專利名稱:廢棄印刷電路板的循環(huán)利用方法
廢棄印刷電路板的循環(huán)利用方法
本申請(qǐng)案要求下列專利的優(yōu)先權(quán)2010年4月15日以Svitlana Grigorenko及 Andre Brosseau的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/324,390號(hào),標(biāo)題“利用超音波福射選擇性回收貴金屬的方法(Method of Selective Recovery of Precious Metals by the Use of Ultrasonic Irradiation) ” ;2010 年 8 月 24 日以 Svitlana Grigorenko 及Andr eBrosseau的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/376,549號(hào),標(biāo)題“借助施加超聲強(qiáng)化選擇性回收錫、鉛和/或鉛_錫焊料而移除插件電路板上組件的方法(Methods of Removal of Components on Populated Circuit Boards by Means of Selective Recovery of Tin, Lead and/or Lead-Tin Solder Intensified by the Application of Ultrasound) ” ;2010 年 11 月 10 日以 Andr6 Brosseau 及 Svitlana Grigorenko 的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/412,390號(hào),標(biāo)題“循環(huán)利用廢棄印刷電路板的方法(Method of Recycling of Obsolete Printed Circuit Boards),,;2010 年 7 月 7日以Michael B. Korzenski及Ping Jiang的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第 61/362,118號(hào),標(biāo)題“自印刷線路板回收貴金屬及銅的方法(Processes for Reclaiming Precious Metals and Copper from Printed Wire Boards),,;2010 年 7 月 28 日以 Michael B. Korzenski及Ping Jiang的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/368,360號(hào),標(biāo)題“自印刷線路板回收貴金屬及銅的方法(Processes for Reclaiming Precious Metals and Copper from Printed Wire Boards),,;2010 年 9 月 23 日以 Michael B. Korzenski 及 Ping Jiang的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/385,586號(hào),標(biāo)題“自印刷線路板回收貴金屬及銅的方法(Processes for Reclaiming Precious Metals and Copper from Printed Wire Boards) ” ;2010 年 10 月 I 日以 Ping Jiang 及 Michael B. Korzenski 的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/388,643號(hào),標(biāo)題“自材料浙濾金的配制物及方法 (Formulation and Method for Leaching Gold from Material) ”;及 2010 年 11 月 11 日以 Andre Brosseau>Svitlana Grigorenko、Ping Jiang 及 Michael B. Korzenski 的名義提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/412,628號(hào),標(biāo)題“循環(huán)利用印刷電路板的方法(Method for Recycling of Printed Circuit Boards) ”;將每篇的全體內(nèi)容并入本文為參考數(shù)據(jù)。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體上涉及循環(huán)利用印刷線路板以分離包括,但不限于,貴金屬、賤金屬、 焊料金屬、及工作集成電路的材料的方法。
背景技術(shù):
包括廢棄或受損計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕、電視接收器、行動(dòng)電話、及類似產(chǎn)品的用過(guò)電子設(shè)備的處置快速地增加。已知一般當(dāng)將電子設(shè)備土地掩埋時(shí),其會(huì)對(duì)生物及環(huán)境造成重大危害。同樣地,應(yīng)明了不當(dāng)?shù)牟鹦稌?huì)對(duì)人工執(zhí)行拆卸的人士的健康及安全造成明顯風(fēng)險(xiǎn)。
印刷線路板(PWB)是許多電子系統(tǒng)的常見(jiàn)組件。PWB通常是借助將干膜層壓于支撐在纖維玻璃板基質(zhì)上的干凈銅箔上而制造。使該膜借助與電路板設(shè)計(jì)相反的膜暴露,并使用蝕刻劑自電路板移除未經(jīng)遮蓋的銅箔。然后將焊料施用于板上的未經(jīng)蝕刻的銅上。取決于特定PWB的用途及設(shè)計(jì),可將各種其它金屬使用于制程中,該金屬包括鉛、錫、鎳、鐵、 鋅、鋁、銀、金、鉬、鈀、及汞。PWB包括許多額外組件,例如,晶體管、電容器、散熱器、集成電路 (IC)、電阻器、整合切換器、處理器等等。
PWB因其一旦自其所安裝的電氣系統(tǒng)移除則一般幾乎不具效用,而可能是一種難以處理的廢棄材料。此外,其一般由被歸類為危險(xiǎn)或“特殊”廢棄物流的材料所組成。其必需與其它非危險(xiǎn)固體廢棄物流分離及分開處理。作為廢棄材料處理的PWB必需使用若干可利用處置選擇中的任一種處理。此等選擇不僅昂貴,而且其需要大量的勞力及借助發(fā)生器的處理。再者,由于一些此等處置選擇不包括破壞廢棄電路板,因此發(fā)生器亦保留甚多與不當(dāng)處理或處置相關(guān)的不利條件。
已提出不同方法來(lái)嘗試對(duì)抗由持續(xù)增加的電子廢棄物負(fù)荷所造成的原料廢棄物及環(huán)境污染。迄今為止,需要要求高能量需求的方法來(lái)分離材料,以致可將其循環(huán)利用。機(jī)械及濕法冶金方法是循環(huán)利用廢棄PWB的傳統(tǒng)方法,其包括研磨整體廢棄物,接著再嘗試分離及集中不同材料流。不利地,當(dāng)研磨PWB時(shí),僅塑料部分可有效地自金屬釋放且會(huì)放出毒性氣體。因此,機(jī)械方法不會(huì)導(dǎo)致高回收率,尤其對(duì)貴金屬而言。在濕法冶金方法中,使用大量化學(xué)物質(zhì),產(chǎn)生大量廢酸及污泥,其必需作為危險(xiǎn)廢棄物處置。再者,借助化學(xué)制程循環(huán)利用各種金屬的整體制程相當(dāng)冗長(zhǎng)且復(fù)雜。包括高溫冶金加工廢棄PWB的熱方法由于環(huán)氧樹脂的熱降解(形成二氧雜芑類及呋喃類)及金屬(包括Pb、Sb、As及Ga)的揮發(fā)而導(dǎo)致排放危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)至大氣及水中。熱方法的特征進(jìn)一步在于高能量消耗,及需要使用昂貴的排氣凈化系統(tǒng)及耐腐蝕性設(shè)備。
此外,當(dāng)前自材料中提取貴金屬(例如,金)的方法不利地包括使用毒性和/或昂貴的化學(xué)物質(zhì)(即浸濾劑)自材料浙濾金。用于溶解金的一種最古老的商業(yè)制程是所謂的 “氰化物制程”,憑借該法氰化物離子與金形成穩(wěn)定的復(fù)合物。氰化物制程的效用導(dǎo)致其對(duì)于自其礦石提取金及自經(jīng)涂布金的廢棄零件回收金兩者的商業(yè)用途。在“氰化物制程”中一般使用氰化鉀溶液。不利地,此溶液毒性相當(dāng)大,且用過(guò)的氰化物溶液的處置成為嚴(yán)重且日漸增加的廢棄物處置及污染減量控制問(wèn)題。也已使用鹽酸及硝酸的混合物(稱為“王水”」)來(lái)溶解金,以獲得復(fù)合氯金酸(HAuCl4)。然而,王水極具腐蝕性,會(huì)產(chǎn)生毒性煙氣,且對(duì)貴金屬不具有任何選擇性。
不含任何組件及焊料的印刷電路板(即裸板)代表這樣一種材料,即該材料比具有經(jīng)安裝組件的插件電路板是更易循環(huán)利用的材料,因裸板本身僅由借助環(huán)氧樹脂膠粘合的銅及纖維玻璃箔片與位于其表面上的一些金/鎳/銅鍍層所組成。由于裸板占一般插件印刷電路板的65-70重量%,因此自板移除組件導(dǎo)致形成可容易循環(huán)利用的材料部分,其占總體積的65-70%。此方法與應(yīng)用至整體進(jìn)入材料體積的尺寸減小的一般實(shí)踐相比更有利。 此外,一旦自板移除,則可將回收的組件分類且依類型(諸如含鉭組件或可再利用的組件) 銷售,藉此產(chǎn)生較各組件的混合物高的零售價(jià)值的多個(gè)產(chǎn)物流。
因此,需要一種循環(huán)利用印刷線路板組件及其它包含金或其它貴金屬的材料及自其中回收金或其它貴金屬的方法,該方法能克服或最小化上述問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大體上涉及循環(huán)利用印刷線路板以分離材料供再利用和/或回收的方法。 更具體而言,本發(fā)明大體上涉及循環(huán)利用PWB以回收貴金屬、賤金屬、工作組件、及鉭金屬的方法。
在一方面中,本發(fā)明描述一種自印刷線路板分離印刷線路板組件的方法。該方法包括使第一組合物與印刷線路板接觸,以自該印刷線路板選擇性地移除印刷線路板組件。
在另一方面中,本發(fā)明描述一種相對(duì)于貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料(例如,含鉛和/或錫的材料)的第一組合物。該第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑、任選至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑、任選至少一種有機(jī)溶劑、任選至少一種鈍化劑、及任選氨基磺酸根離子。
在又另一方面中,本發(fā)明描述一種自表面移除貴金屬的方法,其中該貴金屬自表面底切。該方法包括使該表面與第二組合物接觸,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬。
在另一方面中,本發(fā)明描述一種相對(duì)于貴金屬(例如,金)選擇性地移除賤金屬 (諸如含銅和/或鎳的材料)的第二組合物,該第二組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑、任選至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、任選至少一種有機(jī)溶劑、 及任選至少一種鈍化劑。
在又另一方面中,本發(fā)明描述一種自含貴金屬的材料回收貴金屬(例如,金)的方法,其中該方法包括將該含貴金屬的材料引入至含三碘化物的浙濾組合物中,及任選于其中弓I入超首波空化。
在又另一方面中,裸板可經(jīng)過(guò)加工以自銅釋出纖維玻璃-環(huán)氧樹脂層,其中該裸板可借助使環(huán)氧樹脂降解而加工,其使銅片自纖維玻璃釋出。
在另一方面中,描述一種加工印刷線路板(PWB)的方法,該方法包括
(a)自該P(yáng)WB分離至少一種組件;及
(b)自該P(yáng)WB移除至少一種金屬、該至少一種組件、或兩者。
在另一方面中,描述一種自固體材料移除含鉛和/或錫的材料的方法,其中該方法包括使第一組合物與其上或其中具有含鉛和/或錫的固體材料在足夠的接觸條件下接觸,以自固體材料移除含鉛和/或錫的材料。該固體材料包括,但不限于,微電子裝置、金屬、塑料、織物、纖維、土壤、礦石、木材、紙、玻璃、皮革及其它動(dòng)物皮、水泥、混凝土、磚塊、不涂泥灰的石墻(drywall)、浙青、含角質(zhì)的物質(zhì)如頭發(fā)及指甲、橡膠、乳膠、及其組合。
在另一方面中,描述一種自固體材料移除含銅和/或鎳的材料的方法,其中該方法包括使第二組合物與其上或其中具有含銅和/或鎳的材料的固體材料在足夠的接觸條件下接觸,以自固體材料移除含銅和/或鎳的材料。該固體材料包括,但不限于,微電子裝置、金屬、塑料、織物、纖維、土壤、礦石、木材、紙、玻璃、皮革及其它動(dòng)物皮、水泥、混凝土、磚塊、不涂泥灰的石墻、浙青、含角質(zhì)的物質(zhì)如頭發(fā)及指甲、橡膠、乳膠、及其組合。
其它方面、特征及優(yōu)點(diǎn)將可由下文揭示的內(nèi)容及由權(quán)利要求書而更完整明了。
圖I說(shuō)明了循環(huán)利用印刷線路板的方法的第一個(gè)實(shí)施方案。
圖2說(shuō)明了循環(huán)利用印刷線路板的方法的第二個(gè)實(shí)施方案。
圖3說(shuō)明了循環(huán)利用印刷線路板的方法的第三個(gè)實(shí)施方案。
圖4說(shuō)明了循環(huán)利用印刷線路板的方法的第四個(gè)實(shí)施方案。
圖5說(shuō)明了循環(huán)利用印刷線路板的方法的第五個(gè)實(shí)施方案。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明大體上涉及循環(huán)利用印刷線路板以分離材料供再利用和/或回收的方法。 更具體而言,本發(fā)明大體上涉及循環(huán)利用PWB以回收貴金屬、賤金屬、工作組件、及鉭金屬的方法。文中所述的方法有利地較先前技術(shù)的方法對(duì)環(huán)境更友好且需要更少能量。
如在先前技術(shù)段落中所介紹的,循環(huán)利用廢棄PWB的傳統(tǒng)方法會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染、 高成本支出及低效率。相對(duì)地,文中所述的方法基于不同的循環(huán)利用材料的手段,其中基于外觀及物理及化學(xué)性質(zhì)分離廢棄PWB的各個(gè)部分。文中所述的方法可使用聲化學(xué)以增加化學(xué)浙濾及機(jī)械分離的速率,使得有可能使用少量化學(xué)物質(zhì)即可達(dá)成高回收速率?;蛘?,文中所述的方法不需聲化學(xué)而有效及有效率地循環(huán)利用廢棄PWB。
一般而言,描述一種自印刷線路板(PWB)移除至少一種可循環(huán)利用材料的方法, 該方法包括以下(a)、(b)、(C)中至少一者、或其任何組合
(a)自PWB釋放組件;
(b)自PWB和/或PWB組件回收貴金屬;
(C)自PWB回收賤金屬。
關(guān)于本公開的目的,“電子廢棄物”或“e-廢棄物”相當(dāng)于計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕、電視接收器、電子平板(electronic pad)、行動(dòng)電話、攝錄機(jī)、數(shù)字相機(jī)、DVD播放器、游戲機(jī)控制臺(tái)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、MP3播放器、及已達(dá)其使用壽命終點(diǎn)或者已被處置的類似產(chǎn)品。電子廢棄物或e-廢棄物包括含于這些熟知對(duì)象內(nèi)的組件,諸如印刷線路板及其上所含的組件(例如,晶體管、電容器、散熱器、1C、電阻器、整合切換器、芯片及處理器)。
關(guān)于一般公開,裸板被描述為包含纖維玻璃、環(huán)氧樹脂及銅箔。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所當(dāng)明了,“纖維玻璃”是經(jīng)玻璃強(qiáng)化的塑料或經(jīng)玻璃纖維強(qiáng)化的塑料,且將對(duì)應(yīng)于任何包含塑料及玻璃的材料。
如本文所用的“貴金屬”包括金屬金、銀、鉬、鈀、及包含其的合金。
如本文所用的“賤金屬”對(duì)應(yīng)于鐵、鎳、鋅、銅、鋁、鎢、鑰、鉭、鎂、鈷、鉍、鎘、鈦、鋯、 銻、錳、鈹、鉻、鍺、釩、鎵、鉿、銦、鈮、錸、鉈、包含其的合金、及其的組合。
如本文所用的“銅”對(duì)應(yīng)于Cu (O)金屬以及包含Cu (O)的合金。
“實(shí)質(zhì)上不含”在文中被定義為低于2重量%,優(yōu)選低于I重量%,更優(yōu)選低于O. 5 重量%,及最優(yōu)選低于O. I重量%?!安缓睂?duì)應(yīng)于O重量%。
如本文所用的“約”意指對(duì)應(yīng)于所述值的土 5%。
