金属剥除添加剂、含其的组合物及剥除金属的方法
【专利摘要】本发明提供一种金属剥除添加剂、含其的组合物及剥除金属的方法。以该金属剥除添加剂的重量百分浓度计，其包含10至40重量百分浓度的磷酸盐、3至15重量百分浓度的碳酸盐、及5至15重量百分浓度的选自柠檬酸或其衍生物、草酸盐或其衍生物、苹果酸盐或其衍生物的至少一种的成分。所述金属剥除添加剂配合硝酸使用成为本发明的金属剥除组合物。以该金属剥除组合物的体积百分比计，其包含：40至60体积百分比的硝酸；及40至60体积百分比的上述金属剥除添加剂。本发明的剥除金属的方法包含以下步骤：使一待处理物与上述金属剥除组合物接触。本发明的方法具有可用于多种金属的剥除工艺、低腐蚀性、低毒性、可于常温下进行反应等多项优点。
【专利说明】金属剥除添加剂、含其的组合物及剥除金属的方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种金属剥除添加剂及含其的组合物，以及用该组合物剥除金属的方法，尤指一种剥金添加剂及含其的组合物，属于金属剥除【技术领域】。
【背景技术】
[0002]自古以来，矿产与人类社会及科学的发展息息相关，其重要性在现代科技的电子产业中更显得举足轻重。电子产业中的多种组件，如中央处理器、电路板、内存、覆晶芯片、乃至于手机外壳中的隐藏式天线，都具有含镀金属的部分。该些部分负担关键性的功能。然而，地球上的矿产资源并非取之不竭用之不尽，因此，在永续发展的考虑下，如何从废弃物上回收其金属成分，逐渐成为产业中重视的工作环节之一。
[0003]由于金(Gold)是一种化学性质非常稳定的惰性金属，因此有别于其它金属，非常不容易自废弃物上剥除，可选用的回收方法也相当有限。本领域中所使用的以剥除金的方式为王水法(Aqua Regia)及氰化物法(Cyanide)。
[0004]王水是以浓硝酸及浓盐酸在1: 3的体积下混合所得的酸液，其可溶解包括金等大多数的金属材料。然而，王水腐蚀性极强，因此即便其具有配制方法简易的优点，在安全考虑下仍始终不是业界最主流采用的方式。此外，通常在电子组件的回收中，除了欲回收其上所镀有的金属之外，该基板本身或其中的其它部分也尚有回收价值。因此，若以王水回收废弃电子组件上的金属，因为王水的高腐蚀性,该废弃电子组件上的其它部分也一并腐蚀损坏而无法回收利用，并不理想。
[0005]氰化物法是业界最主要采用的剥金方式。然而，虽然氰化物没有王水的高腐蚀性缺点，其具有高生物毒性，并产生许多操作及保存上的风险。此外，氰化物法产生的废液中的氰化物含量高，须至少稀释500倍或以上才可符合相关环保规定。这些额外付出的后续处理成本，对于企业来说也是一笔负担。
[0006]中国台湾发明专利公开第201247941号揭露了一种新颖的剥金组合物，其成分组成搭配电解技术可有效地自回收材料中剥除金。然而，电子组件中有多种采用不具导电性的基板，使得须搭配电解技术的上述剥金组合物的运用受到限制。
[0007]综上所述，本领域中需要一种操作简易且运用广泛的金属剥除组合物。
【发明内容】
[0008]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种金属剥除添加剂，其具有低腐蚀性、低毒性及中性的pH值，而有利于金属剥除的操作。
[0009]本发明的另一目在于提供一种金属剥除组合物，其操作简单，可在常温下进行作业。
[0010]本发明的目的还在于提供一种金属剥除方法，其可广泛适用于多种金属，且具有更好的剥除速度。
[0011]为达上述目的，本发明提供一种金属剥除添加剂(metal stripping additive),以该金属剥除添加剂的重量百分浓度计，其包含:10至40重量百分浓度的磷酸盐；3至15重量百分浓度的碳酸盐；及5至15重量百分浓度的选自柠檬酸或其衍生物、草酸盐或其衍生物、苹果酸盐或其衍生物的至少一种的成分。
[0012]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述金属剥除添加剂进一步包含5至30重量百分浓度的选自次氯酸钠或其衍生物、吡啶磺酸或其衍生物的至少一种的成分。
[0013]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸钠中的一种或几种的组合。
[0014]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾或其组
口 ο
[0015]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述柠檬酸或其衍生物为单水柠檬酸(citricacid monohydrate)、梓樣酸三钠(Trisodium citrate monohydrate)或其组合。
[0016]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述金属剥除添加剂进一步包含选自硼酸、硫酸盐、金属氯化物、硝酸盐、金属氢氧化物的至少一种的成分。
