废弃印刷电路板的循环利用方法
【专利说明】
[0001] 本申请为国际申请PCT/US2011/032675于2012年10月15日进入中国国家阶段、 申请号为201180019159. 2、发明名称为"废弃印刷电路板的循环利用方法"的分案申请。
[0002] 本申请案要求下列专利的优先权：2010年4月15日以SvitlanaGrigorenko及 Andr6Brosseau的名义提出申请的美国临时专利申请案第61/324, 390号，标题"利用超音 波福射选择性回收贵金属的方法（MethodofSelectiveRecoveryofPreciousMetals bytheUseofUltrasonicIrradiation) ";2010 年 8 月 24 日以SvitlanaGrigorenko及 Andr6Brosseau的名义提出申请的美国临时专利申请案第61/376, 549号，标题"借助施 加超声强化选择性回收锡、铅和/或铅-锡焊料而移除插件电路板上组件的方法（Methods ofRemovalofComponentsonPopulatedCircuitBoardsbyMeansofSelective RecoveryofTin,Leadand/orLead-TinSolderIntensifiedbytheApplication ofUltrasound) "；2010 年 11 月 10 日以Andr6Brosseau及SvitlanaGrigorenko的 名义提出申请的美国临时专利申请案第61/412, 390号，标题"循环利用废弃印刷电路板 的方法（MethodofRecyclingofObsoletePrintedCircuitBoards) "；2010 年 7 月 7日以MichaelB.Korzenski及PingJiang的名义提出申请的美国临时专利申请案第 61/362, 118号，标题"自印刷线路板回收贵金属及铜的方法（ProcessesforReclaiming PreciousMetalsandCopperfromPrintedWireBoards) ";2010年 7 月 28 日以Michael B.Korzenski及PingJiang的名义提出申请的美国临时专利申请案第61/368, 360号，标 题"自印刷线路板回收贵金属及铜的方法（ProcessesforReclaimingPreciousMetals andCopperfromPrintedWireBoards) "；2010年 9 月 23 日以MichaelB.Korzenski及 PingJiang的名义提出申请的美国临时专利申请案第61/385, 586号，标题"自印刷线路板 回收贵金属及铜的方法（ProcessesforReclaimingPreciousMetalsandCopperfrom PrintedWireBoards) "；2010 年 10 月 1 日以PingJiang及MichaelB.Korzenski的名 义提出申请的美国临时专利申请案第61/388, 643号，标题"自材料沥滤金的配制物及方法 (FormulationandMethodforLeachingGoldfromMaterial)";及2010年 11 月 11 日以 AndreBrosseau、SvitlanaGrigorenko、PingJiang及MichaelB.Korzenski的名义提出 申请的美国临时专利申请案第61/412, 628号，标题"循环利用印刷电路板的方法（Method forRecyclingofPrintedCircuitBoards)";将每篇的全体内容并入本文为参考数据。
技术领域
[0003] 本发明大体上涉及循环利用印刷线路板以分离包括，但不限于，贵金属、贱金属、 焊料金属、及工作集成电路的材料的方法。
【背景技术】
[0004] 包括废弃或受损计算机、计算机屏幕、电视接收器、行动电话、及类似产品的用过 电子设备的处置快速地增加。已知一般当将电子设备土地掩埋时，其会对生物及环境造成 重大危害。同样地，应明了不当的拆卸会对人工执行拆卸的人士的健康及安全造成明显风 险。
[0005] 印刷线路板（PWB)是许多电子系统的常见组件。PWB通常是借助将干膜层压于支 撑在纤维玻璃板基质上的干净铜箔上而制造。使该膜借助与电路板设计相反的膜暴露，并 使用蚀刻剂自电路板移除未经遮盖的铜箔。然后将焊料施用于板上的未经蚀刻的铜上。取 决于特定PWB的用途及设计，可将各种其它金属使用于制程中，该金属包括铅、锡、镍、铁、 锌、铝、银、金、铂、钯、及汞。PWB包括许多额外组件，例如，晶体管、电容器、散热器、集成电路 (1C)、电阻器、整合切换器、处理器等等。
[0006] PWB因其一旦自其所安装的电气系统移除则一般几乎不具效用，而可能是一种难 以处理的废弃材料。此外，其一般由被归类为危险或"特殊"废弃物流的材料所组成。其必 需与其它非危险固体废弃物流分离及分开处理。作为废弃材料处理的PWB必需使用若干可 利用处置选择中的任一种处理。此等选择不仅昂贵，而且其需要大量的劳力及借助发生器 的处理。再者，由于一些此等处置选择不包括破坏废弃电路板，因此发生器亦保留甚多与不 当处理或处置相关的不利条件。
