WO2014203895A1 - 廃電子基板からの金属の回収方法 - Google Patents

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WO2014203895A1
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metal
glass
waste electronic
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秀幸 門木
朋弘 成岡
雅一 有田
岳志 居藏
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鳥取県
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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for recovering various types of metals (rare metal, noble metal, other metals) from waste electronic substrates.
  • Patent Document 1 Although the method of Patent Document 1 is suitable for recovering metals that are easily reduced, such as copper and silver, most of the rare metals are difficult to reduce, and thus it is difficult to recover by the method of Patent Document 1. In addition, for a metal that is easily reduced, a number of treatment steps are required to take out the metal from the treated product after carbonization, which is troublesome.
  • This invention is made
  • the present invention by melting a waste electronic substrate together with glass, a glass phase, a melting step for forming a metal phase due to a metal contained in at least one of the waste electronic substrate and the glass, and the glass phase A metal recovery step of separating and recovering the metal phase; and an acid extraction step of bringing the glass phase into contact with an acid solution, the glass phase comprising a first phase mainly composed of silica, and a first phase Also includes a second phase having high solubility in an acid solution, and in the acid extraction step, the second phase is dissolved in the acid solution together with the residual metal contained therein, and the acid solution in which the residual metal is dissolved is recovered.
  • a method for recovering metal from a waste electronic substrate is provided.
  • the inventors of the present invention have studied a method for efficiently recovering various metals from a waste electronic substrate.
  • a single metal or a metal compound contained in the glass or the waste electronic substrate Examples: Oxides, nitrides
  • Oxides, nitrides that are easily reduced form a metal phase (a lump of metal) at the bottom of the melt formed by melting the glass.
  • metal phase a lump of metal
  • the glass phase formed together with the metal phase includes a first phase mainly composed of silica and a second phase having a higher solubility in an acid solution than that. Since most of the rare metal is contained in the second phase, it was found that the rare metal can be easily recovered by dissolving the second phase with an acid solution and recovering the acid solution.
  • this method can be used to recover the metal in the glass when the waste electronic substrate does not contain the metal for recovery and the metal for recovery is contained only in the glass. I understood. Therefore, according to the present invention, the metal contained in at least one of the waste electronic substrate and the glass can be efficiently recovered.
  • the method further includes a step of recovering the residual metal dissolved in the acid solution.
  • the melting is performed in the presence of a reducing agent added separately from the waste electronic substrate.
  • the reducing agent is carbon.
  • the melting is performed in the presence of a phase separation accelerator added separately from the waste electronic substrate.
  • the phase separation accelerator is at least one of a boron source, a phosphorus source, an iron source, and a barium source.
  • the method further comprises a phase separation accelerator recovery step of recovering the phase separation accelerator from the acid solution after the acid extraction step.
  • the phase separation accelerator recovered in the phase separation accelerator recovery step is reused.
  • the melting is performed in the presence of at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, and Mg.
  • a method for recovering metal from a waste electronic substrate includes: a metal phase resulting from melting a waste electronic substrate together with glass; and a metal resulting from a metal contained in at least one of the waste electronic substrate and the glass
  • the acid solution in which the residual metal is dissolved is recovered.
  • a waste electronic substrate is melted together with glass to form a glass phase and a metal phase resulting from a metal contained in at least one of the waste electronic substrate and the glass.
  • This glass phase includes a first phase mainly composed of silica and a second phase having higher solubility in an acid solution than the first phase.
  • the waste electronic board mainly targeted by the present embodiment is an electronic board mounted on a discarded electronic device (such as a mobile phone, a smartphone, or a personal computer).
  • a discarded electronic device such as a mobile phone, a smartphone, or a personal computer.
  • a large number of electronic components such as coils, capacitors, resistors, and semiconductor chips are mounted on the circuit board, and each electronic component and circuit board contains many kinds of metals. Therefore, in this embodiment, such many kinds of metals are efficiently recovered from the waste electronic substrate.
  • metals to be treated include rare metals (for example, Li, Be, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Ga, Ge, Se, Rb, Sr, Zr, Nb, Mo, Pd, In, Sb, Te.
  • the processing of the waste electronic substrate may be performed by the method of the present embodiment, or the processing other than the waste electronic substrate may be performed together. For example, some electronic components are discarded without being mounted on a circuit board, but such waste electronic components may be processed together with the waste electronic substrate.
  • the metal to be collected may be included only in the waste electronic substrate, may be included in both the waste electronic substrate and the glass, or may be included only in the glass. For example, for the purpose of recovery of lead, by melting the waste electronic substrate that does not contain lead with lead glass, the lead oxide in the lead glass is reduced by the organic matter in the waste electronic substrate to recover lead May be.
  • the waste electronic substrate may have both a role as a metal source to be collected and a role as a supply source of a reducing agent (carbon) for reducing a metal compound to obtain a simple metal. It may have only a role as a metal source without containing, or it may have only a role as a supply source of a reducing agent without containing a metal to be recovered.
  • a reducing agent carbon
  • the waste electronic substrate is crushed and then subjected to heat treatment as it is, but this embodiment is characterized by melting the waste electronic substrate together with glass.
  • carbon contained in the waste electronic substrate is carbonized, and a metal phase is not formed.
  • the single metal in the waste electronic substrate is removed.
  • the metal phase is collected by flowing as it is or by collecting metal compounds (general names such as metal oxides and metal nitrides) in waste electronic substrates and metal oxides in glass as a single metal flowing into the metal phase. Is formed, and the remaining portion becomes a glass phase.
  • the “glass phase” is a phase containing a glassy substance as a main component, and a substance that is not vitrified may be partially contained.
  • the mass ratio of the waste electronic substrate to the glass is preferably 0.05 to 0.5, specifically, for example, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0 .3, 0.4, 0.5, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here. This is because if the amount of waste electronic substrates is too small, the amount of metal that can be recovered is small, and if there are too many waste electronic substrates, a metal phase is difficult to form.
  • the type of glass to be melted together with the waste electronic substrate is not particularly limited as long as it contains silica, but in one example, heavy metal (eg, lead, cadmium, chromium, arsenic, selenium, zinc, copper, iron, manganese, nickel) And glass containing silica. Since glass containing heavy metals cannot be disposed of in landfills as it is, it is highly significant to recover the heavy metals from the glass by the method of this embodiment to render the glass harmless.
  • the glass is preferably lead glass containing lead and silica. Lead glass is used in the funnel portion of a cathode ray tube, and in recent years, a large amount of cathode ray tube has been discarded, so the processing of lead glass has become a problem.
