的沖洗水 350:廢棄物介質、有排放品質的水 352:供水 400:從印刷電路板製造過程中的含金屬鹽的介質中回收元素金屬 405:提供、結合、豐富 431:為進一步的電路板處理提供(富鐵酸) 446:用酸擴散(第三分離流) 500:進一步的電路板處理，光阻(氯化鐵)處理 600:處理控制裝置 610:資料庫 611:處理參數，實際值 620:資料模型單元 621:預定處理參數，目標值 622:新的預定處理參數 625:自學習算法 630:計算裝置 631:確定的控制操作
[圖1]顯示了根據本發明實施例的製造電路板和/或基板的部分流程的概覽。
[圖2至4]顯示了根據本發明實施例的處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻處理的蝕刻廢棄物介質的方法。
[圖5]顯示了根據本發明實施例的用於調節上述方法(分別和工廠)的至少一部分的處理控制裝置。
圖式中的繪示說明是示意性的。在不同的圖式中，相似或相同的部件具有相同的圖式標記。
10:含金屬鹽的介質、富金屬電解液
11:待處理介質
12:待處理的無酸介質
31:待處理介質，總分離流
50:元素金屬(銅)
110:第一膜透析
120:第二膜透析
126:第二擴散液、酸性擴散液
128:酸富集處理
129:富酸、酸富集擴散液
136:貧金屬酸介質(第一分離流)
140:混合/稀釋反應器
145:離子交換處理
150:蝕刻處理
160:過氧化物消除處理
170:第一處理遁環
175:其他酸、再生介質、貧金屬電解質
180:第二處理遁環
185:膜過濾處理、逆滲透處理
185a:滲透
185b:濃縮液
186a:濃縮鹽
186b:貧金屬鹽精礦
187:鹼、氫氧化鈉
188:純化水
189:附加稀釋處理
190:第三處理循環
350:廢棄物介質、有排放品質的水
352:供水
400:從印刷電路板製造過程中的含金屬鹽的介質中回收元素金屬

Claims (15)