如本文所用的“相對(duì)于貴金屬、賤金屬和/或含鉭金屬選擇性地移除焊料”或“相對(duì)于貴金屬、賤金屬和/或含鉭金屬選擇性地移除含鉛和/或錫的材料”相當(dāng)于約2:1至約 1,000,000:1,優(yōu)選約 100:1 至約 1,000,000:1,更優(yōu)選約 1000:1 至約 1,000,000:1,及最優(yōu)選約10,000:1至約1,000, 000:1的百萬(wàn)分率(ppm)移除選擇性。換句話說(shuō),當(dāng)移除2(或高達(dá)1,000,000)ppm的含鉛和/或錫的材料時(shí),移除不超過(guò)Ippm的貴金屬、賤金屬和/或含鉭金屬。如本文所用的“相對(duì)于貴金屬選擇性地溶解賤金屬”或“相對(duì)于金選擇性地溶解賤金屬”相當(dāng)于約2:1至約1,000,000:1,優(yōu)選約100:1至約1,000,000:1,更優(yōu)選約1000:1至約1,000, 000:1,及最優(yōu)選約10,000:1至約1,000, 000:1的百萬(wàn)分率(ppm)移除選擇性。換句話說(shuō),當(dāng)移除2(或高達(dá)1,000,000)ppm的賤金屬時(shí),移除不超過(guò)Ippm的金。如本文所定義的“復(fù)合劑”包括本領(lǐng)域技術(shù)人員明了為絡(luò)合劑、螯合劑、螯隔劑、及其組合的那些化合物。復(fù)合劑將使用文中所述的組合物與待移除的金屬原子和/或金屬離子化學(xué)結(jié)合或物理接合。關(guān)于本說(shuō)明書,“印刷線路板”及“印刷電路板”是同義詞且可互換使用。如本文所用的術(shù)語(yǔ)“分離”相當(dāng)于自PWB完全移除組件或自PWB部分分離組件,其中自PWB部分分離組件相當(dāng)于使將組件固定至PWB的焊料弱化,及可借助另一方法進(jìn)行其 余的分離。如本文所用的相對(duì)于貴金屬、賤金屬和/或含鉭金屬“移除”焊料意指焊料金屬或離子被實(shí)質(zhì)上地溶解或以其它方式增溶于移除組合物中(優(yōu)選溶解),然而貴金屬、賤金屬和/或含鉭金屬未實(shí)質(zhì)上溶解或以其它方式增溶。類似地,相對(duì)于貴金屬“移除”賤金屬意指賤金屬或離子被實(shí)質(zhì)上地溶解或以其它方式增溶于移除組合物中(優(yōu)選溶解),然而貴金屬未實(shí)質(zhì)上溶解或以其它方式增溶。此外,自含貴金屬的材料“移除”貴金屬意指貴金屬被實(shí)質(zhì)上地溶解或以其它方式增溶于浙濾組合物中(優(yōu)選溶解),然而賤金屬和/或含鉭金屬未被實(shí)質(zhì)上地溶解或以其它方式增溶?!皩?shí)質(zhì)上地溶解”在文中被定義為超過(guò)95重量%的原來(lái)存在的材料溶解或以其它方式增溶,優(yōu)選超過(guò)98重量%,更優(yōu)選超過(guò)99重量%,及最優(yōu)選超過(guò)99. 9重量%?!皩?shí)質(zhì)上未溶解”在文中被定義為低于5重量%的原來(lái)存在的材料溶解或以其它方式增溶,優(yōu)選低于2重量%,更優(yōu)選低于I重量%,及最優(yōu)選低于O. I重量%。如本文所用的術(shù)語(yǔ)“浙濾”相當(dāng)于自PWB和/或PWB組件將金或其它貴金屬完全移除或提取至浙濾組合物中,或自PWB和/或PWB組件將金或其它貴金屬部分移除或提取至浙濾組合物中。金或其它貴金屬被溶解或以其它方式增溶于浙濾組合物中(優(yōu)選被溶解)。如本文所定義的“壓碎” PffB和/或PWB組件相當(dāng)于使PWB和/或PWB組件的金及其它貴金屬實(shí)質(zhì)上暴露于浙濾組合物下的任何方法,例如,破裂、粉碎或切碎PWB和/或PWB組件。優(yōu)選破裂PWB組件,藉此使由于粉碎或切碎而損失的金或其它貴金屬的量減至最小。若將廢料粉碎則可能會(huì)損失貴金屬,其中金粉塵黏著至經(jīng)分離的物流且損失于磁性部分中。因此,壓碎進(jìn)一步被定義為是這樣一種方法,即,藉此不超過(guò)10%的金或其它貴金屬損失至諸如粉碎或切碎的制程,優(yōu)選不超過(guò)5%,甚至更優(yōu)選不超過(guò)2%。此外,壓碎e-廢棄物借助使含危險(xiǎn)金屬及溴化阻燃劑的粉塵的釋放減至最少而減小對(duì)人類健康的風(fēng)險(xiǎn)。如本文所定義的“攪動(dòng)方式”包括,但不限于,物理攪動(dòng)諸如混合、再循環(huán)、擾流、振動(dòng)、音處理、及其組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)充分了解“碘”相當(dāng)于I2分子,而“碘化物”(Γ)是陰離子且以鹽形式被提供。碘化物鹽包括,但不限于,碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化銨、碘化鈣、碘化鎂、及碘化四烷基銨,其中該等烷基可彼此相同或不同且選自由直鏈C1-C6烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基)及支鏈C1-C6燒基所組成的組。組合物可以如下文更完整描述的相當(dāng)多樣的特定配制物具體實(shí)施。在其中組合物的特定成分是參照包括零下限的重量百分比范圍論述的所有這些組合物中,應(yīng)當(dāng)明了在組合物的各種特定具體實(shí)施方案中可存在或不存在這些成分,且在存在這些成分的情況中,其可以其中使用這些成分的組合物的總重量計(jì)低至O. OOl重量%的濃度存在。選擇性地移除焊料的方法組件通常借助鉛、錫或鉛-錫焊料附著至PWB的表面,其通常為70Sn/30Pb、60Sn/40Pb或63Sn/37Pb的組合。在某些應(yīng)用中,使用Ag-Sn焊料。目前將PWB去除焊料以移除組件涉及將焊料加熱至熔融溫度,藉此使經(jīng)釋放的組件自PWB分離并收集液體焊料。此應(yīng)用于循環(huán)利用PWB的方法具有兩項(xiàng)主要缺點(diǎn)(i)由于鉛及錫是低揮發(fā)性金屬,因而此加熱及熔融將會(huì)產(chǎn)生大量排放至周圍空氣的污染物;及(ii)熱將會(huì)損壞組件使其無(wú)法再利用。在第一方面中,描述一種自印刷線路板分離印刷線路板組件的方法。概括而言,該方法包括使第一組合物與印刷線路板接觸,以自該印刷線路板選擇性地移除印刷線路板組件。該印刷線路板組件可使用焊料或一些其它固定手段附著至該印刷線路板。在一具體實(shí)施方案中,描述一種自表面移除焊料的方法,其中該方法包括使該焊料與第一組合物接觸,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的金屬選擇性地移除焊料。在另一具體實(shí)施方案中,描述一種自表面移除焊料的方法,其中該方法包括使該焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的金屬選擇性地移除焊料。焊料優(yōu)選包含鉛,錫,或鉛及錫的組合。金屬優(yōu)選包含貴金屬、含鉭金屬、賤金屬、或貴金屬、含鉭金屬及賤金屬的任何組合。表面優(yōu)選包括PWB。因此,在一具體實(shí)施方案中,描述一種自PWB移除含鉛和/或錫的焊料的方法,其中該方法包括使該焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該P(yáng)WB上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料。在另一具體實(shí)施方案中,描述一種自PWB移除含鉛和/或錫的焊料的方法,其中該方法包括使該焊料與第一組合物在容器中接觸,及在該容器中產(chǎn)生超音波空化,以相對(duì)于同時(shí)存在于該P(yáng)WB上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料。在又另一具體實(shí)施方案中,描述一種自PWB移除含鉛和/或錫的焊料的方法,其中該方法包括使該焊料與第一組合物在容器中接觸,以相對(duì)于同時(shí)存在于該P(yáng)WB上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中在自PWB移除該焊料的過(guò)程中未使用超音波。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明了焊料將諸如晶體管、電容器、電阻器、散熱器、集成電路、整合切換器、處理器、芯片等的“組件”附著至PWB。有利地,隨后可將需要移除焊料的新表面(即e-廢棄物PWB)添加至第一組合物,且可重復(fù)自表面移除焊料以分離組件的過(guò)程,直至第一組合物經(jīng)鉛和/或錫金屬飽和為止。借助移除焊料,組件經(jīng)釋放,且該等組件可使用光學(xué)系統(tǒng)分離成可再利用且可再銷售的組件,及可經(jīng)進(jìn)一步加工以處置、回收有用材料等等的組件。用于移除包括鉛和/或錫的焊料的組合物可經(jīng)歷電解提煉(electrowinning)以回收純鉛和/或錫和/或可替代地使用擴(kuò)散透析技術(shù)處理來(lái)濃縮金屬離子。在未產(chǎn)生超音波的移除應(yīng)用中,使第一組合物以任何適當(dāng)方式與PWB接觸,例如,經(jīng)由將第一組合物噴涂于PWB上,經(jīng)由將PWB浸泡(于一定量的第一組合物中),經(jīng)由使PWB與另一材料(例如,已于其上吸收第一組合物的墊、或纖維吸收性涂布器組件)接觸,經(jīng)由使PWB與再循環(huán)組合物接觸,或借助任何其它藉以使第一組合物與待移除材料接觸的適當(dāng)手段、方式或技術(shù)。在產(chǎn)生超聲照射的移除應(yīng)用中,使第一組合物在優(yōu)選經(jīng)密閉的容器中與PWB接觸,其中可對(duì)第一組合物施加超音波輻射以產(chǎn)生強(qiáng)烈空化。應(yīng)選擇超音波輻射頻率、輸入功率及超音波振幅,以致在給定量的經(jīng)照射的組合物中產(chǎn)生強(qiáng)烈空化。為獲得焊料移除的良好加速,在諸如20-40 kHz的低頻率下的高功率超聲為優(yōu)選,因其負(fù)責(zé)機(jī)械分離作用。經(jīng)超聲輔助的焊料移除制程可在任何的提供使得具有經(jīng)浸泡PWB的組合物得以采用超音波輻射機(jī)會(huì)的實(shí)施方案中進(jìn)行,藉此在組合物的體積中產(chǎn)生強(qiáng)烈空化。舉例來(lái)說(shuō),超音波能量可借助超音波喇叭傳遞,將其插入含有化學(xué)溶液的優(yōu)選經(jīng)密閉的容器中(例如,Hielscher Ultrasonics GmbH制造的具有20kHz操作頻率的UIPlOOOhd喇叭,其配合I公升溶液使用)。然而,在此情況,由于距喇叭的不同距離,PWB組件可能不會(huì)同等地受影響。因此,焊料移除制程應(yīng)于經(jīng)單一超音波喇叭照射的小體積中進(jìn)行,以確保于整個(gè)體積中產(chǎn)生強(qiáng)烈空化,或于經(jīng)數(shù)個(gè)超音波喇叭照射的大體積中進(jìn)行,以在密閉容器的所有部分中提供幾近相等的空化強(qiáng)度?;蛘?,可使用具有振動(dòng)底部和/或安裝于壁上的超音波傳感器 的超音波浴來(lái)在組合物體積中提供均等強(qiáng)度的超聲(例如,Advanced Sonics, LLC制造的Sonochemical Reaction Vessel SRV-160 ;SRV_160 是于 20kHz 下由 2000W 超音波功率驅(qū)動(dòng)的5加侖US浴)。在該情況中,應(yīng)注意提供足夠的超音波功率,因大多數(shù)經(jīng)制造用于清潔應(yīng)用的現(xiàn)成的超音波浴結(jié)合高頻率及低功率。亦存在產(chǎn)生特殊組態(tài)的扁平US喇叭(例如,如由Sonics and Materials Inc.所設(shè)計(jì))的一選項(xiàng),其可用來(lái)處理扁平對(duì)象如PWB。有利地,可使該等板于連續(xù)在線輸送通過(guò)扁平超音波產(chǎn)生器(sonotrode)(類似于超音波線清潔系統(tǒng),諸如(比方說(shuō))Hielscher Ultrasonics GmbH制造的DRS2000)。由于已知超聲的強(qiáng)度隨壓力的升高而增加,因此若在密閉容器中的組合物表面上產(chǎn)生輕度壓力,則可獲得優(yōu)選的音處理結(jié)果。雖然不希望受限于理論,但據(jù)認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)經(jīng)聲振空化借助形成參與和溶質(zhì)的氧化還原反應(yīng)的自由基而加速,其大大地加速錫、鉛和/或錫/鉛合金金屬的化學(xué)浙濾。聲振空化亦負(fù)責(zé)在接觸表面上產(chǎn)生高速噴射、剪切力及沖擊波的特殊機(jī)械效應(yīng),藉此加速質(zhì)傳及機(jī)械分離而無(wú)任何機(jī)械或熱損傷,其加速被安裝的組件自PWB表面的分離。在使用文中所述的組合物在自其上具有含鉛和/或錫材料的PWB移除該等材料時(shí),一般使第一組合物與表面在約20°C至約85°C范圍內(nèi)的溫度下,優(yōu)選在約20°C至約40°C范圍內(nèi),接觸約5秒至約180分鐘的時(shí)間,優(yōu)選約I分鐘至60分鐘,及最優(yōu)選約5分鐘至約45分鐘。此等接觸時(shí)間及溫度為說(shuō)明性,可使用可有效地自PWB移除待移除材料的任何其它合適時(shí)間及溫度條件。于在有或無(wú)超音波輻射下使PWB暴露于第一組合物后,電子組件經(jīng)釋放,而留下沒(méi)有痕量焊料的裸板。組件經(jīng)掉落或可以極小力移除。在達(dá)成期望的移除后,可輕易地將第一組合物自其先前經(jīng)施用的PWB移除,此可能是在文中所述組合物的指定最終應(yīng)用中所期望的及有效的。沖洗溶液優(yōu)選包括去離子水。其后,可使用氮?dú)饣蛐D(zhuǎn)干燥循環(huán)來(lái)干燥PWB??墒褂眯屡蔚腜WB重復(fù)焊料移除制程,直至第一組合物被溶解金屬的離子飽和為止。希望將第一組合物循環(huán)利用及再利用于新的焊料移除循環(huán)中。亦希望最終自第一組合物回收溶解金屬。存在許多用于自包含錫及鉛的溶液將其等再生的替代技術(shù)。其中一者為擴(kuò)散透析,其是在經(jīng)離子交換膜分隔的分割電池中進(jìn)行的。該膜容許酸及水分子輸送,但阻止金屬離子通過(guò)。以此方式回收的酸性溶液可立即再利用于下一焊料移除循環(huán)中,且可經(jīng)由自所產(chǎn)生的濃金屬溶液電解提煉而回收金屬。亦可使包含錫、鉛或錫/鉛合金的溶液再生,且可于單一步驟中經(jīng)由使溶液進(jìn)行電解而回收金屬,藉此金屬以金屬形式沉積于陰極上。有利地,用于自PWB表面分離電子組件的方法選擇性地移除焊料金屬,然而印刷電路層壓物的貴金屬及賤金屬及暴露的環(huán)氧樹脂則不受影響。此方法提供一種用于循環(huán)利用/再加工廢棄PWB的快速且經(jīng)濟(jì)有效的方法,其包括回收電子組件及形成僅含有銅、經(jīng)纖維玻璃強(qiáng)化的環(huán)氧樹脂及金/鎳/銅鍍層的可更容易地循環(huán)利用的裸板的物流。選擇性地移除焊料的組合物的實(shí)施方案在第二方面中,描述一種相對(duì)于貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料(例如,含鉛和/或錫的材料)的第一組合物。該用于焊料移除的第一組合物具有以下性質(zhì)·