  • silica (SiO 2 ) in the glass used in the present embodiment is not particularly limited, but is, for example, 30 to 99% by mass, and specifically, for example, 30, 35, 40, 45, 50, 55 , 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 99 mass%, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the heavy metal content in the glass is, for example, 0.02 to 50% by mass in terms of oxide (PbO when the heavy metal is lead), and specifically 0.02, 0.05, 0.1, for example. , 0.5, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 mass%, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the melting of the waste electronic substrate and the glass is preferably performed in a state where the waste electronic substrate and the glass are crushed and powdered. This is because by melting in such a state, the waste electronic substrate and the glass are easily mixed, and the metal (metal simple substance or metal compound) in the waste electronic substrate or glass flows and a metal phase is easily formed.
  • the pulverization of the waste electronic substrate and the glass is not necessarily essential, and the waste electronic substrate and the glass that have not been pulverized may be melted, or one of the waste electronic substrate and the glass may be melted. Good.
  • the melting temperature of the waste electronic substrate and the glass is, for example, 900 to 1500 ° C. If the melting temperature is too low, the viscosity of the glass will not be sufficiently low, and the flow of the metal alone or the metal compound may be insufficient, making it difficult to form a metal phase. If the melting temperature is too high, energy consumption will be reduced. Because it becomes excessive. Specifically, the melting temperature is, for example, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500 ° C., and between any two of the numerical values exemplified here It may be within the range. The melting time is, for example, 0.2 to 5 hours.
  • the melting time is, for example, 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, and 5 hours. It may be within a range between any two of the numerical values.
  • the waste electronic substrate and the glass can be crushed using a ball mill or a commercially available vibration mill.
  • the particle diameter of the crushed waste electronic substrate is, for example, less than 1000 ⁇ m, preferably less than 500 ⁇ m, and more preferably less than 250 ⁇ m.
  • the particle size of the crushed glass powder is, for example, less than 2000 ⁇ m, preferably less than 1000 ⁇ m, and more preferably less than 500 ⁇ m.
  • “the particle size is less than X ⁇ m” means that the sieve has an opening of X ⁇ m through the sieve.
  • the melting of the waste electronic substrate and the glass may be performed in the presence of a reducing agent added separately from the waste electronic substrate.
  • a reducing agent added separately from the waste electronic substrate.
  • the waste electronic substrate contains sufficient carbon to reduce the metal compound contained in the waste electronic substrate and the glass, it is not necessary to add a reducing agent separately, but the carbon content in the waste electronic substrate is If it is not sufficient, the metal compound can be effectively reduced to a metal by adding a reducing agent separately.
  • the kind of the reducing agent is not particularly limited as long as it can reduce the waste electronic substrate and the metal compound in the glass, and is, for example, powdery carbon (eg, graphite).
  • the amount of carbon added is not particularly limited as long as it is sufficient for the reduction of the metal compound.
  • the mass ratio of the reducing agent to the glass is preferably 0.005 to 0.2, specifically, for example, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.15,. 2 and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here. If the amount of carbon added is too small, the reduction of the metal compound tends to be insufficient, and if it is too large, the carbon remains unreacted and is wasted, and if the carbon remains unburned, it can be burned into black glass. This is because problems occur in the subsequent acid extraction step.
  • the melting of the waste electronic substrate and the glass may be performed in the presence of a phase separation accelerator added separately from the waste electronic substrate.
  • the phase separation accelerator is added in the glass phase to form a second phase having higher solubility in an acid solution than the first phase mainly composed of silica, and this purpose can be achieved.
  • the type is not particularly limited.
  • the waste electronic substrate may contain a metal that functions as a phase separation accelerator. In that case, it is not necessary to add a phase separation accelerator separately. However, there are cases where it is unclear what kind of metal is contained in the waste electronic substrate. In that case, by adding a phase separation accelerator separately, it is ensured that the first phase and the second phase in the glass phase. Can be formed.
  • the phase separation accelerator is, for example, at least one of a boron source, a phosphorus source, an iron source, and a barium source.
  • a boron source include boron oxide (B 2 O 3 ), boric acid (H 3 BO 3 ), and sodium tetraborate (Na 2 B 4 O 7 ).
  • the phosphorus source include phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), and sodium phosphate (Na 3 PO 4 ).
  • the iron source include iron (II) oxide (FeO) and iron (III) oxide (Fe 2 O 3 ).
  • An example of the barium source is barium oxide (BaO).
  • the addition amount of the phase separation accelerator may be an amount sufficient to separate the metal by phase separation, and the mass ratio of the phase separation accelerator to glass is preferably 0.01 to 0.5. Specifically, for example, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5. It may be within a range between any two. This is because if the amount of the phase separation accelerator added is too small, the phase separation tends to be insufficient, and if it is too large, the amount of silica extracted in the acid extraction step increases.
  • the reducing agent and the phase separation accelerator may be added before melting the waste electronic substrate and the glass, and may be melted together with the waste electronic substrate and the glass.
  • the reducing agent and the phase separation accelerator may be introduced into the melt.
  • the reducing agent and the phase separation accelerator may be added at the same time or may be added separately.
  • the reducing agent can be added before melting the waste electronic substrate and the glass, and the phase separation accelerator can be put into the melt.
  • the melting is preferably performed in the presence of at least one of an alkali metal (eg, Na, K), an alkaline earth metal (eg, Ca), and Mg.
  • alkali metals, alkaline earth metals, and Mg are collectively referred to as “alkali (earth) metals”.
  • Alkali (earth) metals reduce the viscosity of the glass, so melting in the presence of alkali (earth) metals increases the fluidity of the glass phase and facilitates the formation of a metal phase. Further, since the melting temperature can be lowered, energy consumption can be reduced.
  • Alkali (earth) metals may be contained in the raw glass or may be added separately.
  • the content of the alkali (earth) metal may be appropriately adjusted so that the viscosity of the glass at the time of melting is appropriate.
  • the mass ratio of the alkali (earth) metal to the glass in terms of oxide is 0.02-1, specifically, for example, 0.02, 0.5, 0.1, 0.2, 0 .3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1 and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here. . This is because if the content of the alkali (earth) metal is too small, the increase in the fluidity of the glass phase is insufficient, and if it is too large, the amount of silica extracted increases.
  • Metal recovery step the metal phase formed in the melting step is separated and recovered.
  • the metal alone in the waste electronic substrate flows as it is, or the metal compound in the waste electronic substrate and the metal oxide in the glass are reduced to the metal.
  • the metal phase is formed by flowing and gathering. This metal phase collects at the bottom of the crucible or the heating furnace by the action of gravity and becomes a lump, so that it can be easily recovered.
  • those that are relatively easily reduced Ni, In, Sb, Ag, Pd, Pt, Au, Cu, Pb, etc.