  1. 一種處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法，該方法包含：提供該蝕刻廢棄物介質作為特別是來自蝕刻處理(150)的待處理介質(11)，其中該待處理介質(11)包含待處理金屬鹽和酸(15)；在離子交換處理(145)中處理該待處理介質(11)，使該待處理金屬鹽被金屬鹽交換，並且含金屬鹽的介質(10)從該待處理介質(11)獲得；據此使第一處理循環(170)流過該離子交換處理(145)，其中該第一處理循環(170)是實質上僅產出元素金屬(50)的第一閉迴路；並且使第二處理循環(180)流過該離子交換處理(145)，其中該第二處理循環(180)是實質上僅產出純化水(188)和/或貧金屬鹽濃縮物(186b)的第二閉迴路；其中該第二處理循環(180)更包含：使該待處理介質(11)流過該離子交換處理(145)，其中該待處理介質(11)被分離成金屬和貧金屬酸介質(136)，然後該金屬留在該離子交換處理(145)中；在水處理過程(185)中處理該貧金屬酸介質(136)，使該純化水(188)被獲得；並且將該純化水(188)反饋到該離子交換處理(145)，和/或將該純化水(188)反饋到另外的電路板和/或基板製造過程(110、120、140、300)， 和/或將該純化水(188)排放作為排放品質(350)中的水。
  2. 根據請求項1之方法，其中該金屬鹽中的該金屬和該待處理金屬鹽中的該金屬是相同的金屬，並且其中該金屬是由銅、鎳、鈷、錫、鎘、鎂、鈉、銀、金組成的群組中的至少一個；和/或其中該金屬鹽中的鹽和該待處理金屬鹽中的鹽為不同的鹽，並且其中該金屬鹽中的該鹽和該待處理金屬鹽中的該鹽包含由氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽組成的群組中的至少兩個。
  3. 根據請求項1或2之方法，其中該第一處理循環(170)更包含：使不同於該酸(15)的另外的酸(175)流過該離子交換處理(145)，特別是作為再生介質，使得該另外的酸(175)從該離子交換處理(145)去除該金屬，以提供該含金屬鹽的介質(10)；將該含金屬鹽的介質(10)輸送至元素金屬回收處理(400)以從該含金屬鹽的介質(10)獲得該元素金屬(50)和該另外的酸(175)；並且將該另外的酸(175)反饋到該離子交換處理(145)。
  4. 根據請求項3之方法，其中該元素金屬回收處理(400)包含電解處理， 其中該含金屬鹽的介質(10)類似於進入該電解處理的富金屬的電解質，並且其中該另外的酸(175)類似於離開該電解處理的貧金屬電解質。
  5. 根據請求項1之方法，其中該水處理過程(185)包含膜過濾處理，其中滲透物(185a)包含該純化水(188)，並且其中濃縮物(185b)包含鹽濃縮物(186a)。
  6. 根據請求項5之方法，其中該第二處理循環(180)更包含：將該鹽濃縮物(186a)反饋到該離子交換處理(145)，使得該鹽濃縮物(186a)的金屬留在該離子交換處理(145)中；從而提供該貧金屬鹽濃縮物(186b)。
  7. 根據請求項6之方法，其中該貧金屬鹽濃縮物(186b)實質上不含重金屬。
  8. 根據請求項1之方法，其中，該方法更包含：將鹼(187)加到該貧金屬酸介質(136)，其中該鹼(187)和該貧金屬酸介質(136)的該酸形成該鹽濃縮物(186a)的鹽。
  9. 根據請求項1之方法，其中該離子交換處理(145)包含：以離子交換樹脂應用離子交換器；和/或 使用烴基離子交換介質應用液/液萃取。
  10. 根據請求項1之方法，其中提供該待處理介質(11)被整合在第三處理循環(190)中，該第三處理循環(190)是第三閉迴路並且實質上不產出廢棄物。
  11. 根據請求項10之方法，其中該第三處理循環(190)包含：藉由膜透析(110、120)從該待處理介質(11)去除該酸(15)，以提供無酸待處理介質(12)和酸性擴散液(126)，特別是在酸富集處理(128)中進一步酸富集該酸性擴散液(126)以獲得酸富集的擴散液(129)；和將該酸性擴散液(126)和/或該酸富集的擴散液(129)反饋到該蝕刻處理(150)以用於生產該待處理介質(11)。
  12. 根據請求項1之方法，其中提供該待處理介質(11)包含：執行過氧化氫、H2O2消除處理(160)。
  13. 一種電路板和/或基板製造工廠(60)，包含：蝕刻處理模組(150)，其生產蝕刻廢棄物介質作為待處理介質(11)，其中該待處理介質(11)包含待處理金屬鹽和酸(15)；離子交換處理模組(145)，被配置以處理該待處理介質(11)，使該待處理金屬鹽被金屬鹽交換，並且含金屬鹽的介質(10)從該待處理介質(11)獲得； 第一處理循環(170)，流過該離子交換處理模組(145)，其中該第一處理循環(170)是實質上僅產出元素金屬(50)的第一閉迴路；以及第二處理循環(180)，流過該離子交換處理模組(145)，其中該第二處理循環(180)是實質上僅產出純化水(188)和/或貧金屬鹽濃縮物(186b)的第二閉迴路；其中該第二處理循環(180)被配置以：使該待處理介質(11)流過該離子交換處理模組(145)，其中該待處理介質(11)被分離成該金屬和貧金屬酸介質(136)，然後該金屬留在該離子交換處理模組(145)中；在水處理過程(185)中處理該貧金屬酸介質(136)，使該純化水(188)被獲得；並且將該純化水(188)反饋到該離子交換處理模組(145)，和/或將該純化水(188)反饋到另外的電路板和/或基板製造過程(110、120、140、300)，和/或將該純化水(188)排放作為排放品質(350)中的水。
  14. 一種處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法，該方法包含：使用在第一閉迴路處理循環(170)中耦合到電解處理(400)以及在第二閉迴路處理循環(180)中耦合到膜過濾(185)的離子交換處理(145)，以處理電路板和/或基板製造的蝕刻廢水(11)，使得實質上僅元素銅(50)、純化水(188)以及貧重金屬鹽濃縮 物(186b)被產出。
  15. 一種處理來自電路板和/或基板製造的蝕刻廢棄物介質之方法，該方法包含：提供該蝕刻廢棄物介質作為特別是來自蝕刻處理(150)的待處理介質(11)，其中該待處理介質(11)包含待處理金屬鹽和酸(15)；在離子交換處理(145)中處理該待處理介質(11)，使該待處理金屬鹽被金屬鹽交換，並且含金屬鹽的介質(10)從該待處理介質(11)獲得；據此使第一處理循環(170)流過該離子交換處理(145)，其中該第一處理循環(170)是實質上僅產出元素金屬(50)的第一閉迴路；並且使第二處理循環(180)流過該離子交換處理(145)，其中該第二處理循環(180)是包括膜過濾處理(185)並且實質上僅產出純化水(188)和貧金屬鹽濃縮物(186b)的第二閉迴路。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201313958A (zh) * 2011-05-19 2013-04-01 Calera Corp 利用金屬氧化之電化學氫氧化物系統及方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51137604A (en) * 1975-05-24 1976-11-27 Nippon Filter Kk Process for recovery of heavy metals
DE4016732A1 (de) * 1990-05-24 1991-12-05 Guetling Gmbh Verfahren und vorrichtung zur abtrennung von kupfer, insbesondere aus cuc1(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-aetzloesungen
IT1261515B (it) * 1993-08-13 1996-05-23 In Tec Italia Int Env Tech Srl Procedimento per il recupero delle soluzioni di incisione dei metalli spente.
DE4435232C2 (de) * 1994-10-04 1997-09-25 Hahnewald Gmbh Chemisch Physik Verfahren zur Regenerierung von flußsäurehaltigen Beizlösungen
DE19850530A1 (de) * 1998-11-03 2000-05-25 Eilenburger Elektrolyse & Umwelttechnik Gmbh Kreislaufverfahren zum Beizen von Kupfer und Kupferlegierungen
CN102084034B (zh) * 2008-04-11 2012-12-12 弗朗索瓦·卡达雷利 回收金属铁和硫酸有用材料的电化学方法
WO2013080326A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 不二商事株式会社 めっき液の再生方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201313958A (zh) * 2011-05-19 2013-04-01 Calera Corp 利用金屬氧化之電化學氫氧化物系統及方法

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