[0007] 已提出不同方法来尝试对抗由持续增加的电子废弃物负荷所造成的原料废弃物 及环境污染。迄今为止，需要要求高能量需求的方法来分离材料，以致可将其循环利用。机 械及湿法冶金方法是循环利用废弃PWB的传统方法，其包括研磨整体废弃物，接着再尝试 分离及集中不同材料流。不利地，当研磨PWB时，仅塑料部分可有效地自金属释放且会放出 毒性气体。因此，机械方法不会导致高回收率，尤其对贵金属而言。在湿法冶金方法中，使 用大量化学物质，产生大量废酸及污泥，其必需作为危险废弃物处置。再者，借助化学制程 循环利用各种金属的整体制程相当冗长且复杂。包括高温冶金加工废弃PWB的热方法由于 环氧树脂的热降解（形成二氧杂芑类及呋喃类）及金属（包括Pb、Sb、As及Ga)的挥发而 导致排放危险化学物质至大气及水中。热方法的特征进一步在于高能量消耗，及需要使用 昂贵的排气净化系统及耐腐蚀性设备。
[0008] 此外，当前自材料中提取贵金属（例如，金）的方法不利地包括使用毒性和/或昂 贵的化学物质（即浸滤剂）自材料沥滤金。用于溶解金的一种最古老的商业制程是所谓的 "氰化物制程"，凭借该法氰化物离子与金形成稳定的复合物。氰化物制程的效用导致其对 于自其矿石提取金及自经涂布金的废弃零件回收金两者的商业用途。在"氰化物制程"中 一般使用氰化钾溶液。不利地，此溶液毒性相当大，且用过的氰化物溶液的处置成为严重 且日渐增加的废弃物处置及污染减量控制问题。也已使用盐酸及硝酸的混合物（称为"王 水"」）来溶解金，以获得复合氯金酸（HAuC14)。然而，王水极具腐蚀性，会产生毒性烟气，且 对贵金属不具有任何选择性。
[0009] 不含任何组件及焊料的印刷电路板（即裸板）代表这样一种材料，即该材料比具 有经安装组件的插件电路板是更易循环利用的材料，因裸板本身仅由借助环氧树脂胶粘合 的铜及纤维玻璃箔片与位于其表面上的一些金/镍/铜镀层所组成。由于裸板占一般插件 印刷电路板的65-70重量％，因此自板移除组件导致形成可容易循环利用的材料部分，其 占总体积的65-70%。此方法与应用至整体进入材料体积的尺寸减小的一般实践相比更有 利。此外，一旦自板移除，则可将回收的组件分类且依类型（诸如含钽组件或可再利用的组 件）销售，藉此产生较各组件的混合物高的零售价值的多个产物流。
[0010] 因此，需要一种循环利用印刷线路板组件及其它包含金或其它贵金属的材料及自 其中回收金或其它贵金属的方法，该方法能克服或最小化上述问题。
【发明内容】
[0011] 本发明大体上涉及循环利用印刷线路板以分离材料供再利用和/或回收的方法。 更具体而言，本发明大体上涉及循环利用PWB以回收贵金属、贱金属、工作组件、及钽金属 的方法。
[0012] 在一方面中，本发明描述一种自印刷线路板分离印刷线路板组件的方法。该方法 包括使第一组合物与印刷线路板接触，以自该印刷线路板选择性地移除印刷线路板组件。
[0013] 在另一方面中，本发明描述一种相对于贵金属、含钽金属、和/或贱金属选择性地 移除焊料（例如，含铅和/或锡的材料）的第一组合物。该第一组合物包含下列成分，由其 所组成，或基本上由其所组成：至少一种氧化剂、任选至少一种铅和/或锡复合剂、任选至 少一种有机溶剂、任选至少一种钝化剂、及任选氨基磺酸根离子。
[0014] 在又另一方面中，本发明描述一种自表面移除贵金属的方法，其中该贵金属自表 面底切。该方法包括使该表面与第二组合物接触，以相对于存在于该表面上的贵金属选择 性地移除贱金属。
[0015] 在另一方面中，本发明描述一种相对于贵金属（例如，金）选择性地移除贱金属 (诸如含铜和/或镍的材料）的第二组合物，该第二组合物包含下列成分，由其所组成，或基 本上由其所组成：至少一种氧化剂、任选至少一种贱金属复合剂、任选至少一种有机溶剂、 及任选至少一种钝化剂。
[0016] 在又另一方面中，本发明描述一种自含贵金属的材料回收贵金属（例如，金）的方 法，其中该方法包括将该含贵金属的材料引入至含三碘化物的沥滤组合物中，及任选于其 中引入超音波空化。
[0017] 在又另一方面中，裸板可经过加工以自铜释出纤维玻璃-环氧树脂层，其中该裸 板可借助使环氧树脂降解而加工，其使铜片自纤维玻璃释出。
[0018] 在另一方面中，描述一种加工印刷线路板（PWB)的方法，该方法包括：
[0019] (a)自该PWB分离至少一种组件；及
[0020] (b)自该PWB移除至少一种金属、该至少一种组件、或两者。
[0021] 在另一方面中，描述一种自固体材料移除含铅和/或锡的材料的方法，其中该方 法包括使第一组合物与其上或其中具有含铅和/或锡的固体材料在足够的接触条件下接 触，以自固体材料移除含铅和/或锡的材料。该固体材料包括，但不限于，微电子装置、金 属、塑料、织物、纤维、土壤、矿石、木材、纸、玻璃、皮革及其它动物皮、水泥、混凝土、砖块、不 涂泥灰的石墙（drywall)、沥青、含角质的物质如头发及指甲、橡胶、乳胶、及其组合。
[0022] 在另一方面中，描述一种自固体材料移除含铜和/或镍的材料的方法，其中该方 法包括使第二组合物与其上或其中具有含铜和/或镍的材料的固体材料在足够的接触条 件下接触，以自固体材料移除含铜和/或镍的材料。该固体材料包括，但不限于，微电子装 置、金属、塑料、织物、纤维、土壤、矿石、木材、纸、玻璃、皮革及其它动物皮、水泥、混凝土、砖 块、不涂泥灰的石墙、沥青、含角质的物质如头发及指甲、橡胶、乳胶、及其组合。
[0023] 其它方面、特征及优点将可由下文揭示的内容及由权利要求书而更完整明了。
【附图说明】
[0024] 图1说明了循环利用印刷线路板的方法的第一个