  • those that are relatively difficult to reduce are hardly recovered at all in the metal recovery step, and most are recovered in the acid extraction step.
  • the glass phase obtained in the melting step includes a first phase mainly composed of silica and a second phase having higher solubility in an acid solution than the first phase. Most of the residual metal in the glass phase (metal not recovered in the metal recovery process) is present in the second phase.
  • the glass phase is brought into contact with an acid solution, whereby the second phase is dissolved in the acid solution together with the residual metal contained therein, and the acid solution in which the residual metal is dissolved is recovered. Thereby, the residual metal is recovered.
  • the type of the acid solution is not particularly limited as long as it dissolves the second phase and the residual metal and does not dissolve the first phase, and examples thereof include nitric acid, hydrochloric acid, and organic acids (such as citric acid). .
  • the acid concentration is, for example, 1 to 5 N.
  • the amount of the acid is appropriately set depending on the solubility of the second phase and the residual metal, and is, for example, 1 to 100 mL with respect to 1 g of the glass phase.
  • the method of bringing the glass phase into contact with the acid solution is not particularly limited, and the glass phase may be immersed in the acid solution as it is without being crushed, or may be immersed after being crushed into glass powder. Stirring and shaking may be performed in the immersed state.
  • the dipping time is appropriately set depending on the concentration of the acid solution, the composition of the glass, etc., and is, for example, 6 to 36 hours. This is because if the length is too short, the second phase is not sufficiently dissolved, and if the length is too long, the amount of the first phase dissolved increases.
  • the temperature of the acid solution is not particularly limited, and may be room temperature or heated.
  • the glass phase When the glass phase is brought into contact with the acid solution and subjected to solid-liquid separation by filtration or the like, the glass phase is separated into only the first phase and the extract in which the second phase and the residual metal are dissolved.
  • This extract contains various metals that cannot be recovered by the reduction method (eg, rare metals).
  • Various metals can be extracted from this extract by methods such as neutralization, solvent extraction, crystallization, and adsorption. Can be recovered.
  • phase separation accelerator when a phase separation accelerator is used, the phase separation accelerator can be crystallized and recovered from the extract, and the recovered phase separation accelerator can be reused.
  • the acid solution is brought into contact with the glass phase while being heated to, for example, 70 to 90 ° C.
  • the phase separation accelerator crystallizes due to the temperature dependence of the solubility, and this is recovered by filtration or the like.
  • the extract After recovering residual metal and phase separation accelerator from the extract by the above method, the extract can be used again as an acid solution in the acid extraction step.
  • the amount of waste can be extremely reduced.
  • FIGS. 2 to 10 show the analysis results of the glass phase and the metal phase.
  • the meanings of the horizontal and vertical axes in these figures are as follows.
  • Sub / Pb-glass the mass of waste electronic board for lead glass ratio
  • B 2 O 3 / Pb-glass weight ratio of B 2 O 3 with respect to the lead glass
  • C / Pb-glass the mass ratio of carbon to lead glass
  • FIG. 2 shows the analysis results for Si.
  • FIG. 2A shows the content of Si in the glass phase and the ratio of Si extracted in the acid extraction step (Si extraction rate) when the amount of waste electronic substrate added is changed.
  • Si extraction rate the ratio of Si extracted in the acid extraction step
  • FIGS. 3A and 3B show the analysis results for Pb.
  • FIGS. 3A and FIG. 3B show the content of Pb in the glass phase and the ratio of Pb extracted in the acid extraction step (Pb extraction rate) when the amount of waste electronic substrate added is changed.
  • FIG. 3 (b) shows the distribution ratio of Pb to the glass phase when the amount of waste electronic substrate added is changed. Referring to the circle plot in FIG. 3A and FIG. 3B, the content of Pb in the glass phase and the distribution ratio of Pb to the glass phase decrease as the amount of waste electronic substrate added increases.
  • the Pb extraction rate increases as the amount of waste electronic substrate added increases.
  • the metal that functions as a phase separation accelerator is contained in the waste electronic substrate, and the amount of the metal that functions as the phase separation accelerator increases as the amount of the waste electronic substrate added increases. it is conceivable that. Further, when the mass ratio of the waste electronic substrate to lead glass is 0.2 or more, the extraction rate becomes almost 100%, and the remaining glass (mainly the first phase mainly composed of silica) is rendered harmless. I understand that
  • FIGS. 3C to 3D the amount of B 2 O 3 added was changed.
  • the content of Pb in the glass phase and the distribution ratio of Pb to the glass phase decrease as the amount of B 2 O 3 added increases.
  • the reason is considered to be that the viscosity of the glass phase decreases with the increase in the amount of B 2 O 3 added, and Pb flows and easily collects in the metal phase.
  • the extraction rate when the mass ratio of B 2 O 3 with respect to the lead glass is 0.02 or more, it becomes almost 100%, it can be seen that the glass remaining is harmless.
  • FIGS. 5 (b) The analysis results for Fe are shown in FIGS. Referring to FIG. 5 (b), the distribution ratio of Fe to the glass phase is almost 100% regardless of the added amount of the waste electronic substrate, and in the melting process at 1100 ° C., the Fe is not reduced but almost the whole amount. Is contained in the glass phase. Further, referring to the plot of ⁇ in FIG. 5 (a), it can be seen that the content of Fe in the glass phase increases as the amount of waste electronic substrate added increases. 5A, it can be seen that the Fe extraction rate is a high value of about 90 to 100% regardless of the amount of waste electronic substrate added. Further, referring to FIGS.
  • the content of Fe in the glass phase and the distribution ratio to the glass phase are not affected by the addition amount of B 2 O 3 , and the extraction rate of Fe is When B 2 O 3 is not added, it is about 88%. However, when B 2 O 3 is added even slightly, the extraction rate of Fe becomes a high value of about 90 to 100%.
  • FIGS. Cu shows similar results to Ni in any of the content in the glass phase, the distribution rate to the glass phase, and the extraction rate, but FIGS. 7 (c) to (d) and FIGS. 9 (c) to (c) As can be seen from the comparison of d), when B 2 O 3 was not added or when the addition amount was very small, the extraction rate was very low for Ni, whereas the extraction rate was about 90% for Cu. The difference is that the value is high.

