專利名稱：由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明系與廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液的回收處理技術有關，特別是一種能完全回收該廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中的銅金屬的處理方法及其裝置。
<二>
背景技術：
近年來，由于低價計算機的興起及手機等信息產業的蓬勃快速發展，直接帶動印刷電路板(PCB)的需求，故全球印刷電路板(PCB)的生產總量亦逐年增加，相對地，在汰舊換新的循環下，使得廢棄的印刷電路板(PCB)也跟隨增加，如何處理越來越多的廢棄的印刷電路板(PCB)，也就成為各界所急欲解決的課題；另從許多的研究報告中指出，制作印刷電路板所必需使用的化學蝕刻液如氯化銅及氨化銅等，經常在其制程及水洗的過程中被留滯于廢液內，使得制程后的電鍍廢液、蝕刻廢液及氯化銅廢液等廢液中，均含有極高濃度的銅離子，若未能加以處理而即予排放流出的話，不僅使水及銅金屬等資源無法回收再利用造成浪費外，對于環境及生態更是一個可怕的殺手；此外，對于印刷電路板在制程中所產生的不良品，及因產品故障或汱舊換新等因素所產生的廢棄印刷電路板(PCB)，其回收過程中原有焊固附著于電子零、組件上的焊钖部份，可直接以市售的剝钖液來去除即可完全回收，但存在于該廢棄印刷電路板(PCB)內部的銅金屬部份，卻無法直接撥除，故現有的處理方式系采用粉粹法及直接火化處理法等方式來處理，其作業方式及缺失分述如下一、粉碎法系將片狀的廢印刷電路板(PCB)先研磨成粉末狀之粉層后，再利用物理比重的原理，分離出含銅成份較多的粉層與含銅成份較少的粉層；惟，該兩種分離后的含銅粉層，僅是含銅量的多或少之差別而已，其仍是無法達到單獨將銅金屬完全自粉層內分離出來的結果。
二、直接火化處理法因印刷電路板(PCB)系以溴化環氧樹脂為接著劑，再與玻璃纖維所相黏合制成的，故以火化焚燒的方式來處理時，卻因該玻璃纖維的火化溫度必需達攝氏千度以上的高溫才能達成火化的目的，且為達到高溫的條件，其在實際操作上所需的燃燒成本支出卻反而遠大于所回收銅金屬的價值，故不符經濟效益；又，在火化的過程中，該廢印刷電路板(PCB)內所含的溴化環氧樹脂會產生嚴重污染環境的溴化氫(BrH)，反而造成二次污染的后果。
由上述得知，以現今處理對廢印刷電路板(PCB)上回收銅金屬的方式，效益確實不佳且又不符合環保法規的各項要求，急待尋求更好的解決處理方法。
本發明的主要目的，是將該廢印刷電路板(PCB)放入來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、蝕刻廢液或氯化銅廢液等含銅廢液中，利用該含銅廢液中所含大量的游離酸，來溶解該廢印刷電路板(PCB)上的銅，并使該含銅廢液中所含的銅離子更加飽和后，再加入碳酸鈉或氫氧化鈉，即可將該含銅廢液中的離子銅還原分離出金屬銅，進而達到同時回收該廢印刷電路板(PCB)內及該含銅廢液內的金屬銅。
本發明的又一目的，是將鹽酸循環澆淋于該廢印刷電路板(PCB)上，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與鹽酸反應形成一含銅的溶液后，再于該含銅的溶液中加入碳酸鈉，使其轉換成鈉鹽及碳酸銅，其中，該鈉鹽可加熱使其成為結晶體后，作為工業原料再循環使用，而該碳酸銅亦經加熱轉化成氧化銅后可直接販售，整個反應回收的過程中，不僅簡便且無任何污染環境的物質產生。
本發明的又一目的，是將該廢印刷電路板(PCB)置于鹽酸或硫酸等強酸的環境中，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與強酸反應成銅離子狀態而形成一含銅的溶液后，再于該含銅的溶液中加入氫氧化鈉，使兩者直接反應成鈉鹽及氫氧化銅，其中，該氫氧化銅再加熱后使其轉化成氧化銅，即成為可直接販售的工業用原料，鈉鹽則經再加熱成結晶體后，亦成為工業原料可被再循環使用。
本發明的再一目的，是將廢印刷電路板(PCB)放入草酸HOOCCOOH-2H2O之強酸溶液中，使該廢印刷電路板(PCB)內的銅金屬在與草酸HOOCCOOH-2H2O反應后迅速溶解分離，并形成粉狀的草酸銅CuC2O4-1/2H2O沉淀后，再將該草酸銅CuC2O4-1/2H2O直接置放于有氧(O2)的條件下加熱，使該草酸銅CuC2O4-1/2H2O轉化成氧化銅，從而可直接販售。