I.其盡可能地具有選擇性以僅溶解鉛及錫。PWB含有大量不同金屬,包括銅、鋅、鋁、及鐵。不期望的金屬將會(huì)使第一組合物飽和,使其對(duì)于溶解標(biāo)的金屬較無(wú)效。2.第一組合物可有效地溶解焊料,因此被安裝的組件可快速地自PWB表面脫離。3.被安裝的組件以可銷售狀態(tài)回收;這意謂著其優(yōu)選不被第一組合物損壞或侵蝕。舉例來(lái)說(shuō),通過(guò)將芯片連接至PWB表面的焊料覆蓋的微細(xì)鉛優(yōu)選不受影響。4.第一組合物在第一方面制程期間移除鍍金。PWB含有金屬金,其以薄鍍層形式存在于鎳及銅上,形成所謂的“金手指”。因此,理想的第一組合物保留鍍金不受影響。在一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種氧化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。第一組合物可進(jìn)一步包含至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑、至少一種有機(jī)溶劑、和/或至少一種用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬的鈍化劑。因此,在一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑與至少一種氧化劑組合,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑、至少一種氧化齊U、及至少一種用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬材料的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑、至少一種氧化劑、及至少有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑、至少一種氧化劑、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬材料的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種氧化劑及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成,其中該第一組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種氧化劑及至少一種用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成,其中該第一組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種氧化劑、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種用于鈍化貴金屬和/或銅材料的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成,其中該第一組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含至少一種氧化劑、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬材料的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成,其中該第一組合物實(shí)質(zhì)上不含硫酸。這些組合物具有相對(duì)于貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬的對(duì)含鉛和/或錫材料的選擇性,藉此增加浴對(duì)焊料的負(fù)載及增加第一組合物的浴壽命。可將對(duì)鉛和/或錫具選擇性的離子交換樹脂與第一組合物組合使用,以進(jìn)一步延長(zhǎng)浴的壽命。應(yīng)明了第一組合物是水性組合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明了第二方面的組合物僅代表第一方面方法的第一組合物的一種型式。涵蓋將其它組合物使用于第一方面的方法中,此可由本領(lǐng)域技術(shù)人員輕易地決定。組合物中包含氧化劑以將待移除金屬氧化為離子形式且累積溶解金屬的高度可溶解鹽。此處涵蓋的氧化劑包括,但不限于,臭氧、硝酸(HNO3)、起泡空氣、環(huán)己基氨基磺酸、過(guò)氧化氫(H2O2)、發(fā)氧方(oxone)(過(guò)氧單硫酸鉀,2KHS05 · KHSO4 · K2SO4)、多原子銨鹽(例如,過(guò)氧單硫酸銨、亞氯酸銨(NH4ClO2)、氯酸銨(NH4ClO3)、碘酸銨(NH4IO3)、過(guò)硼酸銨(NH4BO3)、過(guò)氯酸銨(NH4ClO4)、過(guò)碘酸銨(NH4IO3)、過(guò)硫酸銨((NH4) 2S208)、次氯酸銨(NH4ClO))、多原子鈉鹽(例如,過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)、次氯酸鈉(NaClO)、多原子鉀鹽(例如,碘酸鉀(KIO3)、過(guò)錳酸鉀(KMnO4)、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鉀(K2S2O8)、次氯酸鉀(KClO))、多原子四甲銨鹽(例如,亞氯酸四甲銨((N(CH3)4)ClO2)、氯酸四甲銨((N(CH3)4)ClO3)、碘酸四甲銨((N(CH3)4) IO3)、過(guò)硼酸四甲銨((N(CH3)4)BO3)、過(guò)氯酸四甲銨((N(CH3)4)ClO4)、過(guò)碘酸四甲銨((N(CH3)4) IO4)、過(guò)硫酸四甲銨((N(CH3)4) S208))、多原子四丁銨鹽(例如,過(guò)氧單硫酸四丁銨)、過(guò)氧單硫酸、脲過(guò)氧化氫((CO(NH2)2)H2O2)、過(guò)乙酸(CH3(CO) 00H)、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨、及其組合。雖然本身非氧化劑,但對(duì)于本公開的目的,氧化劑進(jìn)一步包括烷磺酸(例如,甲磺酸(MSA)、乙磺酸、2-羥乙磺酸、正丙磺酸、異丙磺酸、異丁烯磺酸、正丁磺酸、正辛磺酸)、苯磺酸、苯磺酸衍生物(例如,4-甲氧苯磺酸、4-羥苯磺酸、4-氨基苯磺酸、
4-硝基苯磺酸、甲苯磺酸、己基苯磺酸、庚基苯磺酸、辛基苯磺酸、壬基苯磺酸、癸基苯磺酸、 i基苯磺酸、十二基苯磺酸、十三基苯磺酸、十四基苯磺酸、十六基苯磺酸、3-硝基苯磺酸、2-硝基苯磺酸、2-硝基萘磺酸、3-硝基萘磺酸、2,3-二硝基苯磺酸、2,4-二硝基苯磺酸、2,5-二硝基苯磺酸、2,6-二硝基苯磺酸、3,5-二硝基苯磺酸、2,4,6-三硝基苯磺酸、3-氨基苯磺酸、2-氨基苯磺酸、2-氨基萘磺酸、3-氨基萘磺酸、2,3- 二氨基苯磺酸、2,4- 二氨基苯磺酸、2,5- 二氨基苯磺酸、2,6- 二氨基苯磺酸、3,5- 二氨基苯磺酸、2,4,6-三氨基苯磺酸、3-羥基苯磺酸、2-羥基苯磺酸、2-羥基萘磺酸、3-羥基萘磺酸、2,3-二羥基苯磺酸、2,4-二輕基苯磺酸、2,5-二輕基苯磺酸、2,6-二輕基苯磺酸、3,5-二輕基苯磺酸、2,3, 4-三輕基苯磺酸、2,3,5-三羥基苯磺酸、2,3,6-三羥基苯磺酸、2,4,5-三羥基苯磺酸、2,4,6-三羥基苯磺酸、3,4,5-三羥基苯磺酸、2,3,4,5-四羥基苯磺酸、2,3,4,6-四羥基苯磺酸、2,3,5,6-四羥基苯磺酸、2,4,5,6-四羥基苯磺酸、3-甲氧基苯磺酸、2-甲氧基苯磺酸、2,3-二甲氧基苯磺酸、2,4-二甲氧基苯磺酸、2,5-二甲氧基苯磺酸、2,6-二甲氧基苯磺酸、3,5-二甲氧基苯磺酸、2,4,6-三甲氧基苯磺酸)、及其組合。氧化劑可包括文中定義為氧化劑的任何物質(zhì)的組合。氧化劑可在制造商處在引入第一組合物至PWB之前,或者在PWB處(即于原位)被引入至第一組合物。氧化劑優(yōu)選以O(shè). I至90體積%,更優(yōu)選10至60體積%,及最優(yōu)選25至45體積%范圍內(nèi)的量存在于第一組合物中。氧化劑優(yōu)選包含過(guò)氧化物化合物、發(fā)氧方、硝酸和/或甲磺酸。氧化劑最優(yōu)選包含甲磺酸。當(dāng)存在時(shí),據(jù)認(rèn)為有效量的硝酸充作焊料移除制程的加速劑。因此,在一些實(shí)施方案中,第一組合物中的氧化劑優(yōu)選包含烷磺酸(例如,MSA)及硝酸,其中該烷磺酸以O(shè). I至90體積%范圍內(nèi)的量存在,更優(yōu)選為10至60體積%,及最優(yōu)選為25至45體積%,及硝酸以約O. I至80體積%的量存在,優(yōu)選約I至30體積%,及最優(yōu)選為5至15體積%。
包含復(fù)合劑以與氧化劑所產(chǎn)生的離子復(fù)合。此處涵蓋的復(fù)合劑包括,但不限于β-二酮化合物諸如乙酰丙酮鹽、1,1,I-三氟_2,4-戊二酮、及1,I, 1,5, 5,5-六氟-2,4-戊二酮;羧酸鹽諸如甲酸鹽及乙酸鹽及其它長(zhǎng)鏈羧酸鹽;及酰胺(及胺),諸如雙(三甲基甲硅烷基酰胺)四聚物。額外的螯合劑包括胺及氨基酸(即甘基酸、絲基酸、脯基酸、亮氨酸、丙基酸、天冬酰胺酸、天冬氨酸、谷氨酸、纈基酸、及賴氨酸)、檸檬酸、乙酸、馬來(lái)酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、膦酸、膦酸衍生物諸如羥亞乙基二膦酸(HEDP)、I-羥乙烷-1,I-二膦酸、次氮基-三(亞甲基膦酸)、次氮基三乙酸、亞氨基二乙酸、依替酸(etidronic acid)、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)、及(1,2_亞環(huán)己基二次氮基)四乙酸(⑶TA)、尿酸、四甘二甲醚(tetraglyme)、五甲基二亞乙基三胺(PMDETA)、1,3,5_三嗪_2,4,6_三硫醇三鈉鹽溶液、1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三銨鹽溶液、二乙基二硫基氨基甲酸鈉、具有一個(gè)烷基(R2=己基、辛基、癸基或十二基)及一個(gè)寡聚醚(R1 (CH2CH2O)2,其中R1=乙基或丁基)的經(jīng)二取代的二硫基氨基甲酸鹽(R1(CH2CH2O)2NR2CS2Na)'硫酸銨、單乙醇胺(MEA)、Dequest 2000、Dequest 2010、Dequest 2060s、二亞乙基三胺五乙酸、丙二胺四乙酸、2_輕基卩比唳-I-氧化 物、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、N-(2-羥乙基)亞氨基二乙酸(HEIDA)、五堿式三磷酸鈉、其鈉及銨鹽、氯化銨、氯化鈉、氯化鋰、氯化鉀、硫酸銨、鹽酸、硫酸、及其組合。復(fù)合劑優(yōu)選包含HEDP、HEIDA、EDDS、其鈉或銨鹽、硫酸、或其組合。氧化劑對(duì)復(fù)合劑的量在約10:1至約1:10,優(yōu)選約5:1至約1:5,及甚至更優(yōu)選約2:1至約1:2的體積百分比比率范圍內(nèi),其中該氧化劑成分是稀的且以約I重量%至約50重量%的重量百分比存在(例如,一定體積的30重量%過(guò)氧化氫),及該復(fù)合劑成分是稀的且以約I重量%至約50重量%的重量百分比存在(例如,一定體積的I重量%HEDP)。舉例來(lái)說(shuō),第一組合物可包含I份體積的30重量%過(guò)氧化氫加I份體積的I重量%復(fù)合劑。用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬的鈍化劑包括,但不限于,抗壞血酸、腺苷、L(+)_抗壞血酸、異抗壞血酸、抗壞血酸衍生物、檸檬酸、乙二胺、五倍子酸、草酸、單寧酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、尿酸、1,2,4-三唑(TAZ)、三唑衍生物(例如,苯并三唑(BTA)、甲苯三唑、5-苯基-苯并三唑、5-硝基-苯并三唑、3-氨基-5-巰基-1,2,4-三唑、I-氨基-1,2,4-三唑、羥基苯并三唑、2-(5-氨基-戊基)-苯并三唑、I-氨基-1,2,3-三唑、I-氨基-5-甲基-1,2,3-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、3-巰基-1,2,4-三唑、3-異丙基-1,2,4-三唑、5-苯基硫醇-苯并三唑、鹵基-苯并三唑(鹵基=F、Cl、Br或I)、萘并三唑)、2_巰基苯并咪唑(MBI)、2_巰基苯并噻唑、4-甲基-2-苯基咪唑、2-巰基噻唑啉、5-氨基四唑(ΑΤΑ)、
5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、2,4- 二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪、噻唑、三嗪、甲基四唑、1,3- 二甲基-2-咪唑烷酮、1,5-五亞甲基四唑、I-苯基-5-巰基四唑、二氨基甲基三嗪、咪唑啉硫酮、巰基苯并咪唑、4-甲基-4Η-1,2,4-三唑-3-硫醇、5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇、苯并噻唑、磷酸三甲苯酯、咪唑、吲二唑(indiazoIe)、苯甲酸、硼酸、丙二酸、苯甲酸銨、兒茶酚、五倍子酚、間苯二酚、氫醌、三聚氰酸、巴比妥酸及衍生物諸如1,2_ 二甲基巴比妥酸、α -酮酸諸如丙酮酸、腺嘌呤、嘌呤、膦酸及其衍生物、甘氨酸/抗壞血酸、Dequest 2000,Dequest 7000、對(duì)甲苯基硫脲、琥珀酸、膦酸基丁烷三羧酸(PBTCA)、鑰酸鈉、鑰酸銨、鉻酸的鹽(例如,鈉、鉀、鈣、鋇)、鎢酸鈉、重鉻酸的鹽(例如,鈉、鉀、銨)、辛二酸、壬二酸、癸二酸、己二酸、八亞甲基二羧酸、庚二酸、十二烷二羧酸、二甲基丙二酸、3,3-二乙基琥珀酸、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、1,3-環(huán)戊烷二羧酸、1,4-環(huán)己烷二羧酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,4-亞苯基二氧二乙酸、1,3-亞苯基二氧二乙酸、聯(lián)苯二甲酸、4,4’-聯(lián)苯二羧酸、4,4’-氧二苯甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯基砜-4,4’-二羧酸、十亞甲基二羧酸、十一亞甲基二羧酸、十二亞甲基二羧酸、鄰苯二甲酸、萘二羧酸、對(duì)苯二羧酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、磷酸鈉(例如,六偏磷酸鈉)、硅酸鈉、及其組合。鈍化劑最優(yōu)選包括ΒΤΑ、ΑΤΑ、ΤΑΖ、三唑衍生物、抗壞血酸、鑰酸鈉、或其組合。在一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,鈍化劑包括鑰酸鈉。更具體而言,鈍化劑的功能是要降低組合物對(duì)銅的侵蝕。這防止了銅上的薄鍍金由于銅溶解而被底切及損失,且保持此鍍層對(duì)于進(jìn)一步的金提取制程而言安全。當(dāng)存在時(shí),以第一組合物的總重量計(jì),鈍化劑的量在約O. Ol至5重量%的范圍內(nèi),優(yōu)選約O. I重量%至約I重量%。雖然不希望受限于理論,但據(jù)認(rèn)為有機(jī)溶劑可借助潤(rùn)濕微電子裝置結(jié)構(gòu)的表面而增進(jìn)金屬蝕刻速率。此處涵蓋的有機(jī)溶劑包括,但不限于,醇、醚、吡咯烷酮、二醇、羧酸、二醇醚、胺、酮、醛、烷烴、烯烴、炔烴、及酰胺,更優(yōu)選為醇、醚、吡咯烷酮、二醇、羧酸、及二醇醚,諸如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、及高級(jí)醇(包括二元醇、三元醇等等)、四氫呋喃(THF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、環(huán)己基吡咯烷酮、N-辛基吡咯烷酮、N-苯基吡咯烷酮、甲酸甲酯、二 甲基甲酰胺(DMF)、二甲亞砜(DMSO)、四亞甲砜(四氫噻吩砜)、乙醚、苯氧-2-丙醇(PPh)、苯丙酮、乳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲酸乙酯、乙腈、丙酮、乙二醇、丙二醇、二惡烷、丁內(nèi)酯、碳酸丁二酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、二丙二醇、兩親性物質(zhì)(二甘醇單甲醚、三甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、三甘醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單丁醚(即丁基卡必醇)、三甘醇單丁醚、乙二醇單己醚、二甘醇單己醚、乙二醇苯基醚、丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚(DPGME)、三丙二醇甲基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇乙基醚、丙二醇正丙基醚、二丙二醇正丙基醚(DPGPE)、三丙二醇正丙基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇正丁基醚、三丙二醇正丁基醚、丙二醇苯基醚、及其組合)、支鏈非氟化醚鍵聯(lián)羧酸(CH3CH2)nO(CH2)mC00H,其中n=l至10及m=l至10)、非支鏈非氟化醚鍵聯(lián)羧酸(CH3CH2)nO(CH2)mCOOH,其中n=l至10及m=l至10)、支鏈非氟化非醚鍵聯(lián)羧酸(CH3 (CH2)nCOOH,其中n=l至10)、非支鏈非氟化非醚鍵聯(lián)羧酸(CH3 (CH2)nCOOH,其中n=l至10)、二羧酸、三羧酸、及其組合。有機(jī)溶劑優(yōu)選包括二甘醇單丁醚、二丙二醇丙基醚、丙二醇、或其混合物。當(dāng)存在時(shí),以第一組合物的總重量計(jì),有機(jī)溶劑的量在約O. 01重量%至約25重量%,優(yōu)選在約O. I重量%至約10重量%,及最優(yōu)選在約O. I重量%至約5重量%的范圍內(nèi)。典型上,過(guò)氧化氫當(dāng)暴露至有機(jī)物或金屬時(shí)分解,因此,含過(guò)氧化氫的組合物具有短的儲(chǔ)存壽命,且因此必需在使用點(diǎn)混合。由于在一些使用者處缺少基礎(chǔ)設(shè)施,因此混合點(diǎn)用途由于缺少適當(dāng)?shù)墓芫€及化學(xué)傳遞系統(tǒng)而并非選項(xiàng),其會(huì)增加制造廠的成本。