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Abstract

　廃電子基板から、レアメタル、貴金属、その他の金属などの種々の金属を効率的に回収することができる方法を提供する。本発明によれば、廃電子基板をガラスと共に溶融することによってガラス相と、前記廃電子基板と前記ガラスの少なくとも一方に含まれる金属に起因する金属相を形成する溶融工程と、前記ガラス相から前記金属相を分離して回収する金属回収工程と、前記ガラス相を酸溶液と接触させる酸抽出工程とを備え、前記ガラス相は、シリカを主成分とする第一相と、第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を含み、前記酸抽出工程では、前記第二相をその中に含まれる残留金属と共に前記酸溶液に溶解させ、前記残留金属が溶解した前記酸溶液を回収する、廃電子基板からの金属の回収方法が提供される。

Description

廃電子基板からの金属の回収方法
　本発明は、廃電子基板から多様な種類の金属（レアメタル、貴金属、その他の金属）を回収する方法に関する。
　携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータなどには、コイル、コンデンサ、抵抗器、半導体チップなどの多数の電子部品が回路基板に装着された電子基板が搭載されている。このような電子基板には、電子部品や回路基板に由来する多様な種類の金属（レアメタル、貴金属、その他の金属）が含まれている。
　廃電子基板の処理方法として、特許文献１では、廃電子基板を粉砕した後にロータリーキルンで炭化処理し、ロータリーキルンから排出された処理物を解砕し、篩分けを行った後に、磁力選別機及び渦電流選別機を用いて、金属の分離を行なっている。
特開２００９－２２６３０２号公報
　特許文献１の方法は、銅や銀などの還元されやすい金属の回収には適しているが、レアメタルの多くは還元されにくいので、特許文献１の方法で回収することが困難である。また、還元されやすい金属についても炭化処理後の処理物から金属を取り出すために多数の処理工程が必要であって手間がかかる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、廃電子基板から、レアメタル、貴金属、その他の金属などの種々の金属を効率的に回収することができる方法を提供するものである。
　本発明によれば、廃電子基板をガラスと共に溶融することによってガラス相と、前記廃電子基板と前記ガラスの少なくとも一方に含まれる金属に起因する金属相を形成する溶融工程と、前記ガラス相から前記金属相を分離して回収する金属回収工程と、前記ガラス相を酸溶液と接触させる酸抽出工程とを備え、前記ガラス相は、シリカを主成分とする第一相と、第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を含み、前記酸抽出工程では、前記第二相をその中に含まれる残留金属と共に前記酸溶液に溶解させ、前記残留金属が溶解した前記酸溶液を回収する、廃電子基板からの金属の回収方法が提供される。
　本発明者らは、廃電子基板から種々の金属を効率的に回収する方法について検討したところ、ガラスと共に廃電子基板を溶融させることによって、ガラスや廃電子基板に含まれる金属単体又は金属化合物（例：酸化物、窒化物）のうち、還元されやすいものは、ガラスが溶融されて形成された融液の底に金属相（金属の塊）を形成するので、この金属相を取り出すことによって、面倒な後処理を行うことなく、金属を回収できることが分かった。
　また、ガラスと共に廃電子基板を溶融させると金属相と共に形成されるガラス相がシリカを主成分とする第一相とそれよりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を含み、廃電子基板からのレアメタルの大部分が第二相に含まれるため、第二相を酸溶液で溶解させて酸溶液を回収することによってレアメタルを容易に回収可能であることが分かった。
　このように、本発明によれば、還元されやすい金属も、還元されにくい金属も効率的に回収できる。また、この方法は、廃電子基板中に回収目的の金属が含まれず、ガラス中にのみ回収目的の金属が含まれている場合に、ガラス中の金属を回収するためにも利用可能であることが分かった。従って、本発明によれば、廃電子基板とガラスの少なくとも一方に含まれる金属を効率的に回収することができる。
　以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下の実施形態は互いに組み合わせ可能である。
　好ましくは、前記酸溶液中に溶解した前記残留金属を回収する工程をさらに備える。
　好ましくは、前記溶融は、前記廃電子基板とは別に添加された還元剤の存在下で行われる。
　好ましくは、前記還元剤は、炭素である。
　好ましくは、前記溶融は、前記廃電子基板とは別に添加された分相促進剤の存在下で行われる。
　好ましくは、前記分相促進剤は、ホウ素源、リン源、鉄源、及びバリウム源のうちの少なくとも１つである。
　好ましくは、前記酸抽出工程後の酸溶液から前記分相促進剤を回収する分相促進剤回収工程をさらに備える。
　好ましくは、前記分相促進剤回収工程で回収した前記分相促進剤が再利用される。
　好ましくは、前記溶融は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びＭｇの少なくとも一つの存在下で行われる。
本発明の実施例での金属回収方法の実証実験の手順をしめすフローチャートである。 本発明の実施例でのＳｉについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＰｂについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＰｂについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＦｅについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＦｅについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＮｉについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＮｉについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＣｕについての分析結果を示すグラフである。 本発明の実施例でのＣｕについての分析結果を示すグラフである。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。
　本発明の一実施形態の廃電子基板からの金属の回収方法は、廃電子基板をガラスと共に溶融することによってガラス相と、前記廃電子基板と前記ガラスの少なくとも一方に含まれる金属に起因する金属相を形成する溶融工程と、前記ガラス相から前記金属相を分離して回収する金属回収工程と、前記ガラス相を酸溶液と接触させる酸抽出工程とを備え、前記ガラス相は、シリカを主成分とする第一相と、第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を含み、前記酸抽出工程では、前記第二相をその中に含まれる残留金属と共に前記酸溶液に溶解させ、前記残留金属が溶解した前記酸溶液を回収する。
　以下、各工程について詳細に説明する。
１．溶融工程
