廢棄印刷電路板的循環(huán)利用方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)為國(guó)際申請(qǐng)PCT/US2011/032675于2012年10月15日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段、 申請(qǐng)?zhí)枮?01180019159. 2、發(fā)明名稱為"廢棄印刷電路板的循環(huán)利用方法"的分案申請(qǐng)。
[0002] 本申請(qǐng)案要求下列專利的優(yōu)先權(quán)：2010年4月15日以SvitlanaGrigorenko及 Andr6Brosseau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（MethodofSelectiveRecoveryofPreciousMetals bytheUseofUltrasonicIrradiation) ";2010 年 8 月 24 日以SvitlanaGrigorenko及 Andr6Brosseau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 ofRemovalofComponentsonPopulatedCircuitBoardsbyMeansofSelective RecoveryofTin,Leadand/orLead-TinSolderIntensifiedbytheApplication ofUltrasound) "；2010 年 11 月 10 日以Andr6Brosseau及SvitlanaGrigorenko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（MethodofRecyclingofObsoletePrintedCircuitBoards) "；2010 年 7 月 7日以MichaelB.Korzenski及PingJiang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（ProcessesforReclaiming PreciousMetalsandCopperfromPrintedWireBoards) ";2010年 7 月 28 日以Michael B.Korzenski及PingJiang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（ProcessesforReclaimingPreciousMetals andCopperfromPrintedWireBoards) "；2010年 9 月 23 日以MichaelB.Korzenski及 PingJiang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（ProcessesforReclaimingPreciousMetalsandCopperfrom PrintedWireBoards) "；2010 年 10 月 1 日以PingJiang及MichaelB.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"自材料瀝濾金的配制物及方法 (FormulationandMethodforLeachingGoldfromMaterial)";及2010年 11 月 11 日以 AndreBrosseau、SvitlanaGrigorenko、PingJiang及MichaelB.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 forRecyclingofPrintedCircuitBoards)";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
[0003] 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)】
[0004] 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)。
[0005] 印刷線路板（PWB)是許多電子系統(tǒng)的常見組件。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、鉑、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 (1C)、電阻器、整合切換器、處理器等等。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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）自材料瀝濾金。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（HAuC14)。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。
[0009] 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。
[0010] 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】

[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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瀝濾組合物中，及任選于其 中引入超音波空化。
[0017] 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。
[0018] 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：
[0019] (a)自該P(yáng)WB分離至少一種組件；及
[0020] (b)自該P(yáng)WB移除至少一種金屬、該至少一種組件、或兩者。
[0021] 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)、瀝青、含角質(zhì)的物質(zhì)如頭發(fā)及指甲、橡膠、乳膠、及其組合。
[0022] 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、瀝青、含角質(zhì)的物質(zhì)如頭發(fā)及指甲、橡膠、乳膠、及其組合。
[0023] 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。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1說(shuō)明了循環(huán)利用印刷線路板的方法的第一個(gè)