有利地,當(dāng)?shù)谝唤M合物包含鉛和/或錫復(fù)合劑與至少一種氧化劑組合時(shí),氧化劑經(jīng)穩(wěn)定化且因此可經(jīng)預(yù)混合,盡管應(yīng)明了該復(fù)合劑及至少一種氧化劑仍可于使用點(diǎn)混合。在另一實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑;任選至少一種鉛和/或錫復(fù)合劑;任選至少一種有機(jī)溶劑;任選至少一種用于鈍化貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬的鈍化劑;及焊料材料。該焊料材料優(yōu)選包括含鉛和/或錫的材料。所述含鉛和/或錫的材料可為溶解和/或懸浮于文中所述組合物中的鉛和/或錫離子。在又一實(shí)施方案中,當(dāng)?shù)谝唤M合物包含硝酸時(shí),該組合物可進(jìn)一步包含氨基磺酸銨或氨基磺酸。據(jù)認(rèn)為氨基磺酸離子可穩(wěn)定硝酸及抑制毒性NOx煙氣排放。當(dāng)存在時(shí),以第一組合物的總重量計(jì),氨基磺酸根離子的量在約O. I至20重量%,優(yōu)選約I至10重量%,及最優(yōu)選約I至5重量%的范圍內(nèi)。在一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成MSA、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種鈍化劑,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。在另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成MSA、至少一種二醇醚、及至少一種鈍化劑,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。在又另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成MSA、至少一種二醇醚、及鑰酸鈉,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。甚至更優(yōu)選地,第一組合物包含MSA、二甘醇單丁基醚、鑰酸鈉、及水,由其所組成,或基本上由其所組成其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硝酸、硫酸、或其組合。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成MSA、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種鈍化劑,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硫酸。在又一實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成MSA、硝酸、氨基磺酸銨、BTA、二甘醇單丁基醚、及水,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硫酸。于另一實(shí)施方案中,第一組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成MSA、硝酸、氨基磺酸銨、BTA及水,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含硫酸。第一組合物的額外實(shí)施方案包括(i)包含MSA、硝酸、BTA及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(ii)包含MSA、硝酸、TAZ及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(iii)包含MSA、硝酸、I-氨基-1,2,4-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(iv)包含MSA、硝酸、I-氨基-1,2,3-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(V)包含MSA、硝酸、I-氨基-5-甲基_1,2,3-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(vi)包含MSA、硝酸、3-氨基-1,2,4-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(vii)包含MSA、硝酸、3-巰基-1,2,4-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(viii)包含MSA、硝酸、3-異丙基-1,2,4-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(ix)包含MSA、硝酸、MBI及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(X)包含MSA、硝酸、ATA及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(xi)包含MSA、硝酸、2,4- 二氨基-6-甲基-1,3,5-三嗪及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(xii)包含MSA、硝酸、抗壞血酸及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;(xiii)包含MSA、硝酸、鑰酸鈉及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物;及(xiv)包含MSA、硝酸、3-氨基-5-巰基-1,2,4-三唑及水,由其所組成,或基本上由其所組成的第一組合物。另一種第一組合物包含硫酸、發(fā)氧方及丙二醇,由其所組成,或基本上由其所組成。發(fā)現(xiàn)若于第一組合物中使用硝酸,則可不用添加硝酸鐵而完成電子組件自PWB表面的脫離及釋放。此外,第一組合物可實(shí)質(zhì)上不含氟化物鹽、其它鐵鹽、鈦(IV)鹽、研磨材料、氟硼酸、及包含亞乙基(例如,亞乙基、二亞乙基、三亞乙基等)的有機(jī)溶劑、及其它HAP有機(jī)溶劑中的至少一者。如本文 所使用,“氟化物”物質(zhì)對(duì)應(yīng)于包括離子氟化物(F-)或共價(jià)鍵結(jié)氟的物質(zhì)。應(yīng)明了可包含氟化物種類作為氟化物種類或于原位產(chǎn)生??捎欣貙⒖奢p易循環(huán)利用的化學(xué)組合物使用于產(chǎn)生最少?gòu)U棄物的死循環(huán)制程中。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)?shù)谝唤M合物包含MSA時(shí),MSA可輕易地循環(huán)利用。舉例來(lái)說(shuō),如第一組合物包含MSA、二醇醚及鑰酸鈉,則使該組合物與Pb/Sn焊料接觸,所得的包含Pb/Sn金屬的組合物可借助使組合物通過(guò)碳過(guò)濾器以移除二醇醚及電解提煉以回收Pb及Sn而循環(huán)利用??稍倮冒琈SA的剩余溶液。當(dāng)不再可利用時(shí),第一組合物可經(jīng)由電解提煉Pb及Sn及中和過(guò)度酸性而成為基本上無(wú)毒性。經(jīng)說(shuō)明 可用于選擇性地移除含鉛和/或錫材料的第一組合物可與PWB組件(例如,晶體管、電容器、散熱器、1C、電阻器、整合切換器、處理器等)以及暴露于該P(yáng)WB上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬相容。此外,第一組合物具有水溶性、非腐蝕性、非可燃性及低毒性。應(yīng)明了第一組合物可在使用點(diǎn)經(jīng)調(diào)配好使用或在經(jīng)水稀釋后使用。稀釋劑優(yōu)選去離子水及稀釋程度為約I: I至約10:1 (水第一組合物濃縮物)。文中所述的第一組合物具有在約I至約12范圍內(nèi)的pH,且可根據(jù)所使用的復(fù)合劑(當(dāng)存在時(shí))進(jìn)行調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)復(fù)合劑包含HEDP、HEIDA、或其鹽時(shí),組合物的pH將為高度酸性的,例如,在約I至約4的范圍內(nèi)。當(dāng)復(fù)合劑包含EDDS時(shí),組合物的pH可有利地借助使用EDDS的不同鈉鹽而調(diào)節(jié)。舉例來(lái)說(shuō),包含具有三個(gè)鈉離子的EDDS的組合物將具有在約4至約8,優(yōu)選約5至約7范圍內(nèi)的pH。包含具有四個(gè)鈉離子的EDDS的組合物將具有在約8至約12,優(yōu)選約9至約11范圍內(nèi)的pH。文中所述第一組合物的優(yōu)選實(shí)施方案包括包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成的組合物(i)EDDS/H202,(ii)HEIDA/H202,及(iii)MSA、硝酸、氨基磺酸銨、BTA、
二甘醇單丁基醚。文中所述的第一組合物借助簡(jiǎn)單地添加個(gè)別成分及混合至均勻狀態(tài)而容易地調(diào)配。此外,第一組合物可輕易地被調(diào)配為單包裝配制物或在使用點(diǎn)或之前混合的多部分配制物,例如,多部分配制物的個(gè)別部分可于工具處或工具上游的儲(chǔ)存槽中混合。個(gè)別成分的濃度可在組合物的特定倍數(shù)內(nèi)寬廣地改變,即更稀或更濃,且當(dāng)明了文中所述的組合物可變化及替代地包含與文中公開一致的成分的任何組合,由其所組成,或基本上由其所組成。經(jīng)由底切移除貴金屬的方法在第三方面中,描述一種自表面移除貴金屬(例如,金)的方法。本領(lǐng)域中公開PWB包括在自PWB移除焊料及組件(例如,晶體管、電容器、散熱器、1C、電阻器、整合切換器、處理器等)之后輕易地暴露的“金手指”。金(作為金連接器或“金手指”)覆蓋諸如含銅和/或鎳層的賤金屬。在一實(shí)施方案中,描述一種自表面移除貴金屬的方法,其中該貴金屬自表面底切。于第三方面的另一實(shí)施方案中,該方法包括使該表面與第二組合物接觸,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬。第二組合物蝕刻移除賤金屬(例如,含銅和/或鎳層)及底切貴金屬(例如,金),其自表面脫層且經(jīng)輕易地收集(例如,過(guò)濾)用于進(jìn)一步加工。該表面優(yōu)選包括PWB。于第三方面的另一實(shí)施方案中,該方法包括使該表面與第二組合物在容器中接觸,及如前文所述,任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬。在又一實(shí)施方案中,描述一種自印刷線路板移除貴金屬的方法,其中該方法包括使該表面與第二組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬。在另一實(shí)施方案中,描述一種自印刷線路板移除貴金屬的方法,其中該方法包括使該表面與第二組合物在密閉容器中接觸,及在該容器中產(chǎn)生超音波空化,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬。在又一實(shí)施方案中,描述一種自印刷線路板移除貴金屬的方法,其中該方法包括使該表面與第二組合物在容器中接觸,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬,其中在自PWB移除貴金屬的過(guò)程中未使用超音波。
有利地,可將已移除焊料及組件(例如,根據(jù)第一方面的方法或其等效方法)的包含賤金屬及貴金屬的新表面添加至第二組合物及移除賤金屬的制程以捕獲貴金屬,可重復(fù)直至第二組合物被賤金屬飽和為止。于第三方面的方法完成后,可處理包含賤金屬的第二組合物以獲得該等賤金屬的有用形式(例如,以電化學(xué)方式或經(jīng)由電解提煉)。此外,可處理包含纖維玻璃、銅及環(huán)氧樹脂的PWB裸板,以如文中所公開釋放銅片及纖維玻璃。于第三方面的另一實(shí)施方案中,描述一種自印刷線路板移除貴金屬的方法,其中該方法包括使該表面與第二組合物在密閉容器中接觸,及在該容器中產(chǎn)生超音波空化,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬。雖然不希望受限于理論,但據(jù)認(rèn)為超音波產(chǎn)生強(qiáng)烈空化,導(dǎo)致移除效率大大增加,且產(chǎn)生包括(但不限于)剪切力、高速噴射及沖擊波的特殊機(jī)械效應(yīng),其有助于相對(duì)于貴金屬移除賤金屬。雖然不希望受限于理論,但據(jù)認(rèn)為當(dāng)移除賤金屬時(shí),第二組合物在貴金屬下方產(chǎn)生穿隧效應(yīng)。此導(dǎo)致期望的底切及隨后貴金屬作為可收集固體脫離,其可借助過(guò)濾、離心、泡沫浮選或任何其它適當(dāng)?shù)墓?液分離方法自第二組合物回收。經(jīng)脫離的貴金屬可用水洗滌。優(yōu)選地,在其中使用超音波空化的此實(shí)施方案中,第二組合物包含過(guò)硫酸鹽(例如,過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸四甲銨或過(guò)硫酸鈉)的水溶液,其中第二組合物中過(guò)硫酸鹽的濃度在約O. 01重量%至約10重量%,優(yōu)選約O. 01重量%至溶解度極限的范圍內(nèi)。低頻超聲(20-40kHz)為優(yōu)選,因低頻將導(dǎo)致產(chǎn)生較少會(huì)促進(jìn)過(guò)硫酸鹽溶液分解的自由基。應(yīng)明了可應(yīng)用已知的穩(wěn)定過(guò)硫酸鹽溶液的方法來(lái)防止第二組合物分解,例如,如美國(guó)專利第3,644,150號(hào)中所公開,將其全文并入本文為參考數(shù)據(jù)。美國(guó)專利第3,644,150號(hào)描述一種使用有機(jī)磺酸的鉀鹽穩(wěn)定浙濾溶液的方法,然而應(yīng)了解利用美國(guó)專利第3,644,150號(hào)的教導(dǎo)僅是任選的。此實(shí)施方案的飽和第二組合物主要由硫酸銅組成。為回收溶解銅,可如美國(guó)專利第3,399,090號(hào)中所主張,酸化第二組合物并進(jìn)行電解、或冷卻以沉淀及分離硫酸銅及硫酸銨,將其全文并入本文為參考數(shù)據(jù)。美國(guó)專利第3,399,090號(hào)描述一種借助冷卻溶液而自包含溶解金屬硫酸鹽及硫酸銨的復(fù)鹽的溶液中將該復(fù)鹽分離的方法。應(yīng)了解利用美國(guó)專利第3,399,090號(hào)的教導(dǎo)僅是任選的。在未使用超音波空化的移除應(yīng)用中,使第二組合物以任何適當(dāng)方式與PWB接觸,例如,經(jīng)由將第二組合物噴涂于PWB上,經(jīng)由將PWB浸泡(于一定量的第二組合物中),經(jīng)由使PWB與另一材料(例如,已于其上吸收第二組合物的墊、或纖維吸收性涂布器組件)接觸,經(jīng)由使PWB與再循環(huán)組合物接觸,或借助任何其它藉以使第二組合物與待移除材料接觸的適當(dāng)手段、方式或技術(shù)。為回收溶解銅,可如文中所述,酸化第二組合物并進(jìn)行電解、或冷卻以沉淀及分離硫酸銅及硫酸銨。在使用文中所述的組合物于自其上具有含銅和/或鎳材料的PWB移除該等材料時(shí),一般使第二組合物與表面在約20°C至約100°C范圍內(nèi)的溫度下,優(yōu)選在約20°C至約70°C范圍內(nèi),接觸約5秒至約180分鐘的時(shí)間,優(yōu)選約I分鐘至60分鐘,及最優(yōu)選約5分鐘至約45分鐘。當(dāng)使用過(guò)硫酸銨時(shí),溫度可高于65°C以防止形成固體復(fù)合物沉淀物。此等接觸時(shí)間及溫度為說(shuō)明性,可使用可有效地自PWB移除待移除材料的任何其它合適時(shí)間及溫度條件。 在有或無(wú)超音波輻射下使PWB暴露于第二組合物后,貴金屬經(jīng)釋放,而留下包含纖維玻璃、銅片及環(huán)氧樹脂的裸板。貴金屬容易地自包含溶解有賤金屬的第二組合物分離,且可用水沖洗貴金屬,及隨后可過(guò)濾沖洗水以回收金箔。亦可過(guò)濾第二組合物以回收經(jīng)脫離的金箔,或可添加起泡劑至第二組合物及可將經(jīng)脫離的箔自其表面撇除??墒褂脹_洗溶液輕易地將第二組合物自其先前被施用的PWB移除。沖洗溶液優(yōu)選包括去離子水。其后可使用氮?dú)饣蛐D(zhuǎn)干燥循環(huán)來(lái)干燥PWB??蓪⑵渖暇哂薪鸬男翽WB (例如,已移除組件的PWB)添加至第二組合物,及可重復(fù)制程直至第二組合物被賤金屬飽和為止。用過(guò)的第二組合物主要由賤金屬的硫酸鹽組成。為回收溶解金屬,可酸化溶液及進(jìn)行電解或電解提煉。用于底切貴金屬的組合物的實(shí)施方案于第四方面中,描述相對(duì)于貴金屬(例如,金)選擇性地移除賤金屬(諸如含銅和/或鎳的材料)的第二組合物,該組合物包含至少一種氧化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。