　溶融工程では、廃電子基板をガラスと共に溶融することによってガラス相と、前記廃電子基板と前記ガラスの少なくとも一方に含まれる金属に起因する金属相を形成する。このガラス相は、シリカを主成分とする第一相と、第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を含む。
　本実施形態が主に対象としている廃電子基板は、廃棄された電子機器（携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータなど）に搭載されている電子基板である。このような電子基板では、コイル、コンデンサ、抵抗器、半導体チップなどの多数の電子部品が回路基板上に装着されており、各電子部品及び回路基板には、多くの種類の金属が含まれているので、本実施形態では、このような多くの種類の金属を廃電子基板から効率的に回収する。処理対象の金属としては、レアメタル（例：Ｌｉ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｔｌ、Ｂｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）、貴金属（Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ）、その他の金属（Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂ）などが挙げられる。Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕは、レアアースとも称される。
　本実施形態の方法によって、廃電子基板のみの処理を行ってもよく、廃電子基板以外の処理を一緒に行ってもよい。例えば、電子部品の中には、回路基板に装着されずにそのまま廃棄されるものもあるが、そのような廃電子部品を廃電子基板と一緒に処理してもよい。回収対象の金属は、廃電子基板のみに含まれていてもよく、廃電子基板とガラスの両方に含まれていてもよく、ガラスにのみ含まれていてもよい。例えば、鉛の回収を目的とする場合、鉛が含まれていない廃電子基板を鉛ガラスと共に溶融することによって、廃電子基板中の有機物によって、鉛ガラス中の酸化鉛を還元して鉛を回収してもよい。廃電子基板は、回収対象の金属源としての役割と、金属化合物を還元して金属単体を得るための還元剤（炭素）の供給源としての役割の両方を有してもよく、還元剤を含有せず金属源としての役割のみを有してもよく、回収対象の金属を含有せず還元剤の供給源としての役割のみを有してもよい。
　特許文献１の方法では、廃電子基板を粉砕した後、そのまま加熱処理を行なっているが、本実施形態は、廃電子基板をガラスと共に溶融することを特徴としている。廃電子基板のみを加熱すると廃電子基板に含まれる炭素が炭化されてしまい、金属相が形成されないが、本実施形態のように廃電子基板をガラスと共に溶融すると、廃電子基板中の金属単体がそのまま流動したり、廃電子基板中の金属化合物（金属酸化物、金属窒化物などの総称）やガラス中の金属酸化物が還元されて金属単体になって流動したりして集まることによって金属相が形成され、残りの部分がガラス相となる。なお、「ガラス相」は、ガラス状物質を主成分とする相であり、ガラス化されていない物質が部分的に含まれていてもよい。
　ガラスに対する廃電子基板の質量比は、好ましくは、０．０５～０．５であり、具体的には例えば、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．４、０．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。廃電子基板が少なすぎるとその分だけ回収できる金属の量が少なく、廃電子基板が多すぎると金属相が形成されにくいからである。
　廃電子基板と共に溶融させるガラスの種類は、シリカを含むものであれば特に限定されないが、一例では、重金属（例：鉛、カドミウム、クロム、ヒ素、セレン、亜鉛、銅、鉄、マンガン、ニッケル）とシリカを含むガラスである。重金属を含むガラスは、そのまま埋め立て処分を行うことができないので、本実施形態の方法によってガラスから重金属を回収してガラスを無害化する意義が大きい。また、ガラスは、好ましくは、鉛とシリカを含む鉛ガラスである。鉛ガラスは、ブラウン管のファンネル部分で使用されており、近年、ブラウン管が大量に廃棄されているので、鉛ガラスの処理が問題になっている。そこで、鉛ガラスを本実施形態の方法に使用すれば、廃電子基板から金属を回収できると同時に、鉛ガラスを無害化し、鉛ガラスから鉛を回収することができるという利点がある。本実施形態で使用するガラス中のシリカ（ＳｉＯ２）の含有量は、特に限定されないが、例えば３０～９９質量％であり、具体的には例えば、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９９質量％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ガラス中の重金属の含有量は、酸化物換算（重金属が鉛の場合ＰｂＯ）で、例えば、０．０２～５０質量％であり、具体的には例えば０．０２、０．０５、０．１、０．５、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０質量％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
　廃電子基板及びガラスの溶融は、廃電子基板及びガラスを破砕して粉状した状態で行うことが好ましい。このような状態で溶融させることによって、廃電子基板とガラスが混合されやすく、廃電子基板又はガラス中の金属（金属単体又は金属化合物）が流動して金属相が形成されやすくなるからである。但し、廃電子基板及びガラスの粉砕は、必ずしも必須ではなく、粉砕していない廃電子基板及びガラスを溶融させてもよく、廃電子基板とガラスの何れか一方を粉砕したものを溶融させてもよい。
　廃電子基板及びガラスの溶融温度は、例えば９００～１５００℃である。溶融温度が低すぎるとガラスの粘度が十分に低くならず、金属単体又は金属化合物の流動が不十分にあって金属相が形成されにくくなる場合があり、溶融温度が高すぎると、エネルギー消費が過大になるからである。溶融温度は、具体的には例えば、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。溶融時間は、例えば、０．２～５時間である。溶融時間が短すぎると還元剤が残留したりする等の問題が起こりやすく、溶融時間が長すぎると、エネルギー消費が過大になるからである。溶融時間は、具体的には例えば、０．２，０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５時間であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
　廃電子基板及びガラスの破砕は、ボールミルや市販の振動ミルなどを用いて行うことができる。破砕された廃電子基板からなる粉体の粒径は例えば１０００μｍ未満であり、５００μｍ未満が好ましく、２５０μｍ未満がさらに好ましい。破砕されたガラスからなる粉体の粒径は例えば２０００μｍ未満であり、１０００μｍ未満が好ましく、５００μｍ未満がさらに好ましい。なお、本明細書において、「粒径がＸμｍ未満である」とは、篩の目開きがＸμｍである篩を通り抜けるものであることを意味する。
　廃電子基板及びガラスの溶融は、廃電子基板とは別に添加された還元剤の存在下で行ってもよい。