[0017]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述硫酸盐为硫酸钠、硫酸铵和硫酸钾中的一种或几种的组合。
[0018]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述金属氯化物为氯化钠、氯化铵和氯化钾中的一种或几种的组合 。
[0019]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述硝酸盐为硝酸铵、硝酸钾和硝酸钠中的一种或几种的组合。
[0020]在上述金属剥除添加剂中，优选地，所述金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或其组合。
[0021]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述金属剥除添加剂的pH值为6.5至8.0。
[0022]本发明还提供一种金属剥除组合物(metal stripping composition),以该金属剥除组合物的体积百分比计，其包含:40至60体积百分比的硝酸 '及40至60体积百分比的上述金属剥除添加剂。
[0023]在上述金属剥除组合物中，优选地，所述硝酸为质量浓度为60至70%的硝酸。
[0024]本发明另提供一种剥除金属的方法，其包含以下步骤:使一待处理物与上述金属剥除组合物接触。
[0025]在上述剥除金属的方法中，优选地，所述接触为使所述待处理物浸泡于所述金属剥除组合物中。
[0026]在上述剥除金属的方法中，优选地，所述接触是在温度10至70°C下进行。
[0027]在上述剥除金属的方法中，优选地，所述接触的时间为10至900秒。
[0028]根据本发明的【具体实施方式】，优选地，上述方法的剥除速度为0.01至0.2 μ m/min0
[0029]在上述剥除金属的方法中，优选地，所述待处理物为一电子组件。更优选地，所述电子组件为中央处理器、电路板、内存、覆晶芯片和手机中的一种或几种的组合。
[0030]在本发明中，优选地，上述金属剥除添加剂及/或上述金属剥除组合物不包含氰化物、铅、镉、汞和六价铬中的一种或几种的组合。
[0031]在本发明中，优选地，上述金属剥除添加剂、上述金属剥除组合物、及/或上述方法的所述金属为金、铜、镍、锡和钯中的一种或几种的组合。
[0032]在本发明中，优选地，上述金属剥除添加剂、上述金属剥除组合物、及/或上述方法不损害银、不锈钢、钛和塑料中的一种或几种的组合所制成的物体。
[0033]综上所述，本发明关于一种可用于剥除多种金属的剥除添加剂、含其的组合物、及使用该组合物的方法。本发明的添加剂具有中性的PH值，因此在保存及使用上的安全性较常用方法来得更好。此外，本发明的方法可在常温下进行，其所需的剥除时间也较常用方法短，因此较常用方法更为优异。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1A为本发明实施例2的实验一中，反应前的CPU的照片。
[0035]图1B为本发明实施例2的实验一中，反应后的CPU的照片。
[0036]图2A为本发明实施例2的实验二中，反应前的PCB的照片。
[0037]图2B为本发明实施例2的实验二中，反应后的PCB的照片。
[0038]图3A为本发明实施例2的实验三中，反应前的PCB的照片。
[0039]图3B为本发明实施例2的实验三中，反应后的PCB的照片。
[0040]图4A为本发明实施例2的实验四中，反应前的内存的照片。
[0041]图4B为本发明实施例2的实验四中，反应后的内存的照片。
[0042]图5A为本发明实施例2的实验五中，反应前的芯片的照片。
[0043]图5B为本发明实施例2的实验五中，反应后的芯片的照片。
[0044]图6A为本发明实施例2的实验六中，反应前的芯片的照片。
[0045]图6B为本发明实施例2的实验六中，反应后的芯片的照片。
[0046]图7A为本发明实施例2的实验七中，反应前的手机壳的照片。
[0047]图7B为本发明实施例2的实验七中，反应后的手机壳的照片。
[0048]图8A为本发明实施例2的实验八中，反应前的不锈钢板的照片。
[0049]图8B为本发明实施例2的实验八中，反应后的不锈钢板的照片。
【具体实施方式】
[0050]有鉴于常用金属的剥除方法的不足，本发明提供一种金属剥除添加剂及含其的组合物。本发明的金属剥除组合物不仅可用于剥除金，亦可适用于铜、镍、锡、钯等材质的剥除，因此有利于广泛地利用于金属回收的工艺中。
[0051]本发明的金属剥除添加剂包含:10至40重量百分浓度的磷酸盐；3至15重量百分浓度的碳酸盐；及5至15重量百分浓度的选自柠檬酸或其衍生物、草酸盐或其衍生物、苹果酸盐或其衍生物的至少一种的成分。本发明意外地发现，在上述成分及其相对浓度的组合下所制得的金属剥除 添加剂可与硝酸搭配产生优异的金属剥除效果。更甚之，本发明的金属剥除添加剂的PH值为约6.5至8.0的中性范围，因此不论在保存或是操作上都非常安全。