第二組合物可進(jìn)一步包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、至少一種有機(jī)溶劑和/或至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑。因此,在一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑及至少一種氧化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種氧化劑及至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種氧化劑及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合齊U、至少一種氧化劑、及至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。于另一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、至少一種氧化劑、及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成。第二組合物的另一實(shí)施方案包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、至少一種氧化劑、及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成,其中該組合物實(shí)質(zhì)上不含過(guò)氧化氫。在又一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種有機(jī)溶劑、至少一種氧化劑、及至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,第二組合物包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、至少一種氧化劑、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。可將對(duì)賤金屬具選擇性的離子交換樹脂與第二組合物組合使用以延長(zhǎng)浴的壽命。應(yīng)明了第二組合物是水性組合物。賤金屬?gòu)?fù)合劑可選自文中所述的復(fù)合劑列表,其可容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。賤金屬?gòu)?fù)合劑優(yōu)選包含硫酸、氯化物鹽(例如,NH4C1、NaCl、KCl等)、或其組合。氧化劑可選自文中所述的氧化劑列表。第二組合物的氧化劑優(yōu)選包含發(fā)氧方或過(guò)硫酸鹽,例如,過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸四甲銨或過(guò)硫酸鈉。貴金屬鈍化劑可選自文中所述的鈍化劑列表,其可容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。貴金屬(例如,金)鈍化劑優(yōu)選包含鑰酸鈉、六偏磷酸鈉、辛二酸、或其組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明了第四方面的組合物僅代表第三方面方法的第二組合物的一種形式。其它組合物亦涵蓋用于第三方面方法中,其可輕易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。氧化劑對(duì)復(fù)合劑的量在約10:1至約1:10,優(yōu)選約5:1至約1:5,及甚至更優(yōu)選約2:1至約1:2的體積百分比比例范圍內(nèi),其中該氧化劑成分以約I重量%至約50重量%的重量百分比存在(以氧化劑成分的總重量計(jì)),及該復(fù)合劑成分以約I重量%至約50重量%的重量百分比存在(以復(fù)合劑成分的總重量計(jì))。舉例來(lái)說(shuō),第二組合物可包含I份體積的30重量%過(guò)氧化氫加I份體積的I重量%復(fù)合劑。當(dāng)存在時(shí),以第二組合物的總重量計(jì),鈍化劑的量在約O. 01重量%至約5重量%的范圍內(nèi),優(yōu)選約O. I重量%至約I重量%。當(dāng)存在時(shí),以第二組合物的總重量計(jì),有機(jī)溶劑的量在約O. 01重量%至約25重量%的范圍內(nèi),優(yōu)選約O. I重量%至約10重量%,及最優(yōu)選約O. I重量%至約5重量%。
有利地,當(dāng)?shù)诙M合物包含至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑與至少一種氧化劑組合時(shí),氧化劑經(jīng)穩(wěn)定且因此可經(jīng)預(yù)混合,盡管應(yīng)明了復(fù)合劑及氧化劑仍可于使用點(diǎn)混合。在另一實(shí)施方案中,第二組合物包含以下成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑;任選至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑;任選至少一種有機(jī)溶劑;任選至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑;及賤金屬材料。賤金屬材料優(yōu)選包括含銅和/或鎳的材料。含銅和/或鎳的材料可為溶解和/或懸浮于文中所述組合物中的銅和/或鎳金屬或離子。第二組合物優(yōu)選包含發(fā)氧方及至少一種金鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,第二組合物包含發(fā)氧方及鑰酸鈉,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,第二組合物包含發(fā)氧方及六偏磷酸鈉,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,第二組合物包含發(fā)氧方、至少一種銅和/或鎳復(fù)合劑、及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成。舉例來(lái)說(shuō),第二組合物可包含發(fā)氧方、硫酸、及二甘醇單丁基醚,由其所組成,或基本上由其所組成。或者,第二組合物可包含發(fā)氧方、硫酸、及丙二醇,由其所組成,或基本上由其所組成。有利地,當(dāng)?shù)诙M合物包含發(fā)氧方時(shí),發(fā)氧方可容易地循環(huán)利用。舉例來(lái)說(shuō),如第二組合物包含發(fā)氧方及鑰酸鈉,且使該組合物與Cu/Ni接觸,則可借助電解提煉循環(huán)利用所得的包含Cu/Ni離子的組合物,以回收Cu及Ni??稍倮檬S嗟陌l(fā)氧方的溶液。有利地,當(dāng)?shù)诙M合物包含硫酸時(shí),其中一種產(chǎn)物是硫酸銅,其可作為硫酸銅再利用,或者,經(jīng)電解提煉以回收銅金屬。應(yīng)明了第二組合物可在使用點(diǎn)被調(diào)配好使用或在經(jīng)水稀釋后使用。稀釋劑優(yōu)選去離子水及稀釋程度為約I: I至約10:1 (水第二組合物濃縮物)。文中所述的第二組合物具有在約I至約12范圍內(nèi)的pH,且可根據(jù)所使用的復(fù)合劑(當(dāng)存在時(shí))進(jìn)行調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō),當(dāng)復(fù)合劑包含HEDP、HEIDA、或其鹽時(shí),組合物的pH將為高度酸性,例如,在約I至約4的范圍內(nèi)。當(dāng)復(fù)合劑包含EDDS時(shí),組合物的pH可有利地借助使用EDDS的不同鈉鹽而調(diào)節(jié)。舉例來(lái)說(shuō),包含具有三個(gè)鈉離子的EDDS的組合物將具有在約4至約8,優(yōu)選約5至約7范圍內(nèi)的pH。包含具有四個(gè)鈉離子的EDDS的組合物將具有在約8至約12,優(yōu)選約9至約11范圍內(nèi)的pH。在一實(shí)施方案中,第二組合物實(shí)質(zhì)上不含氟化物離子。在另一實(shí)施方案中,第二組合物實(shí)質(zhì)上不含研磨材料。此外,在給定第二組合物性質(zhì)的條件下,第二組合物可實(shí)質(zhì)上不含包含亞乙基(例如,亞乙基、二亞乙基、三亞乙基等)的有機(jī)溶劑、及其它HAP有機(jī)溶劑。文中所述第二組合物的優(yōu)選實(shí)施方案包括包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成的組合物(i)HEDP/H202,(ii)HEIDA/H202, (iii)硫酸、發(fā)氧方、二甘醇單丁基醚,(iv)硫酸、發(fā)氧方、丙二醇,(V) 15重量%硫酸、12重量%發(fā)氧方、0.8重量% 二甘醇單丁基醚,(vi) 15重量%硫酸、12重量%發(fā)氧方、O. 8重量%丙二醇,(vii) 10-20重量%硫酸、7-17重量%發(fā)氧方、O. 1-2重量%二甘醇單丁基醚,及(viii) 10-20重量%硫酸、7_17重量%發(fā)氧方、O. 1-2重量%丙二醇。文中所述的第二組合物借助簡(jiǎn)單地添加個(gè)別成分及混合至均勻狀態(tài)而容易地調(diào)配。此外,第二組合物可輕易地被調(diào)配為單包裝配制物或在使用點(diǎn)或之前混合的多部分配制物,例如,多部分配制物的個(gè)別部分可于工具處或工具上游的儲(chǔ)存槽中混合。個(gè)別成分的濃度可在組合物的特定倍數(shù)內(nèi)寬廣地改變,即更稀或更濃,且當(dāng)明了文中所述的組合物可變化及替代地包含與文中公開一致的成分的任何組合,由其所組成,或基本上由其所組成。自固體浙濾貴金屬的方法及組合物
在第五方面中,描述一種自含貴金屬的材料回收貴金屬(例如,金)的組合物及方法,其中該方法包括將該含貴金屬的材料引入至含三碘化物的浙濾組合物中。該含貴金屬的材料包括,但不限于,金廢料、礦石及其它采礦尾料及電子廢棄物(e-廢棄物)諸如PWB和/或PWB組件。在一實(shí)施方案中,該第五方面的方法包括將含貴金屬的材料引入至容器中分含三碘化物的浙濾組合物中,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化,其中該浙濾組合物包含三碘化物,及其中該貴金屬實(shí)質(zhì)上自該含貴金屬的材料移除。該貴金屬優(yōu)選包含金。舉例來(lái)說(shuō),自PWB的表面移除焊料及釋放組件(例如,根據(jù)第一方面的方法或其等效方法)后,可使用光學(xué)系統(tǒng)或一些其它方式將組件分離成碎片,藉此可將可再利用的組件自含貴金屬的組件碎片、含賤金屬的組件碎片、及任選含鉭組件碎片分離。在一實(shí)施方案中,進(jìn)一步處理含貴金屬的組件碎片,且自PWB組件碎片浙濾出貴金屬。在另一實(shí)施方案中,第五方面的方法相當(dāng)于一種自PWB組件回收貴金屬(例如,金)的方法,其中該方法包括將PWB組件引入至含三碘化物的浙濾組合物中,及任選于該浙濾組合物中產(chǎn)生超音波空化,其中該等貴金屬實(shí)質(zhì)上自所述PWB組件移除。PWB組件可就此處理,或可如文中定義壓碎PWB組件。在另一實(shí)施方案中,第五方面的方法相當(dāng)于一種自印刷線路板回收貴金屬(例如,金)的方法,其中該方法包括將PWB引入至含三碘化物的浙濾組合物中,及任選于該浙濾組合物中產(chǎn)生超音波空化,其中該等貴金屬實(shí)質(zhì)上自所述PWB移除。當(dāng)自PWB回收貴金屬時(shí),PWB優(yōu)選不含PWB組件(例如,組件可使用文中所述第一方面的方法或本領(lǐng)域中已知的任何其它方法移除)。PWB可就此處理,或可如文中定義壓碎PWB。應(yīng)明了可將含貴金屬的材料依原樣添加至浙濾組合物,粉碎成粉末,撕裂成塊,壓碎以使硬殼(例如,塑料)碎裂及使其中所含的金屬暴露,或以任何其它形式(只要含貴金屬的材料中所含的金屬可輕易暴露以自材料移除即可)。優(yōu)選壓碎含貴金屬的材料,以提高回收產(chǎn)率。在使用文中所述的組合物自含貴金屬的材料浙濾貴金屬時(shí),一般使第五方面的組合物與含貴金屬的材料在約20°C至約60°C范圍內(nèi)的溫度下,優(yōu)選在約20°C至約40°C范圍內(nèi),接觸約5秒至約I 80分鐘的時(shí)間,優(yōu)選約I分鐘至60分鐘,及最優(yōu)選約5分鐘至約45分鐘。此等接觸時(shí)間及溫度為說(shuō)明性,可使用可有效地自含貴金屬的材料移除貴金屬的任何其它合適時(shí)間及溫度條件。在有或無(wú)超音波輻射下使含貴金屬的材料暴露于第五方面的浙濾組合物后,貴金屬將被釋放。在一實(shí)施方案中,將自含貴金屬的材料移除的貴金屬作為固體金屬收集,而無(wú)需使用根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)的電解提煉或還原劑,其包括根據(jù)下式借助三碘化物溶液使金離子化而形成與金的穩(wěn)定復(fù)合物2Au+I3 +I — 2AuI22Au+3Is — 2AuI4 +I其中三價(jià)金復(fù)合物根據(jù)下式與單價(jià)金復(fù)合物處于平衡AuI4 +I — AuI2 +I3如本領(lǐng)域技術(shù)人員所可輕易明的,金可基于歧化反應(yīng)沉淀3AuI2 — 2Au°+AuI4 +21金屬金可以微小薄片的形式出現(xiàn)于浙濾組合物的表面上。雖非必需,但添加金屬金箔(例如,晶種)以及冷卻溶液可提高金移除速率。為促進(jìn)金移除,可將絮凝劑添加至組合物(例如,Magnaflok-351, Ciba Chemicals)及連同金顆粒一起自浙濾組合物的表面撇除。有利地,由于不需要還原劑來(lái)獲得金金屬,因此可使新的含金材料與三碘化物浙濾組合物接觸,直至組合物再次被浙濾金屬飽和且新的金薄片出現(xiàn)于表面上供回收等等為止。有利地,歧化反應(yīng)相較于賤金屬對(duì)金具特異性,因此,將不會(huì)有賤金屬與金同時(shí)自動(dòng)沉淀。因此,無(wú)需減少賤金屬移除至浙濾組合所物中的額外措施。有利地是,金的回收不會(huì)影響可無(wú)限次地再利用于浙濾新的含貴金屬材料的浙濾組合物。在另一實(shí)施方案中,將還原劑添加至含有自含貴金屬材料移除的貴金屬的浙濾組合物,以引起其沉淀。取決于貴金屬含量,可應(yīng)用各種還原劑以引起貴金屬的選擇性或非選擇性沉淀。沉淀可以避免污染浙濾組合物的方式完成,以致于移除貴金屬后,可將浙濾組合物再生及再利用于下一個(gè)浙濾循環(huán)。還原劑優(yōu)選所謂的環(huán)?;瘜W(xué)品。此外,還原優(yōu)選以最低的加熱需求快速發(fā)生。舉例來(lái)說(shuō),已知利用SO2沉淀對(duì)金具選擇性,不會(huì)污染浙濾組合物且廉價(jià)。金作為微細(xì)粉末沉淀,其經(jīng)由過(guò)濾與浙濾溶液分離。為促進(jìn)過(guò)濾,可將絮凝劑與還原劑同時(shí)添加至溶液(若還原劑呈液態(tài)或氣態(tài))。若還原劑呈粉末形態(tài),則可于還原劑完全溶解后再添加絮凝劑,以避免還原劑的顆粒聚集。為分離金粉末,可使用市售的通常用于濃縮精細(xì)研磨金礦石的MAGNAFL0K-351 (Ciba Specialty Chemicals)。最好使用非離子絮凝劑以避免可能的自組合物不期望地回收碘?;蛘?,還原劑可包括,但不限于,硼氫化鈉、抗壞血酸、丙二酸二乙酯、偏亞硫酸氫鈉、綠茶多酹60 (polyphenon 60) (P60,綠茶提取物)、葡萄糖、及朽1檬酸鈉。舉例來(lái)說(shuō),如2010年8月20日提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/375,273號(hào),標(biāo)題「自e_廢棄物回收貴金屬及賤金屬的可持續(xù)方法(Sustainable Process for Reclaiming PreciousMetals and Base Metals from e-Waste)」(將其全文并入本文為參考數(shù)據(jù))中所引介,于PH I下引入至包含Au3+離子的組合物中的抗壞血酸產(chǎn)生高純度的金屬金。可將偏亞硫酸氫鈉(SMB)添加至在pH I或pH 7下的包含Au3+離子的組合物中,及產(chǎn)生高純度的金屬金?;蛘?,可經(jīng)由電解提煉或電化學(xué)技術(shù)將金離子轉(zhuǎn)化為金金屬??墒褂萌魏魏线m的方式來(lái)移除沉淀的金。沉降及傾析、通過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾溶液或離心是用于此移除的方便程序。經(jīng)由過(guò)濾、離心或任何其它適當(dāng)方法分離固體金后,浙濾組合物可仍包括經(jīng)浙濾的銀及鈀離子。可添加選擇性還原劑來(lái)沉淀銀,諸如己胺。建議使用絮凝劑來(lái)促進(jìn)過(guò)濾。分離沉淀的銀后,將僅有鈀仍殘留于浙濾溶液中,且其可(例如)利用經(jīng)穩(wěn)定的堿金屬硼氫化物及絮凝劑來(lái)沉淀。