廃電子基板及びガラス中に含まれる金属化合物を還元するのに十分な炭素が廃電子基板含まれている場合には還元剤を別途添加する必要がないが、廃電子基板中の炭素含有量が十分でない場合には、還元剤を別途添加することによって金属化合物を効果的に還元して金属にすることができる。還元剤は、廃電子基板及びガラス中の金属化合物を還元させることができるものであればその種類は特に限定されず、例えば、粉末状の炭素（例：黒鉛）である。炭素の添加量は、特に限定されず、金属化合物の還元に十分な量であればよい。ガラスに対する還元剤の質量比は、好ましくは、０．００５～０．２であり、具体的には例えば、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、０．１５、０．２であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。炭素の添加量が少なすぎると、金属化合物の還元が不十分になりやすく、多すぎると炭素が未反応で残り、無駄であることと、炭素が燃え残ると真っ黒なガラスと燃えかすができてしまい、その後の酸抽出工程において不具合が出てしまうからである。
　廃電子基板及びガラスの溶融は、廃電子基板とは別に添加された分相促進剤の存在下で行ってもよい。分相促進剤は、ガラス相中に、シリカを主成分とする第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を形成するために添加されるものであり、この目的が達成可能であればその種類は特に限定されない。廃電子基板中には、分相促進剤として機能する金属が含まれている場合があり、その場合は、分相促進剤を別途添加する必要はない。但し、どのような金属が廃電子基板中に含まれているのか不明な場合もあり、その場合、分相促進剤を別途添加することによって、ガラス相中に確実に第一相と第二相を形成することができる。分相促進剤は、例えば、ホウ素源、リン源、鉄源、及びバリウム源の少なくとも１つである。ホウ素源としては、例えば、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、四ホウ酸ナトリウム（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７）が挙げられる。リン源としては、例えば、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、リン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）が挙げられる。鉄源としては、酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）や酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）が挙げられる。バリウム源としては、酸化バリウム（ＢａＯ）が挙げられる。分相促進剤の添加量は、分相により金属を分離するのに十分な量であればよく、ガラスに対する分相促進剤の質量比は、好ましくは、０．０１～０．５であり、具体的には例えば、０．０１、０．０２、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．３、０．４、０．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。分相促進剤の添加量が少なすぎると、分相が不十分になりやすく、多すぎると酸抽出工程においてシリカの抽出量が増加してしまうからである。
　還元剤と分相促進剤は、廃電子基板及びガラスを溶融させる前に添加して、廃電子基板及びガラスと一緒に溶融させてもよく、廃電子基板及びガラスを予め溶融させて融液を作製し、この融液中に還元剤と分相促進剤を投入してもよい。還元剤と分相促進剤は、同時に添加してもよく、別々に添加してもよい。例えば、還元剤は、廃電子基板及びガラスを溶融させる前に添加し、分相促進剤は、融液中に投入することができる。
　また、溶融は、アルカリ金属（例：Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（例：Ｃａ）、Ｍｇの少なくとも一つの存在下で行うことが好ましい。以下、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びＭｇを「アルカリ（土類）金属類」と総称する。アルカリ（土類）金属類はガラスの粘度を低下させるので、アルカリ（土類）金属類の存在下で溶融を行うことにより、ガラス相の流動性が増大して金属相が形成されやすくなり、また溶融温度を低下させることができるので消費エネルギーを低減することができる。アルカリ（土類）金属類は、原料ガラス中に含有されていてもよく、別途添加してもよい。アルカリ（土類）金属類の含有量は、溶融時のガラスの粘度が適切になるように適宜調節すればよく、例えば、ガラスに対するアルカリ（土類）金属類の酸化物換算での質量比（例：（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ｐｂガラス全体の質量比）は、０．０２～１であり、具体的には例えば、０．０２、０．５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。アルカリ（土類）金属類の含有量が少なすぎるとガラス相の流動性の増大が不十分であり、多すぎるとシリカの抽出量が増加してしまうからである。
２．金属回収工程
　金属回収工程では、上記溶融工程で形成された金属相を分離して回収する。本実施形態では、廃電子基板をガラスと共に溶融しているので、廃電子基板中の金属単体がそのまま流動したり、廃電子基板中の金属化合物やガラス中の金属酸化物が還元されて金属になって流動したりして集まることによって金属相が形成される。この金属相は、重力の作用によってルツボや加熱炉の底に集まって塊になるので、容易に回収することができる。なお、廃電子基板及びガラスに含まれる金属のうち、比較的還元されやすいもの（Ｎｉ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ，Ｐｂなど）は、その多くが金属相に含まれてこの金属回収工程で回収される。一方、廃電子基板及びガラスに含まれる金属のうち、比較的還元されにくいものは、金属回収工程ではほとんど又は全く回収されず、大部分が酸抽出工程で回収される。
３．酸抽出工程
　上記溶融工程で得られたガラス相には、シリカを主成分とする第一相と、第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相が含まれている。ガラス相中の残留金属（金属回収工程で回収されなかった金属）の大部分は、第二相中に存在する。
　そこで、酸抽出工程では、ガラス相を酸溶液と接触させることによって、第二相をその中に含まれる残留金属と共に酸溶液に溶解させ、残留金属が溶解した酸溶液を回収する。これによって、残留金属を回収する。酸溶液の種類は、第二相及び残留金属を溶解させるものであり、且つ第一相を溶解させないものであれば特に限定されず、例えば、硝酸、塩酸、有機酸（クエン酸など）である。酸の濃度は、例えば、１～５規定である。酸の量は、第二相及び残留金属の溶解度によって適宜設定するが、例えば、ガラス相１ｇに対して１～１００ｍＬである。