[0052]在本发明的可行实施方式中，所述金属剥除添加剂的所有成分可通过本领域中公知的方式混合。优选地，分别使各成分溶解或悬浮于一本领域中公知的溶剂中，再加以混合，得到本发明的金属剥除添加剂。可行地，所述溶剂为水。[0053]在本发明的可行实施方式中，所述碳酸盐为:碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸钠中的一种或几种的组合；所述磷酸盐为:磷酸二氢钾、磷酸氢二钾或其组合；所述柠檬酸或其衍生物为:单水朽1 樣酸(citric acid monohydrate)、朽1 樣酸三钠(Trisodium citratemonohydrate)或其组合。
[0054]在本发明的可行实施方式中，本发明的添加剂可进一步包含5至30重量百分浓度的选自次氯酸钠或其衍生物、吡啶磺酸或其衍生物的至少一种的成分。
[0055]在本发明的优选实施方式中，本发明的添加剂包含10至40重量百分浓度的磷酸二氢钾；5至30重量百分浓度的次氯酸钠；3至15重量百分浓度的碳酸氢钠；及5至15重量百分浓度的单水柠檬酸。
[0056]在本发明的可行实施方式中，本发明的添加剂可进一步包含选自硼酸、硫酸盐、金属氯化物、硝酸盐、金属氢氧化物的至少一种的成分。可行地，所述硫酸盐为:硫酸钠、硫酸铵和硫酸钾中的一种或几种的组合；所述金属氯化物为:氯化钠、氯化铵和氯化钾中的一种或几种的组合；所述硝酸盐为:硝酸铵、硝酸钾和硝酸钠中的一种或几种的组合；所述金属氢氧化物为:氢氧化钠、氢氧化钾或其组合。
[0057]本发明的金属剥除组合物是由硝酸与本发明的金属剥除添加剂配制而成。更明确地，本发明的金属剥除组合物包含:40至60体积百分比的硝酸；及40至60体积百分比的本发明的金属剥除添加剂。可行地，所述硝酸为质量浓度为60至70%的硝酸；优选地，所述硝酸是市售的质量浓度为68%的硝酸。
[0058]在本发明的优选实施方式中，本发明的金属剥除添加剂及金属剥除组合物皆不含有氰化物、铅、镉、汞和六价铬中的一种或几种的组合的成分，因此不仅对环境无害，于操作上也不影响使用者的健康。
[0059]本发明的金属剥除添加剂及/或金属剥除组合物的一个特点在于可用于溶解或剥除待处理物上的金、铜、镍、锡和钯中的一种或几种的组合。
[0060]本发明的金属剥除添加剂及/或金属剥除组合物的一个特点在于不损害银、不锈钢、钛和塑料中的一种或几种的组合所制成的物体。本文中所述的“不损害”是指本发明的金属剥除添加剂及/或金属剥除组合物对所列材料所制成的物体实质上不溶解或不产生剥除的效果。
[0061]本发明的金属剥除添加剂及/或金属剥除组合物的一个特点在于不含有氰化物、铅、镉、汞、六价铬等有害于生物体或有害于环境的成分。
[0062]本发明另提供一种剥除金属的方法，其包含以下步骤:使一待处理物与本发明的金属剥除组合物接触。
[0063]所述待处理物可为任何带有欲回收的金属的物体。举例来说，所述待处理物可为一镀有金属层的电子组件；更明确地说，所述待处理物例如，但不限于:中央处理器、电路板、内存、覆晶芯片和手机中的一种或几种的组合。
[0064]所述接触为使所述待处理物浸泡于所述金属剥除组合物中；更明确地说，是使所述待处理物浸泡于一装有所述金属剥除组合物的容器中，并使所述待处理物上具有欲回收的金属的区域完全浸没于所述金属剥除组合物中。
[0065]本领域一般技术人员根据本发明所揭露的内容，可视情况调整本发明的方法中的接触时间或温度。优选地，本发明的方法可在温度10至70°C下进行。虽然温度越高可获得越快的反应速度，但本发明在室温下进行即可获得良好的金属剥除效果，故具有不须加热的优点。
[0066]此外，视欲回收的金属的多少，本领域一般技术人员亦可根据本发明所揭露的内容调整本发明的方法中的接触时间。以金为例，本发明方法的剥除速度为0.01至0.2 μ m/min。通常而言，本发明的方法中仅需10至900秒的接触时间即可完成金属剥除的程序。
[0067]反应完之后的本发明金属剥除组合物中将溶有剥除下来的金属，此时，可通过本领域中的公知手段将其分离纯化出来(例如电解法、离子交换法等纯化技术)而回收使用于其它用途。
[0068]以下实施例谨记载本发明研发所进行的试验，以进一步释明本发明的特征与优点。但需理解的是，所列实施例仅是示范性地例示本发明的技术方案，不用于限制本发明的保护范围。
[0069]实施例1:测试本发明的剥除组合物对不同金属的剥除饱和度
[0070]本实施例所用的本发明所制得的剥除添加剂具有以下成分:40重量百分浓度的磷酸二氢钾、30重量百分浓度的次氯酸钠、15重量百分浓度的碳酸氢钠、及15重量百分浓度的单水柠檬酸，并测得PH值为7.4。将所制得的剥除添加剂与市售硝酸(68%)以5:5的体积比混合为本发明的金属剥除组合物。
[0071]分别于上述金属剥除组合物中投入不同重量的纯材料块，以测试各种材料于本发明的金属剥除组合物中的溶解度。本实施例所实验的材料为:金、铜、镍、锡、银、不锈钢、钛、塑料。反应温度为30°C。