雖然在貴金屬浙濾過(guò)程期間,賤金屬的溶解一般受到抑制,但于若干重復(fù)浙濾循環(huán)后,一些賤金屬仍可能累積于組合物中。為移除此等賤金屬,可使浙濾組合物流過(guò)含有離子交換樹脂的填充塔,在此溶解的賤金屬將被選擇性地捕獲,而三碘化物離子及溶解貴金屬將通過(guò)??捎糜诖四康牡臉渲鞘惺鄣膹?qiáng)酸性陽(yáng)離子交換劑(例如,The Dow ChemicalCompany制造的DOWEX離子交換樹脂)。借助賤金屬移除純化浙濾組合物不需要是各浙濾循環(huán)的一部分,但其可隨溶液變得被污染至其效用受不利影響的時(shí)間點(diǎn)盡可能頻繁地重復(fù)。一旦浙濾過(guò)程結(jié)束且經(jīng)負(fù)載的三碘化物溶液自浙濾材料分離,則可沖洗(例如,用水)浙濾材料以回收浙濾組合物,其可含有極大量的三碘化物及溶解金。電解提煉是自溶液回收金的常用方式,但若回收包含溶解金的沖洗水,則常規(guī)的電解提煉變得無(wú)效,因金以小濃度存在于沖洗水中。若將高表面積(HSA)電極用于電解提煉,則自沖洗水溶液移除金可變得有效。HSA電解提煉可經(jīng)濟(jì)地移除具有大于IOppm及低至ppb水平濃度的金。若使用未分割的電解提煉單元,則碘化物亦可使用相同過(guò)程氧化及回收?!?br>
或者,可將來(lái)自沖洗水的金-碘化物復(fù)合物捕獲于離子交換樹脂上,雖然金及碘化物將一起吸收于樹脂上。為吸收金-碘化物復(fù)合物,可使用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂(例如,來(lái)自DOW的AMBERLITE IRA410)。金無(wú)法容易地自所述樹脂洗脫,并且,若使用,在大多數(shù)情況中,將樹脂燒盡以回收金。洗脫程序可如在此提及作為參考文獻(xiàn)的美國(guó)專利第5,051,128號(hào)中所述而促進(jìn),其中若用硫酸及亞硝酸鈉預(yù)處理強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂,則可容易地洗脫金-碘化物復(fù)合物。洗脫本身經(jīng)由與亞硫酸鈉反應(yīng)而發(fā)生。此方法提供經(jīng)濟(jì)地處理大量被稀釋的沖洗水的可能性。若基于任何理由必需將浙濾組合物棄置,則可以碘形式回收所有的溶解碘化物。隨后可將所述碘再利用作為新制備的浙濾溶液的補(bǔ)充添加。關(guān)于碘回收,可采用將碘氧化成其固態(tài),或?qū)⒌饣厥沼谔厥鈽渲?。舉例來(lái)說(shuō),過(guò)氧化氫、發(fā)氧方或過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨與碘化物水溶液的反應(yīng)導(dǎo)致碘化物離子氧化成碘。關(guān)于將碘回收于樹脂上,可使用市售的經(jīng)負(fù)載金屬氫氧化物的離子交換樹脂諸如DOWEX G-26 (H) (The Dow ChemicalCompany)。三碘化物離子可借助任何已知的方法引入至第五方面的浙濾組合物中,其包括,但不限于將碘溶解于碘化物(例如,KI、NaI、NH4I)或氫碘酸的水溶液中;原位產(chǎn)生碘,其與過(guò)量碘化物反應(yīng)形成三碘化物;借助硝酸、發(fā)氧方、次氯酸鹽及其類似物氧化碘化物的水溶液;用超聲照射碘化物的水溶液;及使碘化物與碘酸鹽于酸性介質(zhì)中反應(yīng)。若干項(xiàng)詳盡描述于下。(a)使用超聲產(chǎn)生三碘化物在第五方面的又一實(shí)施方案中,描述一種自e-廢棄物移除金或其它貴金屬的組合物及方法。該方法包括使e-廢棄物與浙濾組合物接觸以自該e-廢棄物浙濾金或其它貴金屬,其中施行超音波輻射浙濾組合物??山柚韵路绞竭_(dá)成期望效果a)使用可充作貴金屬的選擇性浙濾劑的三碘化物浙濾組合物,b)維持浙濾組合物的pH僅輕度酸性(優(yōu)選至少pH=5,及更優(yōu)選接近酸-中性)及氧化還原電位(ORP)介于IOOmV與900mV之間,以使賤金屬的溶解減至最少,c)添加特殊化學(xué)品諸如二堿式磷酸銨或二堿式磷酸鉀/磷酸以抑制賤金屬的溶解,及d)使組合物通過(guò)市售的強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹脂,其將捕獲賤金屬但使三碘化物及貴金屬通過(guò)。三碘化物離子當(dāng)在僅含有碘化物,但開始時(shí)不存在碘的水性組合物中施加超聲時(shí)直接形成。雖然不希望受限于理論,但據(jù)認(rèn)為用強(qiáng)烈超聲照射碘化物離子的水溶液導(dǎo)致產(chǎn)生羥基自由基,其與溶解化合物的碘化物離子反應(yīng)而于原位釋放分子碘。分子碘隨后與存在于溶液中的過(guò)量碘化物結(jié)合形成棕色三碘化物。舉例來(lái)說(shuō),已知碘化物的釋放及溶液的特定顏色可充作由超音波輻射產(chǎn)生的空化的指示。使用原位產(chǎn)生的三碘化物,金經(jīng)氧化且與碘形成穩(wěn)定復(fù)合物AuI2_及AuI4_。有利地,施加超聲提供供貴金屬浙濾的溶液,其不需要定期再氧化來(lái)維持三碘化物離子的存在,因三碘化物由照射超聲至溶液時(shí)的碘化物氧化所產(chǎn)生。除主要由于經(jīng)超音波輻射的溶液中形成自由基所組成的化學(xué)效應(yīng)外,音處理亦對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有機(jī)械效應(yīng),諸如提高反應(yīng)物間的表面積,加速溶解及更新固體反應(yīng)物的表面。 由超聲所產(chǎn)生的空化對(duì)溶液的反應(yīng)性具有重大效果。靠近延伸固體表面的空穴崩潰驅(qū)動(dòng)液體高速噴射至表面中及產(chǎn)生沖擊波損壞。剪切力、噴射及沖擊波導(dǎo)致快速質(zhì)傳、表面清潔及金屬活化。微噴射沖擊于表面上有效地移除任何作為表面氧化物或污染物的鈍化涂層,其大大地增加反應(yīng)速率。聲波空化導(dǎo)致能量巨大集中,即在超聲照射下產(chǎn)生的極高的局部溫度及壓力。空化崩潰產(chǎn)生強(qiáng)烈局部加熱(5000K)、高壓(1000大氣壓)、巨大加熱及冷卻速率O109K/秒)及液體噴射流(_400km/h)。有利地,施加超聲借助氧化碘化物而導(dǎo)致連續(xù)產(chǎn)生三碘化物。此外,可借助在對(duì)浙濾組合物施加超音波輻射以自含貴金屬的e-廢棄物回收貴金屬時(shí)產(chǎn)生空化而完成以下結(jié)果a)提高反應(yīng)速度,b)提高反應(yīng)輸出,c)可以短浙濾時(shí)間在環(huán)境溫度及大氣壓力下進(jìn)行制程,d)僅利用一種選自包括氫碘酸或任何水溶性碘化物列表的化學(xué)物質(zhì)來(lái)制備浙濾組合物??墒褂贸舨鲃?dòng)單元反應(yīng)器針對(duì)批式制程或連續(xù)制程來(lái)組織浙濾制程。在后一情況中,所有輸入材料皆通過(guò)反應(yīng)器且同等地經(jīng)處理。當(dāng)使用連續(xù)流動(dòng)制程時(shí),可找到漿液流率、音處理振幅及功率的特定最優(yōu)選組合。取決于材料類型及其貴金屬含量,可能需要在超聲反應(yīng)器中的不同的滯留時(shí)間,直至偵測(cè)到貴金屬自材料完全浙濾為止。材料的暴露時(shí)間由材料進(jìn)給速率及反應(yīng)器體積來(lái)決定??梢粋€(gè)接一個(gè)地使用數(shù)個(gè)超音波單元反應(yīng)器來(lái)放大制程效率。在通過(guò)超音波浙濾反應(yīng)器后,可將經(jīng)處理材料與浙濾溶液的混合物送至振動(dòng)篩以分離粗顆粒。然后利用壓濾機(jī)自浙濾溶液分離出細(xì)粉。隨后用水沖洗粗及細(xì)顆粒以移除所有碘化物殘留物。用發(fā)氧方處理含少量三碘化物的洗滌水,其將三碘化物氧化為分子碘,將其收集于重力沉降器中并利用拋光過(guò)濾器移除。以此方式回收的碘可再利用作為下一浙濾循環(huán)的補(bǔ)充化學(xué)品,因碘溶解于可溶解碘化物或氫碘酸的水溶液中??墒褂眉兯糜谙乱淮螞_洗,或用于在將自浙濾溶液分離出的貴金屬送至烘箱之前對(duì)其進(jìn)行洗滌??蓪⒉缓魏钨F金屬的干凈的粗顆粒及細(xì)顆粒送至下一階段以循環(huán)利用賤金屬。取決于貴金屬含量,可應(yīng)用各種還原劑以導(dǎo)致貴金屬自浙濾組合物的選擇性或非選擇性沉淀。沉淀可以避免污染浙濾組合物的方式完成,以致可在移除貴金屬之后,將浙濾組合物再生及再利用于下一浙濾循環(huán)。舉例來(lái)說(shuō),已知利用SO2沉淀對(duì)金具選擇性,不會(huì)污染浙濾組合物且廉價(jià)。金作為微細(xì)粉末沉淀,其經(jīng)由過(guò)濾與浙濾溶液分離。為促進(jìn)過(guò)濾,可將絮凝劑與還原劑同時(shí)添加至溶液(若還原劑呈液態(tài)或氣態(tài))。若還原劑呈粉末形態(tài),則可于還原劑完全溶解后再添加絮凝劑,以避免還原劑的顆粒聚集。為分離金粉末,可使用市售的通常用于濃縮精細(xì)研磨金礦石的MAGNAFL0K-351 (Ciba Specialty Chemicals)。最好使用非離子絮凝劑以避免可能的自組合物不期望地回收碘。
(b)于原位產(chǎn)生碘在另一實(shí)施方案中,描述一種自e-廢棄物(例如,PffB和/或PWB組件)移除金或其它貴金屬的方法,該方法包括于原位產(chǎn)生碘(I2)以形成包含該原位產(chǎn)生碘的浙濾組合物,及使該P(yáng)WB和/或PWB組件與浙濾組合物接觸,以自PWB和/或PWB組件浙濾金或其它貴金屬。該等PWB和/或PWB組件優(yōu)選在與浙濾組合物接觸之前壓碎。在一優(yōu)選實(shí)施方案中,該方法進(jìn)一步包括自e-廢棄物分離包含金或其它貴金屬的浙濾組合物??山?jīng)由還原浙濾組合物中的金或其它貴金屬而獲得固體金屬(例如,利用適用于該目的的還原劑)。該方法可有利地于室溫下進(jìn)行。優(yōu)選地,金是自e-廢棄物分離出的貴金屬。在又一實(shí)施方案中,描述一種自PWB和/或PWB組件移除金或其它貴金屬的方法,該方法包括于原位產(chǎn)生碘(I2)以形成包含該原位產(chǎn)生碘的浙濾組合物,使該等PWB和/或PWB組件與浙濾組合物接觸,以自PWB和/或PWB組件浙濾金或其它貴金屬,及自PWB和/或PWB組件分離包含金或其它貴金屬的浙濾組合物??山?jīng)由還原浙濾組合物中的金離子而獲得固體金屬(例如,利用適用于該目的的還原劑)。該等PWB和/或PWB組件優(yōu)選在與浙濾組合物接觸之前壓碎。在另一實(shí)施方案中,描述一種自PWB和/或PWB組件移除金或其它貴金屬的方法,該方法包括于原位產(chǎn)生碘(I2)以形成包含該原位產(chǎn)生碘的浙濾組合物,使該等PWB和/或PWB組件與浙濾組合物接觸,以自PWB和/或PWB組件浙濾金或其它貴金屬,自PWB和/或PWB組件分離包含金或其它貴金屬的浙濾組合物,及還原浙濾組合物中的金離子以獲得固體金。該等PWB和/或PWB組件優(yōu)選在與浙濾組合物接觸之前壓碎。在又一實(shí)施方案中,描述一種自包含至少一種賤金屬的材料分離金或其它貴金屬的方法,該方法包括使包含金或其它貴金屬的材料與該至少一種賤金屬與組合物在自該材料浙濾金或其它貴金屬至浙濾組合物中的條件下接觸,其中該浙濾組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、任選至少一種有機(jī)溶劑、任選至少一種表面活性劑、及任選至少一種鈍化劑。在另一方面中,該方法進(jìn)一步包括自該材料分離包含金或其它貴金屬的浙濾組合物??山?jīng)由還原浙濾組合物中的金而獲得固體金金屬(例如,利用適用于該目的的還原劑)。碘(I2)相當(dāng)昂貴且于水中具有低溶解度,但其可于原位產(chǎn)生。碘在碘化物的水溶液中以三碘化物離子存在。該制程利用碘來(lái)氧化金,同時(shí)碘化物借助形成金碘化物復(fù)合物而促進(jìn)溶解經(jīng)氧化的金。在一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、任選至少一種有機(jī)溶劑、任選至少一種金屬鈍化劑、任選至少一種表面活性劑、任選至少一種緩沖劑。在另一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、及至少一種金屬鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、至少一種金屬鈍化劑、及至少一種緩沖劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、及至少一種表面活性劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種金屬鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種表面活性劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、至少一種表面活性劑、及至少一種金屬鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含至少一種氧化劑、至少一種碘化物鹽或氫碘酸、水、至少一種有機(jī)溶劑、至少一種表面活性劑、及至少一種金屬鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。應(yīng)了解存在于浙濾組合物中的碘化物鹽或氫碘酸及氧化劑將于原位反應(yīng)形成碘,及碘化物離子將過(guò)量,導(dǎo)致形成三碘化物。因此,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí) 施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、及至少一種有機(jī)溶劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、及至少一種鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、及至少一種表面活性劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、至少一種有機(jī)溶劑、及至少一種表面活性齊U,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、至少一種表面活性劑、及至少一種鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,于原位反應(yīng)后的浙濾組合物將包含三碘化物、水、至少一種有機(jī)溶劑、至少一種表面活性劑、及至少一種鈍化劑,由其所組成,或基本上由其所組成。浙濾組合物經(jīng)調(diào)配為實(shí)質(zhì)上地自e-廢棄物將金浙濾成可經(jīng)進(jìn)一步處理以回收該金的部分。舉例來(lái)說(shuō),在一實(shí)施方案中,可使用該浙濾組合物于自賤金屬分離金或其它貴金屬,其中該等賤金屬保留為固體。在應(yīng)用中,使浙濾組合物以任何適當(dāng)方式與e_廢棄物接觸,例如,經(jīng)由將組合物噴涂于e-廢棄物上,經(jīng)由將e-廢棄物浸泡(于一定量的組合物中),經(jīng)由使e_廢棄物與另一材料(例如,已于其上吸收組合物的墊、或纖維吸收性涂布器組件)接觸,或借助任何其它藉以使組合物與e-廢棄物接觸的適當(dāng)手段、方式或技術(shù)。在使該等PWB和/或PWB組件與浙濾組合物接觸,以自PWB和/或PWB組件浙濾金或其它貴金屬的制程后,可將包含金或其它貴金屬的浙濾組合物與PWB和/或PWB組件及可能存在的沉淀物分離。分離技術(shù)包括過(guò)濾、離心、傾析、或任何此等技術(shù)的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明了使PWB和/或PWB組件與浙濾組合物接觸,以自PWB和/或PWB組件浙濾金或其它貴金屬可以下列方式完成(i)利用加工浙濾組合物直至浙濾組合物接近最大負(fù)載,或者(ii)可使用“沖泄(feed and bleed) ”制程,其中定期將干凈的浙濾組合物引入至加工浙濾組合物中,并同時(shí)取出一些加工浙濾組合物。在使用浙濾組合物時(shí),一般使組合物與e-廢棄物在約20°C至約70°C范圍內(nèi)的溫度下,優(yōu)選在約20°C至約30°C范圍內(nèi),接觸約I分鐘至約200分鐘的時(shí)間,優(yōu)選約I分鐘至約60分鐘,更優(yōu)選約5分鐘至約45分鐘。此等接觸時(shí)間及溫度為說(shuō)明性,可使用可有效地自e-廢棄物將金或其它貴金屬分離至可經(jīng)進(jìn)一步處理以回收該金屬的部分中??赡艿难趸瘎┍欢x于本文的第二方面中。氧化劑優(yōu)選包括發(fā)氧方、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、硝酸、過(guò)氧化氫、氯化鐵、硝酸鐵、或其組合。