　ガラス相を酸溶液と接触させる方法は特に限定されず、ガラス相を破砕せずにそのまま酸溶液に浸漬させてもよく、破砕してガラス粉にした後に浸漬させてもよい。浸漬した状態で撹拌・振盪などを行なってもよい。浸漬させる時間は、酸溶液の濃度やガラスの組成等によって適宜設定するが、例えば６～３６時間である。短すぎると、第二相が十分に溶解せず、長すぎると、第一相の溶解量が多くなってしまうからである。酸溶液の温度は、特に限定されず、室温であっても、加熱したものであってもよい。
　ガラス相を酸溶液と接触させた後に、ろ過などによって固液分離を行うと、第一相だけとなったガラス相と、第二相及び残留金属が溶解した抽出液とに分離される。この抽出液には、還元法では回収することができない種々の金属（例：レアメタル）が含まれており、中和、溶媒抽出、晶析、吸着などの方法によって、この抽出液から種々の金属を回収することができる。
　また、分相促進剤を使用した場合は、抽出液から分相促進剤を晶析させて回収することもでき、回収した分相促進剤を再利用することができる。晶析をさせる場合、酸溶液を例えば７０～９０℃に加熱した状態でガラス相と接触させる。このような高い温度で酸溶液をガラス相に接触させ、その後に冷却を行うと、溶解度の温度依存性によって分相促進剤が晶析するので、これをろ過などによって回収する。
　上記方法で抽出液から残留金属と分相促進剤を回収した後、抽出液は、再度、酸抽出工程で酸溶液として利用可能である。このように、本実施形態の方法では、廃棄物の量を極めて少なくすることができる。
　以下、本発明の実施例について説明する。
　図１のフローチャートに従って、廃電子基板からの金属回収の実証実験を行った。この実証実験では、廃電子基板、還元剤（炭素（カーボンパウダー））、分相促進剤（Ｂ２Ｏ３）の添加量を変化させて実験を行った。
１．金属回収の実証実験の詳細
１－１．溶融工程
　まず、鉛ガラス（ＰｂＯ：２２．１％、ＳｉＯ２：５４．９％）を破砕し、目開き５００μｍの篩を通過させて得られた鉛ガラス粉（５ｇ）と、パーソナルコンピュータからの廃電子基板を破砕し、目開き２５０μｍの篩を通過させて得られた廃電子基板粉と、Ｂ２Ｏ３と、炭素、Ｎａ２ＣＯ３を、乳鉢上で混合し、アルミナるつぼに全量移し入れた。
　次に、るつぼにふたをして、１１００℃に加熱した管状電気炉に入れ、Ａｉｒを０．４ｍＬ／ｍｉｎで流しながら９０ｍｉｎ加熱して廃電子基板を鉛ガラス粉と共に溶融し（２０ｍｉｎ加熱した時点で蓋をずらした。）、その後、電気炉から取り出し、室温で冷却した。
１－２．金属回収工程
　次に、るつぼを破砕し、球状に沈殿した金属相をガラス相から分離して取り出した。
　ガラス相の重量Ｍｇは、溶融後のるつぼ及び試料の重量Ｍｍｅｌｔｅｄから、るつぼのみの重量Ｍｃと金属相の重量Ｍｍｅｔａｌを引くことによって算出した。
　　　Ｍｇ＝Ｍｍｅｌｔｅｄ－Ｍｃ－Ｍｍｅｔａｌ
１－３．酸抽出工程
　ガラス相は、＜５００μｍに粉砕し、０．５ｇをポリ容器に取り、２ｍｏｌ／Ｌ硝酸２５ｍＬを添加した。２４時間、振とう撹拌した後、１μｍメンブランフィルターでろ過した。ＩＣＰ－ＭＳにより抽出液中の金属濃度を分析した。
２．金属相及びガラス相の分析方法
２－１．ガラス相の分析
　ガラス相は、＜５００μｍに粉砕し、ＰＦＡ製のねじ口瓶に０．２ｇを取った。硝酸１０ｍＬ、フッ化水素酸１０ｍＬをメスフラスコに入れ、純水で１００ｍＬに希釈した溶液を、５０ｍＬ添加し、超音波洗浄機で２時間超音波を照射しながら分解した。分解液中の金属濃度をＩＣＰ－ＭＳにより分析した。
２－２．金属相の分析
　金属相は、全量をポリ容器に取り、２ｍｏｌ／Ｌ硝酸２０ｍＬを添加し、８０℃で加温分解した。
分解液を０．４５μｍメンブレンフィルターでろ過し、純水で１００ｍＬに希釈した（分解液Ａ）。
　メンブレンフィルター上に残った残さをフィルターごとＰＦＡ製のねじ口瓶に移し、２倍希釈した王水２０ｍＬを添加した。８０℃に加熱し、残さを完全に分解した（分解液Ｂ）。
　分解液Ａ、分解液Ｂ中の金属濃度をＩＣＰ－ＭＳによりそれぞれ分析し、その結果から金属相中の金属含有量を算出した。
３．分析結果
　ガラス相及び金属相の分析結果を図２～図１０に示す。これらの図での横軸・縦軸の意味は、以下の通りである。
Ｓｕｂ／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ：鉛ガラスに対する廃電子基板の質量比
Ｂ２Ｏ３／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ：鉛ガラスに対するＢ２Ｏ３の質量比
Ｃ／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ：鉛ガラスに対する炭素の質量比
抽出率＝（Ｍｅ／Ｍｇ）×１００
ガラス相中への分配率＝｛Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｍｍ）｝×１００
（Ｍｅ：抽出液中の含有量、Ｍｇ：ガラス相中の含有量、Ｍｍ：金属相中の含有量）
　また、図２～図１０に記述がない共通条件については、以下の通りとした。
Ｓｕｂ／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ＝０．２
Ｂ２Ｏ３／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ＝０．１５
Ｎａ２Ｏ／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ＝０．１５　（Ｎａ２ＣＯ３／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ＝約０．２５７）
Ｃ／Ｐｂ－ｇｌａｓｓ＝０
３－１．Ｓｉについての分析結果
　Ｓｉについての分析結果を図２に示す。
　図２（ａ）は、廃電子基板の添加量を変化させた場合の、Ｓｉのガラス相中の含有量と、酸抽出工程で抽出されたＳｉの割合（Ｓｉ抽出率）を示す。○のプロットを参照すると、廃電子基板の添加量が増えてもＳｉのガラス相中の含有量がほとんど変化しないこと分かる。この結果は、Ｓｉのほぼ全量が鉛ガラス由来であることを示している。また、●のプロットを参照すると、鉛ガラスに対する廃電子基板の質量比が大きくなるにつれて抽出率が低下していることが分かる。Ｓｉは、シリカを主成分とする第一相に分配されるべきものであって、抽出されるべきでないので、この観点からは、鉛ガラスに対する廃電子基板の質量比は０．２以上が好ましいことが分かる。
　図２（ｂ）では、Ｂ２Ｏ３の添加量を変化させた。○のプロットを参照すると、Ｂ２Ｏ３の添加量は、Ｓｉのガラス相中の含有量にほとんど影響を与えないことが分かる。また、●のプロットを参照すると、鉛ガラスに対するＢ２Ｏ３の質量比が０．１５を超えるとＳｉ抽出率が徐々に上昇していることが分かる。Ｓｉ抽出率は低い方が好ましいので、この観点からは、鉛ガラスに対するＢ２Ｏ３の質量比は０．１５以下が好ましいことが分かる。
　図２（ｃ）では、炭素の添加量を変化させた。図２（ｃ）を参照すると、炭素の添加量は、Ｓｉのガラス相中の含有量とＳｉ抽出率の何れにも影響を与えないことが分かる。
３－２．Ｐｂについての分析結果
　Ｐｂについての分析結果を図３～図４に示す。