本發明的另一目的，是將該廢印刷電路板(PCB)置于鹽酸或硫酸等強酸的溶液中，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與強酸反應成銅離子狀態的含銅溶液后，再于該含銅的溶液中加入鋁料，利用鋁的活性大于銅的活性之特性，使該含銅溶液中的銅離子被直接置換出來而成為金屬銅粉，而反應后所留下的含鋁廢液則可成為金屬補集劑(PAC)，可提供給污水處理時做為混凝劑之用。
<三>
發明內容
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用鹽酸(HCl)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬與該鹽酸(HCl)反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅(CuCl2)溶液；(b).加入適量的碳酸鈉(Na2CO3)于該氯化銅(CuCl2)溶液中，使兩者反應后產生碳酸銅(CuCO3)及氯化鈉(NaCl)；及(c).將該碳酸銅(CuCO3)加熱轉換成氧化銅(CuO)。
其中，該步驟(a)中的鹽酸溶液可使用來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有鹽酸濃度之含銅廢液。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用鹽酸(HCl)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與該鹽酸(HCl)反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅(CuCl2)溶液；(b).加入適量的氫氧化鈉(NaOH)于該氯化銅(CuCl2)溶液中，使兩者反應后產生氫氧化銅(Cu(OH)2)及氯化鈉(NaCl)；及(c).將該氫氧化銅(Cu(OH)2)加熱轉換成氧化銅(CuO)。
其中，該步驟(a)中的鹽酸溶液可使用來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有鹽酸濃度之含銅廢液。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與該硫酸(H2SO4)反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅(CuSO4)溶液；(b).加入適量的碳酸鈉(Na2CO3)于該硫酸銅(CuSO4)溶液中，使兩者反應后產生碳酸銅(CuCO3)及芒硝(Na2SO4)；及(c).將該碳酸銅(CuCO3)加熱轉換成氧化銅(CuO)。
其中，該步驟(a)中的硫酸溶液可使用來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有硫酸濃度之含銅廢液。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與該硫酸(H2SO4)反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅(CuSO4)溶液；(b).加入適量的氫氧化鈉(NaOH)于該硫酸銅(CuSO4)溶液中，使兩者反應后產生氫氧化銅(Cu(OH)2)及芒硝(Na2SO4)；及(c).將該氫氧化銅(Cu(OH)2)加熱轉換成氧化銅(CuO)。
其中，該步驟(a)中的硫酸溶液可使用來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有硫酸濃度之含銅廢液。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)投入草酸HOOCCOOH-2H2O之強酸溶液中，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬與該草酸HOOCCOOH-2H2O反應溶解后，形成一粉狀的草酸銅CuC2O4-1/2H2O；及(b).將該草酸銅CuC2O4-1/2H2O置放于有氧(O2)的環境中，并加熱將草酸銅CuC2O4-1/2H2O轉換成氧化銅(CuO)。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其包括一反應槽，其槽壁上設有一酸液出口；一沉淀池，其槽壁上設有一酸液入口、一出料口及一鈉鹽排出口，其中，該酸液入口與該反應槽之出液口兩者間設有一連接管，該連接管上設置一閥門，又該沉淀池中設有一攪拌器；一轉化爐，其上方設有一入料口，其下方設置一出料口；一加熱裝置，系設置于該轉化爐的內部空間中或其下方，所發出的熱能使該轉化爐內部空間中的溫度維持在230℃～350℃之間。