甚至更優(yōu)選地,氧化劑包括過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉、硝酸、過(guò)碘酸、發(fā)氧方、次氯酸鈉、或其組合。氧化劑的量在約0.01重量%至約25重量%,優(yōu)選約I重量%至約20重量%,及最優(yōu)選約I重量%至約10重量%的范圍內(nèi)。碘化物鹽包括,但不限于,碘化鋰、碘化鈉、碘化鉀、碘化銨、碘化鈣、碘化鎂、及碘 化四烷基銨,其中該等烷基可彼此相同或不同且選自由直鏈C1-C6烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基)及支鏈C1-C6烷基所組成的組。碘化物鹽優(yōu)選包括碘化鉀??墒褂脷涞馑崽娲饣稃}。碘化物鹽的量在約O. I重量%至約50重量%,優(yōu)選約I重量%至約40重量%,及最優(yōu)選約10重量%至約35重量%的范圍內(nèi)。可能的有機(jī)溶劑被定義于本文的第二方面中。有機(jī)溶劑最優(yōu)選包括醇、二甘醇單丁醚、丙二醇、二丙二醇正丁醚、及其組合。當(dāng)包含時(shí),有機(jī)溶劑的量在約0.01重量%至約20重量%,優(yōu)選約I重量%至約I O重量%,及最優(yōu)選約I重量%至約5重量%的范圍內(nèi)??赡艿拟g化劑被定義于本文的第二方面中。當(dāng)包含時(shí),鈍化劑的量在約O. 01重量%至約10重量%,優(yōu)選約O. 05重量%至約5重量%,及最優(yōu)選約O. 05重量%至約2重量%的范圍內(nèi)。涵蓋的表面活性劑包括,但不限于,酸及堿、非離子表面活性劑、陰離子表面活性齊U、陽(yáng)離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、及其組合。優(yōu)選的酸性或堿性表面活性劑包括,但不限于,具有酸或堿官能性(“頭”)及直鏈或支鏈烴基(“尾”)的表面活性劑和/或具有酸官能性(“頭”)及全氟化烴基(“尾”)的表面活性劑。優(yōu)選的酸或堿官能性包括磷酸、膦酸、膦酸單酯、磷酸酯單酯及二酯、羧酸、二羧酸單酯、三羧酸單酯及二酯、硫酸單酯、磺酸、胺、及其鹽。烴基優(yōu)選具有至少10個(gè)(例如,10-20個(gè))碳原子(例如,癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基、二十基),除了當(dāng)分子含有兩個(gè)烷基鏈(諸如于磷酸二酯及膦酸單酯中)時(shí),6-16個(gè)碳的稍短的烴基(例如,己基、2-乙基己基、十二基)為優(yōu)選。全氟化烴基優(yōu)選具有7-14個(gè)碳原子(例如,庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基)。優(yōu)選的表面活性劑包括癸基膦酸、十二基膦酸、十四基膦酸、十六基膦酸、雙(2-乙基己基)磷酸酯、十八基膦酸、全氟庚酸、全氟癸酸、三氟甲磺酸、膦酸乙酸、十二基苯磺酸、及十二基胺。涵蓋的非離子表面活性劑包括,但不限于,聚氧亞乙基月桂基醚(EmalminNL-100 (Sanyo)、Bri j 30、Brij 98)、十二烯基琥拍酸單二乙醇酰胺(DSDA, Sanyo)、乙二胺四(乙氧化物-嵌段-丙氧化物)四醇(Tetronic90R4)、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇(Newpole PE-68 (Sanyo)、Pluronic L31、Pluronic 31R1)、聚氧丙烯鹿糖酯(SN008S,Sanyo)、叔辛基苯氧基聚乙氧乙醇(Triton X100)、聚氧亞乙基(9)壬基苯基醚、支鏈(IGEPAL C0-250)、聚氧亞乙基山梨糖醇六油酸酯、聚氧亞乙基山梨糖醇四油酸酯、聚乙二醇縮水山梨糖醇單油酸酯(Tween 80)、縮水山梨糖醇單油酸酯(Span 80)、烷基多糖苷、全氟丁酸乙酯1,1,3,3,5,5-六甲基-1,5-雙[2-(5-降茨烯-2-基)乙基]二娃氧燒、單體十八烷基硅烷衍生物諸如SIS6952.0(Siliclad,Gelest)、經(jīng)硅氧烷改性的聚硅氮烷諸如 PPl-SGlOSiliclad Glide 10 (Gelest)、聚娃氧-聚醚共聚物諸如 Silwet L-77 (SetreChemical Company)、Silwet ECO Spreader (Momentive)、及醇乙氧基化物(Natsurf 265, Croda)。涵蓋的陽(yáng)離子表面活性劑包括,但不限于,十七烷氟辛烷磺酸四乙銨、硬脂基氯化三甲銨(Econol TMS-28,Sanyo)、溴化4-(4-二乙胺基苯基偶氮)-1-(4-硝芐基)吡啶、單水合氯化鯨臘基卩比唳、氯化節(jié)二甲烴銨、氯化苯銨(benzethonium chloride)、氯化節(jié)基二甲基十二烷基銨、氯化芐基二甲基十六烷基銨、溴化十六基三甲基銨、氯化二甲基二-十八烷基銨、氯化十二烷基三甲基銨、對(duì)甲苯磺酸十六烷基三甲基銨、溴化二-十二烷基二甲基銨、氯化二(氫化牛脂)二甲基銨、溴化四庚基銨、溴化四(癸基)銨、AHquat'K 3邡及溴化輕苯乙胺(oxyphenonium bromide)。烴基優(yōu)選具有至少10個(gè)(例如,10-20個(gè))碳原子(例如,癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基、十九基、 二十基),除了當(dāng)分子含有兩個(gè)官能化烷基鏈(諸如于氯化二甲基二-十八烷基銨、溴化二甲基二 -十六烷基銨及氯化二(氫化牛脂)二甲基銨中)時(shí),6-20個(gè)碳的稍短的烴基(例如,己基、2-乙基己基、十二基)為優(yōu)選。涵蓋的陰離子表面活性劑包括,但不限于,聚氧亞乙基月桂基醚鈉、二己基磺酸琥珀酸鈉、二環(huán)己基磺酸琥珀酸鈉鹽、7-乙基-2-甲基-4- i^一基硫酸鈉(Tergitol 4)、S0D0SIL RM02、及磷酸酯氟表面活性劑諸如Zonyl FSJ0兩性離子表面活性劑包括,但不限于,氧化乙烯烷基胺(A0A-8,Sanyo)、N, N- 二甲基十二燒基胺N-氧化物、椰油酰兩性基丙酸鈉(sodium cocaminpropinate) (LebonApI-D,3&即0)、3-(隊(duì)^二甲基肉豆蘧基銨基)丙磺酸鹽、及(3-(4-庚基)苯基-3-羥丙基)二甲銨基丙磺酸鹽。可任選將無(wú)機(jī)酸添加至任何浙濾組合物中。舉例來(lái)說(shuō),浙濾組合物可進(jìn)一步包括硫酸、鹽酸、氫溴酸、或氫碘酸。浙濾組合物的pH優(yōu)選約3至約10,更優(yōu)選約4至約8及最優(yōu)選約6至約8。在一優(yōu)選實(shí)施方案中,添加緩沖劑以維持浙濾組合物的PH于約5至約8的范圍內(nèi)。緩沖劑是本領(lǐng)域中所熟知,且可包括,例如,磷酸鹽緩沖劑諸如磷酸單鈉/磷酸二鈉或磷酸單鉀/磷酸二鉀。在一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成至少一種氧化劑、至少一種碘化物離子、水、任選至少一種有機(jī)溶劑、任選至少一種鈍化劑、任選至少一種表面活性劑、任選緩沖劑、及金或其它貴金屬離子。于原位反應(yīng)后考慮,浙濾組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成三碘化物、水、任選至少一種有機(jī)溶劑、任選至少一種鈍化劑、任選至少一種表面活性劑、任選緩沖劑、及金或其它貴金屬離子。浙濾組合物借助簡(jiǎn)單地添加個(gè)別成分及混合至均勻狀態(tài)而容易地調(diào)配。此外,該等組合物可輕易地被調(diào)配為在使用點(diǎn)或之前混合的多部分配制物,例如,多部分配制物的個(gè)別部分可于工具處或工具上游的儲(chǔ)存槽中混合。個(gè)別成分的濃度可在組合物的特定倍數(shù)內(nèi)寬廣地改變,即更稀或更濃,且當(dāng)明了組合物可變化及替代地包含與文中公開一致的成分的任何組合,由其所組成,或基本上由其所組成。
優(yōu)選地,在一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成碘化鉀、過(guò)硫酸鈉及水,更優(yōu)選約20重量%至約30重量%碘化鉀、約4重量%至約10重量%過(guò)硫酸鈉及水。在另一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含下列成分,由其所組成,或基本上由其所組成碘化鉀、過(guò)硫酸銨及水,更優(yōu)選約20重量%至約30重量%碘化鉀、約4重量%至約10重量%過(guò)硫酸銨及水。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含碘化鉀、過(guò)硫酸鈉、BTA、及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含碘化鉀、過(guò)硫酸鈉、BTA、磷酸鹽緩沖劑、及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含碘化鉀、硝酸及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含碘化鉀、過(guò)碘酸、氫氯酸及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在另一實(shí)施方案中的浙濾組合物包含碘化鉀、發(fā)氧方及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含碘化鉀、次氯酸鈉、氫氯酸及水,由其所組成,或基本上由其所組成。在又一實(shí)施方案中,浙濾組合物包含碘化鉀、原位產(chǎn)生碘及水,由其所組成,或基本上由其所組成。浙濾組合物實(shí)質(zhì)上不含王水及含氰化物成分。浙濾組合物優(yōu)選具有水溶性、非腐蝕性、非可燃性及低毒性。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解一旦金或其它貴金屬自PWB和/或PWB組件浙濾出,則可將剩余材料處置、循環(huán)利用或經(jīng)歷進(jìn)一步回收。在將金或其它貴金屬提取/浙濾至浙濾組合物中后,可經(jīng)由還原金屬離子而獲得金或其它貴金屬,如將于后文詳盡論述。將金屬離子還原為固體、高純度金屬是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。還原劑優(yōu)選所謂的環(huán)保化學(xué)品。此外,還原優(yōu)選以最低的加熱需求快速發(fā)生。舉例來(lái)說(shuō),優(yōu)選的還原劑包括,但不限于,抗壞血酸、丙二酸二乙酯、偏亞硫酸氫鈉、綠茶多酚60 (P60,綠茶提取物)、葡萄糖、及檸檬酸鈉。舉例來(lái)說(shuō),如2010年8月20日提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案第61/375,273號(hào),標(biāo)題“自e-廢棄物回收貴金屬及賤金屬的可持續(xù)方法”(將其全文并入本文為參考數(shù)據(jù))中所引介,于PH I下引入至包含Au3+離子的組合物中的抗壞血酸產(chǎn)生高純度的金屬金??蓪⑵珌喠蛩釟溻c(SMB)添加至在pH I或pH 7下的包含Au3+離子的組合物中,及產(chǎn)生高純度的金屬金?;蛘?,可經(jīng)由電解提煉或電化學(xué)技術(shù)將金離子轉(zhuǎn)化為金金屬??墒褂萌魏魏线m的方式來(lái)移除沉淀的金。沉降及傾析、通過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾溶液或離心是用于此移除的方便程序。在另一具體中,碘化物-碘溶液再生借助以下步驟完成(a)在金或其它貴金屬沉淀后,減低溶液的PH至低于7,及(b)添加氧化劑至該溶液。在重復(fù)再生后,如任何干擾鹽累積使溶液效用減低,則可經(jīng)由借助酸化及添加氧化劑使其自溶液沉淀而將所有碘作為元素碘回收??蓪⑺玫脑氐饩w移除并用來(lái)形成新的浙濾組合物。加工裸板的方法在移除PWB組件(例如,如第一方面的方法中所述)及貴金屬(例如,如第三或第五方面的方法中所述)后,一般將原始PWB剝除為包含借助諸如環(huán)氧樹脂的黏著劑固持在一起的纖維玻璃層及銅片的“裸板”??蛇M(jìn)一步加工裸板以使纖維玻璃-環(huán)氧層自銅釋放。在第六方面的一實(shí)施方案中,可借助降解環(huán)氧樹脂來(lái)加工裸板,其使銅片自纖維玻璃釋放。環(huán)氧樹脂可使用化學(xué)降解環(huán)氧樹脂的組合物來(lái)降解,其可輕易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。在使銅片自纖維玻璃釋放時(shí)可使用超音波或其它攪動(dòng)方式。在第六方面的另一實(shí)施方案中,可借助在銅蝕刻劑中濕式研磨裸板的制程來(lái)加工裸板。所產(chǎn)生的溶液將包含存于含銅溶液中的固體粉末,其可使用本領(lǐng)域中已知的方法彼此物理分離(例如,離心、傾析、過(guò)濾等等)。銅蝕刻劑可為文中所述第四方面的組合物,或者,經(jīng)氧或臭氧充氣的硫酸或H2O2或任何其它可溶解金屬銅而不影響纖維玻璃及環(huán)氧樹脂的溶液。包含纖維玻璃及環(huán)氧樹脂的固體粉末可經(jīng)進(jìn)一步加工以使環(huán)氧樹脂降解,而釋放纖維玻璃粉末供再利用。含銅溶液(例如,硫酸銅)可就此銷售,或經(jīng)進(jìn)一步加工以自其中釋出銅金屬(例如,電解提煉等等)。循環(huán)利用印刷線路板的方法第七方面的一實(shí)施方案相當(dāng)于一種自表面(例如,PWB)移除至少一種組件的方法,如圖I中所概述,該方法包括
(a)第一方面的方法;及(b)第三方面的方法,或(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;及(b)自表面移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,或(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;及(b)使該表面與第二組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件 '及(b)自表面移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件 '及(b)使該表面與第二組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬,藉此自表面底切
貴金屬。第七方面的第二實(shí)施方案相當(dāng)于一種自表面(例如,PWB)移除至少一種組件的方法,如圖2中所概述,該方法包括(a)第一方面的方法;(b)第三方面的方法;及(c)第六方面的方法,或
(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)自表面移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬而產(chǎn)生包含纖維玻璃及銅的裸板;及(C)分離該裸板的纖維玻璃及銅,或(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)使該表面與第二組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃及銅的裸板 '及·
(C)分離該裸板的纖維玻璃及銅,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中當(dāng)移除焊料時(shí)至少一種組件自表面釋放,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)自表面移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板;及(C)分離該裸板的纖維玻璃層及銅,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中當(dāng)移除焊料時(shí)至少一種組件自表面釋放,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)使該表面與第二組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板 '及(C)分離該裸板的纖維玻璃層及銅。第七方面的第三實(shí)施方案相當(dāng)于一種自表面(例如,PWB)移除至少一種組件的方法,如圖3中所概述,該方法包括(a)第三方面的方法;及(b)第六方面的方法,或(a)自表面移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板;(b)分離該裸板的纖維玻璃材料及銅,或(a)使該表面與第二組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于存在于該表面上的貴金屬選擇性地移除賤金屬,藉此自表面底切貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃及銅的裸板;