　図３（ａ）は、廃電子基板の添加量を変化させた場合の、Ｐｂのガラス相中の含有量と、酸抽出工程で抽出されたＰｂの割合（Ｐｂ抽出率）を示す。図３（ｂ）は、廃電子基板の添加量を変化させた場合の、Ｐｂのガラス相への分配率を示す。図３（ａ）の○のプロット及び図３（ｂ）を参照すると、廃電子基板の添加量の増大に伴ってＰｂのガラス相中の含有量及びＰｂのガラス相への分配率が減少していることが分かる。この減少の理由としては、廃電子基板の炭素の増加に伴って酸化鉛が還元されやすくなったことと、廃電子基板に含まれる金属によってガラス相の粘性が低下し、その結果、Ｐｂが流動して金属相に集まりやすくなったことが考えられる。但し、図４（ａ）～（ｂ）に示すように、炭素の添加量を増やしてもＰｂのガラス相中の含有量及びＰｂのガラス相への分配率は大きくは減少しないことを考えると、後者（ガラス相の粘性低下）が主要因であると考えられる。また、図４（ａ）～（ｂ）は、炭素を全く添加しない場合でも、ガラス相への分配率が約４２％になり、抽出率は、１００％近くになっている。この結果は、鉛ガラス中の酸化鉛が廃電子基板に含まれる炭素によって還元されたことを示している。そして、廃電子基板に回収対象の金属である鉛が含まれているかどうかに関わらず、廃電子基板を安価な炭素源として利用して鉛ガラス中の鉛を回収することができることを示している。
　図３（ａ）の●のプロットを参照すると、廃電子基板の添加量の増大に伴ってＰｂ抽出率が大きくなることが分かる。その理由としては、廃電子基板中に分相促進剤として機能する金属が含まれていて、廃電子基板の添加量の増大に伴って分相促進剤として機能する金属の量も増えるからであると考えられる。また、鉛ガラスに対する廃電子基板の質量比が０．２以上の場合に、抽出率がほぼ１００％になり、残留するガラス（主に、シリカを主成分とする第一相）が無害化されることが分かる。
　図３（ｃ）～（ｄ）では、Ｂ２Ｏ３の添加量を変化させた。図３（ｃ）の○のプロット及び図３（ｄ）を参照すると、Ｂ２Ｏ３の添加量の増大に伴ってＰｂのガラス相中の含有量及びＰｂのガラス相への分配率が減少していることが分かる。その理由は、Ｂ２Ｏ３の添加量の増大に伴ってガラス相の粘性が低下してＰｂが流動して金属相に集まりやすくなったことであると考えられる。また、抽出率については、鉛ガラスに対するＢ２Ｏ３の質量比が０．０２以上の場合に、ほぼ１００％になり、残留するガラスが無害化されることが分かる。
３－３．Ｆｅについての分析結果
　Ｆｅについての分析結果を図５～図６に示す。
　図５（ｂ）を参照すると、Ｆｅのガラス相への分配率は、廃電子基板の添加量によらずにほぼ１００％であり、１１００℃での溶融工程ではＦｅは還元されずにほぼ全量がガラス相中に含まれる。また、図５（ａ）の○のプロットを参照すると、廃電子基板の添加量の増大に伴ってＦｅのガラス相中の含有量が増大していることが分かる。また、図５（ａ）の●のプロットを参照すると、廃電子基板の添加量によらずにＦｅの抽出率は約９０～１００％という高い値であることが分かる。さらに、図５（ｃ）～（ｄ）を参照すると、Ｆｅのガラス相中の含有量及びガラス相への分配率は、Ｂ２Ｏ３の添加量の影響を受けず、Ｆｅの抽出率は、Ｂ２Ｏ３を添加しない場合は８８％程度であるが、Ｂ２Ｏ３をわずかでも添加するとＦｅの抽出率が約９０～１００％という高い値になった。
　以上より、Ｆｅは、ほぼ全量がガラス相の第二相に存在し、酸抽出によって容易にほぼ全量が回収可能であることが分かる。また、Ｆｅの抽出率が非常に高いという結果は、Ｆｅ酸化物が分相促進剤として機能することを示唆している。
３－４．Ｎｉについての分析結果
　Ｎｉについての分析結果を図７～図８に示す。
　図７（ｂ）を参照すると、Ｎｉのガラス相への分配率は、廃電子基板の添加量の増大に伴って低下していることが分かる。また、図７（ｃ）の●のプロットを参照すると、Ｎｉの抽出率は、Ｂ２Ｏ３を添加しないか又は添加量が非常に少ない場合は低いが、鉛ガラスに対するＢ２Ｏ３の質量比が０．０５以上になると、Ｎｉの抽出率が大幅に高くなり、ほぼ１００％になることが分かる。また、図７（ｃ）の○のプロット及び図７（ｄ）を参照すると、鉛ガラスに対するＢ２Ｏ３の質量比が０．０５以上になると、Ｎｉのガラス相中の含有量及びガラス相への分配率が大幅に低下することが分かった。これらの結果は、一定量以上のＢ２Ｏ３が存在していると、Ｎｉが金属相に移動しやすくなることと、ガラス相中のＮｉが第二相に移動しやすくなることを意味している。
３－５．Ｃｕについての分析結果
　Ｃｕについての分析結果を図９～図１０に示す。
　Ｃｕは、ガラス相中の含有量、ガラス相への分配率、抽出率の何れにおいても、Ｎｉと類似した結果を示すが、図７（ｃ）～（ｄ）と図９（ｃ）～（ｄ）の対比から分かるように、Ｂ２Ｏ３を添加しないか又は添加量が非常に少ない場合に、Ｎｉでは抽出率が非常に低かったのに対し、Ｃｕでは抽出率が約９０％という非常に高い値となった点が異なっている。
３－６．種々の金属についての分析結果
　上述した共通条件で金属回収実験を行い、種々の金属について、金属相及びガラス相中の含有量、及びガラス相からの抽出率を調べた。その結果を表１に示す。
　表１に示すように、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｂを除く全てのレアメタルとＦｅは、ほぼ全量がガラス相に分配されていた。また、ガラス相からの抽出率は、金属の種類に依存するが、レアメタルの多くは、高い抽出率でガラス相から抽出することができた。従って、レアメタルの多くは、本発明の方法によって廃電子基板から抽出液に分離することができ、この抽出液を処理することによって回収できることが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
４．比較実験
　「１－１．溶融工程」で作製した廃電子基板粉のみを「１－１．溶融工程」で示した方法で加熱した。その結果、ガラス相及び金属相が形成されず、廃電子基板粉が炭化された物体がるつぼ内に残り、金属を回収することができなかった。

Claims (9)

  1. 廃電子基板をガラスと共に溶融することによってガラス相と、前記廃電子基板と前記ガラスの少なくとも一方に含まれる金属に起因する金属相を形成する溶融工程と、
    前記ガラス相から前記金属相を分離して回収する金属回収工程と、
    前記ガラス相を酸溶液と接触させる酸抽出工程とを備え、
    前記ガラス相は、シリカを主成分とする第一相と、第一相よりも酸溶液に対する溶解度が高い第二相を含み、
    前記酸抽出工程では、前記第二相をその中に含まれる残留金属と共に前記酸溶液に溶解させ、前記残留金属が溶解した前記酸溶液を回収する、廃電子基板からの金属の回収方法。
  2. 前記酸溶液中に溶解した前記残留金属を回収する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
  3. 前記溶融は、前記廃電子基板とは別に添加された還元剤の存在下で行われる、請求項１又は請求項２に記載の方法。
  4. 前記還元剤は、炭素である、請求項３に記載の方法。
  5. 前記溶融は、前記廃電子基板とは別に添加された分相促進剤の存在下で行われる、請求項１～請求項４の何れか１つに記載の方法。
  6. 前記分相促進剤は、ホウ素源、リン源、鉄源、及びバリウム源のうちの少なくとも１つである、請求項５に記載の方法。
  7. 前記酸抽出工程後の酸溶液から前記分相促進剤を回収する分相促進剤回収工程をさらに備える、請求項１～請求項６の何れか１つに記載の方法。
  8. 前記分相促進剤回収工程で回収した前記分相促進剤が再利用される、請求項７に記載の方法。
  9. 前記溶融は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びＭｇの少なくとも一つの存在下で行われる、請求項１～請求項８の何れか１つに記載の方法。
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