[0072]从不同重量的纯材料块的溶解度求得本发明的金属剥除组合物对各种材料的最大溶解度，即为本实施例欲求得的剥除饱和度。实验结果如表1所列。
[0073]表1:本实施例的金属剥除组合物对各种材料的最大溶解度(剥除饱和度)
[0074]
【权利要求】
1.一种金属剥除添加剂，以该金属剥除添加剂的重量百分浓度计，其包含: 10至40重量百分浓度的磷酸盐； 3至15重量百分浓度的碳酸盐 '及 5至15重量百分浓度的选自柠檬酸或其衍生物、草酸盐或其衍生物、苹果酸盐或其衍生物的至少一种的成分。
2.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其进一步包含5至30重量百分浓度的选自次氯酸钠或其衍生物、吡啶磺酸或其衍生物的至少一种的成分。
3.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其中，所述碳酸盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸钠中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其中，所述磷酸盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾或其组合。
5.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其中，所述柠檬酸或其衍生物为单水柠檬酸、柠檬酸三钠或其组合。
6.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其进一步包含选自硼酸、硫酸盐、金属氯化物、硝酸盐、金属氢氧化物的至少一种的成分。
7.如权利要求6所述的金属剥除添加剂，其中，所述硫酸盐为硫酸钠、硫酸铵和硫酸钾中的一种或几种的组合。
8.如权利要求6所述的金属剥除添加剂，其中，所述金属氯化物为氯化钠、氯化铵和氯化钾中的一种或几种的组合。
9.如权利要求6所述的金属剥除添加剂，其中，所述硝酸盐为硝酸铵、硝酸钾和硝酸钠中的一种或几种的组合。
10.如权利要求6所述的金属剥除添加剂，其中，所述金属氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或其组合。
11.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其PH值为6.5至8.0。
12.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其不包含氰化物、铅、镉、汞和六价铬中的一种或几种的组合。
13.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其中，所述金属为金、铜、镍、锡和钯中的一种或几种的组合。
14.如权利要求1所述的金属剥除添加剂，其不损害银、不锈钢、钛和塑料中的一种或几种的组合所制成的物体。
15.一种金属剥除组合物，以该金属剥除组合物的体积百分比计，其包含: 40至60体积百分比的硝酸；及 40至60体积百分比的权利要求1至14任一项所述的金属剥除添加剂。
16.如权利要求15所述的金属剥除组合物，其中，所述硝酸为质量浓度为60至70%的硝酸。
17.如权利要求15所述的金属剥除组合物，其不包含氰化物、铅、镉、汞和六价铬中的一种或几种的组合。
18.如权利要求15所述的金属剥除组合物，其中，所述金属为金、铜、镍、锡和钯中的一种或几种的组合。
19.如权利要求15所述的金属剥除组合物，其不损害银、不锈钢、钛和塑料中的一种或几种的组合所制成的物体。
20.一种剥除金属的方法，其包含以下步骤: 使一待处理物与权利要求15-19任一项所述的金属剥除组合物接触。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述接触为使所述待处理物浸泡于所述金属剥除组合物中。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述接触是在温度10至70°C下进行。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述接触的时间为10至900秒。
24.如权利要求20所述的方法，其剥除速度为0.01至0.2 μ m/min。
25.如权利要求20所述的方法，其中，所述金属为金、铜、镍、锡和钯中的一种或几种的组合。
26.如权利要求20所述的方法，其不损害银、不锈钢、钛和塑料中的一种或几种的组合所制成的物体。
27.如权利要求20所述的方法，其中，所述待处理物为一电子组件。
28.如权利要求27所述 的方法，其中，所述电子组件为中央处理器、电路板、内存、覆晶芯片和手机中的一种或几种的组合。
【文档编号】C23F1/44GK104005030SQ201310149988
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】许景翔 申请人:优胜奈米科技有限公司