(b)分離該裸板的纖維玻璃及銅。第八方面的第四實(shí)施方案相當(dāng)于一種自表面(例如,PWB)移除至少一種組件的方法,如圖4中所概述,該方法包括(a)第一方面的方法;及(b)第五方面的方法,或(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;及(b)自該表面和/或該至少一種組件浙濾貴金屬,或 (a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;及(b)將該表面和/或至少一種組件引入至容器中的浙濾組合物中,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,其中該浙濾組合物包含三碘化物,以自該表面和/或該至少一種組件實(shí)質(zhì)上地移除貴金屬,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;及(b)自該表面和/或該至少一種組件浙濾貴金屬,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件 '及(b)將該表面和/或該至少一種組件引入至容器中的浙濾組合物中,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,其中該浙濾組合物包含三碘化物,以自該表面和/或該至少一種組件實(shí)質(zhì)上地移除貴金屬。第七方面的第五實(shí)施方案相當(dāng)于一種自表面(例如,PWB)移除至少一種組件的方法,如圖5中所概述,該方法包括(a)第一方面的方法;(b)第五方面的方法;及(c)第六方面的方法,或(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)自該表面浙濾貴金屬,以產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板;及(C)分離該裸板的纖維玻璃層及銅,或(a)自表面移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)將該表面引入至容器中的浙濾組合物中,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,其中該浙濾組合物包含三碘化物,以自該表面實(shí)質(zhì)上地移除貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板;及
(c)分離該裸板的纖維玻璃層及銅,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)自該表面浙濾貴金屬,以產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板;及(C)分離該裸板的纖維玻璃層及銅,或(a)使焊料與第一組合物在容器中接觸,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,以相對(duì)于同時(shí)存在于該表面上的貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料,其中該移除焊料自表面釋放至少一種組件;(b)將該表面引入至容器中的浙濾組合物中,及任選在該容器中產(chǎn)生超音波空化或其它攪動(dòng)方式,其中該浙濾組合物包含三碘化物,以自該表面實(shí)質(zhì)上地移除貴金屬,而產(chǎn)生包含纖維玻璃層及銅的裸板;及(C)分離該裸板的纖維玻璃層及銅。不管使用第七方面的何種實(shí)施方案,與本文的公開內(nèi)容一致地,焊料可包含鉛、錫、或鉛及錫的組合。表面優(yōu)選包括PWB及可循環(huán)利用材料包括組件(例如,1C)、貴金屬、賤金屬、或組件、貴金屬及賤金屬的任何組合??墒占?jīng)釋放的組件,且可將其分離成可循環(huán)利用及可再銷售者,及可經(jīng)進(jìn)一步加工以處置、回收可利用材料者等等。第一組合物優(yōu)選相對(duì)于貴金屬、含鉭金屬、和/或賤金屬選擇性地移除焊料(例如,鉛、錫、其合金、及其組合),且于移除焊料后釋放的組件可輕易地收集及分類供再利用或回收用。第二組合物優(yōu)選蝕刻移除賤金屬(諸如銅和/或鎳)及底切貴金屬(例如,金),其中貴金屬自表面脫層且被輕易地收集(例如,經(jīng)由過(guò)濾)。在焊料移除后,可使包括鉛和/或錫離子的第一組合物經(jīng)歷進(jìn)一步加工(例如,電解提煉)以回收鉛和/或錫。在賤金屬移除后,可處理包含賤金屬離子的第二組合物以獲得該等賤金屬的有用形式(例如,以電化學(xué)方式或經(jīng)由電解提煉)。分離裸板的纖維玻璃及銅的方法公開于文中的第六方面中。優(yōu)選地,在引入至少一 PWB組件或表面至浙濾組合物之前,壓碎該至少一 PWB組件或表面。于浙濾后,可如文中所述使金沉淀。雖然不希望受限于理論,但據(jù)認(rèn)為在第一、第二和/或浙濾組合物存在下的超音波或其它攪動(dòng)方式可增進(jìn)待移除材料的選擇性浙濾。可僅在第一組合物的存在下,僅在第二組合物的存在下,僅在浙濾組合物的存在下施行超音波或其它攪動(dòng)方式,三者的任何組合,或完全不施行。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明了文中所述第二及第四方面的組合物僅分別代表第七方面的第一及第二組合物的一種形式??煽紤]將其它的第一及第二組合物使用于第七方面的方法中,其可輕易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員決定。應(yīng)明了在第一、第二和/或浙濾組合物與PWB接觸之后涵蓋沖洗和/或干燥步驟。接觸條件(即時(shí)間及溫度)闡述于文中。有利地,該方法允許使用者采用廢棄及用過(guò)的印刷線路板及循環(huán)利用其上所包含的電子組件及金屬供再利用。第八方面是關(guān)于一種套組(kit),其包括存于一或多個(gè)容器中的一種或多種適于形成文中所述組合物的物質(zhì)。在第九方面中,描述一種自固體材料移除含鉛和/或錫的材料的方法,其中該方法包括使第一組合物與其上或其中具有含鉛和/或錫的固體材料在足夠的接觸條件下接觸,以自固體材料移除含鉛和/或錫的材料。該固體材料包括,但不限于,微電子裝置、金屬、塑料、織物、纖維、土壤、礦石、木材、紙、玻璃、皮革及其它動(dòng)物皮、水泥、混凝土、磚塊、不涂泥灰的石墻、浙青、含角質(zhì)的物質(zhì)如頭發(fā)及指甲、橡膠、乳膠、及其組合。舉例來(lái)說(shuō),在一實(shí)施方案中,可將含鉛和/或錫的材料自土壤移除以進(jìn)行修復(fù)。在第十方面中,描述一種自固體材料移除含銅和/或鎳的材料的方法,其中該方法包括使第二組合物與其上或其中具有含銅和/或鎳的材料的固體材料在足夠的接觸條件下接觸,以自固體材料移除含銅和/或鎳的材料。該固體材料包括,但不限于,微電子裝置、金屬、塑料、織物、纖維、土壤、礦石、木材、紙、玻璃、皮革及其它動(dòng)物皮、水泥、混凝土、磚塊、不涂泥灰的石墻、浙青、含角質(zhì)的物質(zhì)如頭發(fā)及指甲、橡膠、乳膠、及其組合。舉例來(lái)說(shuō),在一實(shí)施方案中,可將含鉛和/或錫的材料自含其的礦石移除。有利地,文中所述的方法及組合物提供循環(huán)利用印刷線路板的環(huán)保溶液,其可回收高百分比的可循環(huán)利用材料供再利用。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)由以下論述的說(shuō)明性實(shí)施例更完整展示。實(shí)施例I制備三種組合物,1:1v/v HEDP/30 wt% H2O2 溶液(配制物 A)、I: lv/v EDDS/30wt% H2O2溶液(配制物B)、及I: I v/v HEIDA/30wt% H2O2溶液(配制物C)。將大約O. 3克銅線、鎳箔、錫顆粒、鉛箔、鋁線、鐵粉及鋅顆粒個(gè)別及靜態(tài)浸沒(méi)于40°C下的干凈配制物A-C中歷時(shí)30分鐘。在移除殘留固體后,使溶液進(jìn)行感應(yīng)偶合電漿(ICP)分析,以測(cè)定各溶液中各金屬的濃度(以ppm計(jì))。結(jié)果概述于表1-3。表I :在將材料浸沒(méi)在配制物A中后的結(jié)果
化學(xué)組成待測(cè)試 pH Al/ Cu/ Fe/ Ni/ Pb/ Sn/ Zn/
__樣品___ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm
HEDPZH2O2 NA I ND 1.81 0.07 0.16 ND 0.16 0.28 HEDPZH2O2 銅線 I 0.43 14770 30.11 0.38 4.23 1.96 39.93 HEDPZH2O2 鎳箱 I 0.3 3.1 0.08 10.45 ND ND 0.26 HEDPZH2O2 錫顆粒 I 0.11 1.44 0.17 0.12 ND ND 0.19 HEDPZH2O2 鉛箔 I 0.66 3.19 0.11 0.13 56.8 ND 0.23 HEDPZH2O2 鋁線 I 12.2 2.09 0.14 ND ND ND 0.19 HEDPZH2O2 鐵粉 I 0.12 5.44 7439 0.15 ND ND 2.16 HEDPZH2O2 鋅顆粒 I I I ND I 2.54 0.08 0.09 | ND [ ND [ 0.17表2 :在將材料浸沒(méi)在配制物B中后的結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種加工印刷線路板(PWB)的方法,該方法包括(a)自該P(yáng)WB分離至少一種組件;及(b)自該P(yáng)WB移除至少一種金屬、該至少一種組件、或兩者。
2.權(quán)利要求I的方法,其中,在加工前,該至少一種組件附著至PWB的表面,且選自由晶體管、電容器、散熱器、集成電路、電阻器、整合切換器、芯片、處理器、及其組合所組成的組。
3.權(quán)利要求I的方法,其中,該分離步驟包括分離借助焊料附著至PWB表面的至少一種組件的步驟。
4.權(quán)利要求3的方法,其中,該焊料包括鉛、錫、或鉛/錫合金。
5.權(quán)利要求3或4的方法,其中,該分離步驟包括溶解焊料,熔融焊料,或自PWB切割、 剪切或拉扯該至少一種組件。
6.權(quán)利要求3或4的方法,其中,該分離步驟包括使用第一組合物溶解焊料,其中該第一組合物相對(duì)于貴金屬、賤金屬和/或含鉭金屬選擇性地移除焊料。
7.權(quán)利要求6的方法,其中,該第一組合物包含至少一種氧化劑、任選至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、任選至少一種有機(jī)溶劑和/或任選至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑。
8.權(quán)利要求7的方法,其中,該至少一種氧化劑包括烷磺酸、臭氧、起泡空氣、環(huán)己基氨基磺酸、過(guò)氧化氫、發(fā)氧方、多原子銨鹽、多原子鈉鹽、多原子鉀鹽、多原子四甲銨鹽、多原子四丁銨鹽、過(guò)氧單硫酸、脲過(guò)氧化氫、過(guò)乙酸、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨、苯磺酸衍生物、及其組合。
9.權(quán)利要求7的方法,其中,該至少一種氧化劑包括烷磺酸。
10.權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)的方法,其中,該第一組合物進(jìn)一步包含硝酸。
11.權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)的方法,其中,該第一組合物進(jìn)一步包含至少一種鈍化劑。
12.權(quán)利要求11的方法,其中,該至少一種鈍化劑包含三唑衍生物。
13.權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)的方法,其中,該第一組合物進(jìn)一步包含氨基磺酸根離子的來(lái)源。
14.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中,于分離后,PWB上不存在額外組件。
15.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中,該至少一種金屬選自由賤金屬、貴金屬、鉭金屬、及其組合所組成的組。
16.權(quán)利要求15的方法,其中,該經(jīng)移除的金屬包括至少一種貴金屬,及其中移除是借助溶解至少一種賤金屬而完成。
17.權(quán)利要求16的方法,其中,該至少一種賤金屬是使用相對(duì)于貴金屬選擇性地溶解賤金屬的第二組合物溶解。
18.權(quán)利要求16或17的方法,其中,該貴金屬包括金。
19.權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)的方法,其中,該賤金屬包括鎳、銅、或其組合。
20.權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)的方法,其中,該第二組合物包含至少一種氧化劑、任選至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、任選至少一種有機(jī)溶劑、及任選至少一種用于鈍化貴金屬的鈍化劑。
21.權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)的方法,其中,該第二組合物包含至少一種氧化劑、至少一種賤金屬?gòu)?fù)合劑、及至少一種有機(jī)溶劑。
22.權(quán)利要求20或21的方法,其中,該至少一種氧化劑包括發(fā)氧方或過(guò)硫酸鹽。
23.權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)的方法,其中,該至少一種復(fù)合劑包括選自由氯化銨、氯化鈉、氯化鋰、氯化鉀、硫酸銨、鹽酸、硫酸、及其組合所組成的組中的物質(zhì)。
24.權(quán)利要求20至23中任一項(xiàng)的方法,其中,該至少一種有機(jī)溶劑包括選自由醇、醚、 吡咯烷酮、二醇、羧酸、二醇醚、胺、酮、醛、烷烴、烯烴、炔烴、酰胺及其組合所組成的組的至少一亞屬。
25.權(quán)利要求17至24中任一項(xiàng)的方法,其中,該第二組合物經(jīng)加工以自其移除貴金屬。
26.權(quán)利要求25的方法,其中,該貴金屬是固體,且該貴金屬是使用過(guò)濾、離心、泡沫浮選或任何其它固-液分離方法而與第二組合物分離。
27.權(quán)利要求17至24中任一項(xiàng)的方法,其中,該第二組合物經(jīng)加工以自其移除被溶解的賤金屬。
28.權(quán)利要求27的方法,其中,該賤金屬被溶解于該第二組合物中,且該賤金屬是以電化學(xué)方式或經(jīng)電解提煉而自其回收。
29.權(quán)利要求15的方法,其中,該經(jīng)移除的金屬包含至少一種貴金屬,及其中移除是經(jīng)由使該至少一種貴金屬與浙濾組合物接觸而完成,其中該至少一種貴金屬溶解于該浙濾組合物中。
30.權(quán)利要求29的方法,其中,該浙濾組合物包含三碘化物離子。
31.權(quán)利要求29或30的方法,其中,該貴金屬自PWB組件移除。
32.權(quán)利要求31的方法,其進(jìn)一步包括在與浙濾組合物接觸之前壓碎PWB組件的步驟。
33.權(quán)利要求29至32中任一項(xiàng)的方法,其中,該貴金屬包含金,及該金使用歧化反應(yīng)、 還原劑,或經(jīng)由電解提煉而沉淀。
34.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中,該P(yáng)WB包含纖維玻璃層、銅膜、及黏著劑。
35.權(quán)利要求34的方法,其中,使黏著劑降解以自纖維玻璃層釋放銅膜。
36.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其包括于(a)自PWB分離至少一種組件,或(b)自 PWB、該至少一種組件、或兩者移除至少一種金屬期間產(chǎn)生超音波輻射的步驟。
37.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法,其中,該至少一種組件是可再利用或可循環(huán)利用的且因此被分離。
38.權(quán)利要求29至33中任一項(xiàng)的方法,其中,該組件在暴露至浙濾組合物后經(jīng)沖洗,且沖洗水是通過(guò)使用未分割電池的高表面積電解提煉進(jìn)行處理,其中貴金屬經(jīng)電鍍且碘化物經(jīng)氧化。
全文摘要
本發(fā)明公開了使用環(huán)境友好型組合物來(lái)循環(huán)利用印刷線路板的方法,其中電子組件、貴金屬及賤金屬可被收集以供再利用及循環(huán)利用。
文檔編號(hào)C23F1/44GK102939396SQ201180019159
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者安德里·布羅索, 斯維特拉娜·格里戈連科, 江平, 邁克爾·科贊斯基 申請(qǐng)人:高級(jí)技術(shù)材料公司