其中，該轉化爐更包括一進料控制器、一透光窗口、一隔離桶及一除塵裝置；該進料控制器系設置于該入料口的下方；該透光窗口則設置于該轉化爐的爐壁上；該隔離桶系設置于該轉化爐的出料口上；該除塵裝置具有一集灰管、一水槽及一文氐管除塵裝置，其中，該集灰管系與該轉化爐的爐壁相連通，該文氐管除塵裝置則設置于該集灰管的管壁上，且該文氐管除塵裝置與該水槽之間設有一輸水管，該輸水管設有一抽水泵。
其中，該加熱裝置具有多組呈上、下排列的輸送帶，且該每一組輸送帶中均配置一加熱器，而各輸送帶之間均設有一壓碎輪及一飛灰遮避板；其中，該飛灰遮避板系設置于每一壓碎輪的上方。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)放入鹽酸(HCl)溶液中，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬與該鹽酸(HCl)反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅(CuCl2)溶液；(b).再將適量的鋁料投入該氯化銅(CuCl2)的溶液內，使兩者產生反應后形成銅粉(Cu)及聚合氯化鋁Al2(OH)nCl6-n·XH2Om水溶液。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)放入硫酸(H2SO4)溶液中，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬與該硫酸(H2SO4)反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅(CuSO4)溶液；及(b).再將適量的鋁料投入該硫酸銅(CuSO4)之溶液內，使兩者產生反應后形成銅粉(Cu)及硫酸鋁(Al2[SO4]3)水溶液。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其包括一反應桶；一酸液儲存槽，其與該反應桶之間接連有一管路，該管路上設有一閥門；一酸液儲放槽，其槽壁上設有一輸液管，該輸液管上設有一泵浦，且其末端管口系直接伸入該PAC反應沉淀池內；一PAC反應沉淀池，其上方設有一置鋁籃，而池底設有一銅粉出料口，另于池壁上接設出一反應循環管路，其上設有一反應循環泵及一反應循環閥門，又該反應循環管路的末端管口系位在該置鋁籃的上方，而位于該反應循環泵及反應循環閥門之間的反應循環管路上則接設有一PAC排液管，其上設有一PAC輸出閥門；及一貯水塔，其塔壁上設有一輸水管，其上設有一反應進水閥門，且其末端管口系直接伸入該反應沉淀池中。
其中，更包括一PAC清洗儲放裝置，其具有一清洗過濾槽及一PAC儲放桶；該清洗過濾槽的上方設有一過濾器，且其槽壁上接設有一PAC輸出管路，而該PAC輸出管路上設有一泵浦，又于該清洗過濾槽的上方接設有一PAC過濾管路、一PAC儲放管路及一回流管路，且該PAC過濾管路、PAC儲放管路及回流管路均與該PAC輸出管路相接通，而且該PAC過濾管路、PAC儲放管路及回流管路之管路上均分別裝設有一閥門，又該清洗過濾槽的上方系與該PAC排液管的末端管口相通；另該過濾器及貯水塔之間設有清洗管路，且在該清洗管路上亦設有一閥門。
本發明一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法及其裝置，其優點是確實能達到完全回收該廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液上的銅金屬之目的，且其過程中并無任何污染環境的物質產生，完全合符環保法規的各項要求。
<四>
圖1系本發明方法中第一實施例之流程方塊圖。
圖2系本發明方法中第二實施例之流程方塊圖。
圖3系本發明方法中第三實施例之流程方塊圖。
圖4系本發明方法中第四實施例之流程方塊圖。
圖5系本發明方法中第五實施例之流程方塊圖。
圖6系本發明中依第一至第五實施例之方法所專用裝置之示意圖。
圖7系本發明方法中第六實施例之流程方塊圖。
圖8系本發明方法中第七實施例之流程方塊圖。
圖9系本發明中依第六及第七實施例之方法所專用裝置之示意圖。
<五>具體實施方式
首先說明，本發明所欲回收的印刷電路板系為廢棄不再使用的廢印刷電路板，而現今對于廢印刷電路板的回收前處理，是先拆除廢印刷電路板上原焊固的電子零組件后，再以市售的剝钖液將附著于該電子零組件接腳孔的焊钖直接去除，因拆除廢印刷電路板的電子零組件，及以剝钖液來去除廢印刷電路板上的焊钖是屬習用技術，故在此不予贅述。
如圖1所示，系本發明「回收廢棄印刷電路板內銅金屬的方法」之第一實施例，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用鹽酸(HCl)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬與該鹽酸(HCl)反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅(CuCl2)溶液；其化學反應式如下
(b).加入適量的碳酸鈉(Na2CO3)于該氯化銅(CuCl2)溶液中，使兩者反應后產生碳酸銅(CuCO3)及氯化鈉(NaCl)；其化學反應式如下
(c).將該碳酸銅(CuCO3)加熱轉換成氧化銅(CuO)；其化學反應式如下
其中，該步驟(a)中之鹽酸(HCl)因具有強酸特性，可將該廢印刷電路板(PCB)上的銅溶蝕分離出來形成一含銅離子的溶液，且在溶蝕分離的過程中，亦可配合使用雙氧水或加入曝氣或電極方式來促進加速銅的溶解速度；該步驟(b)則是以碳酸鈉(Na2CO3)來還原分離出該含銅溶液中的銅離子，使其反應后產生碳酸銅(CuCO3)及氯化鈉(NaCl)，其中，該氯化鈉(NaCl)加熱成結晶體后，即成為工業原料可被再循環使用；而該步驟(c)中系將碳酸銅(CuCO3)給予加熱后轉換成氧化銅(CuO)，即成為可直接販售之工業用原料。
另，該步驟(a)中的強酸亦可更換成來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等含銅廢液，利用該含銅廢液內所含大量的游離酸，來溶解該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬成為銅離子，使該原含銅廢液中的銅離子更加的飽和，再于步驟(b)中加入適量的碳酸鈉(Na2CO3)于飽和的含銅廢液中，使兩者反應后可產生出碳酸銅(CuCO3)，而該碳酸銅(CuCO3)則于步驟(c)中給予加熱轉換成氧化銅(CuO)，亦能達到回收含銅廢液中之銅金屬之目的。
請參閱圖2所示，本發明「回收廢棄印刷電路板內銅金屬的方法」之第二實施例，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用鹽酸(HCl)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與該鹽酸(HCl)反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅(CuCl2)溶液；其化學反應式如下
(b).加入適量的氫氧化鈉(NaOH)于該氯化銅(CuCl2)溶液中，使兩者反應后產生氫氧化銅(Cu(OH)2)及氯化鈉(NaCl)；其化學反應式如下
(c).將該氫氧化銅(Cu(OH)2)加熱轉換成氧化銅(CuO)；其化學反應式如下
其中，該步驟(a)中之鹽酸(HCl)因具有強酸特性，可將該廢印刷電路板(PCB)上的銅溶蝕分離出來形成一含銅離子的溶液，且在溶蝕分離的過程中，亦可配合使用雙氧水或加入曝氣或電極方式來促進加速銅的溶解速度；該步驟(b)則是以氫氧化鈉(NaOH)來還原分離出該含銅溶液中的銅離子，使其反應后產生氫氧化銅(Cu(OH)2)及氯化鈉(NaCl)，其中，該氯化鈉(NaCl)加熱成結晶體后，即成為工業原料可被再循環使用；而該步驟(c)中系將氫氧化銅(Cu(OH)2)給予加熱后轉換成氧化銅(CuO)，即成為可直接販售之工業用原料。
另，該步驟(a)中的鹽酸亦可更換成來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等含銅廢液，利用該含銅廢液內所含大量的游離酸，來溶解該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬成為銅離子，使該原含銅廢液中的銅離子更加的飽和，再于步驟(b)中加入適量的氫氧化鈉(NaOH)于飽和的含銅廢液中，使兩者反應后可產生出氫氧化銅(Cu(OH)2)，而該氫氧化銅(Cu(OH)2)則于步驟(c)中給予加熱轉換成氧化銅(CuO)，亦能達到回收含銅廢液中之銅金屬之目的。
又請參閱圖3所示，本發明「回收廢棄印刷電路板內銅金屬的方法」之第三
(b).加入適量的碳酸鈉(Na2CO3)于該硫酸銅(CuSO4)溶液中，使兩者反應后產生碳酸銅(CuCO3)及芒硝(Na2SO4)；其化學反應式如下
(c).將該碳酸銅(CuCO3)加熱轉換成氧化銅(CuO)；其化學反應式如下
其中，該步驟(a)中之硫酸(H2SO4)因具有強酸特性，可將該廢印刷電路板(PCB)上的銅溶蝕分離出來形成一含銅離子的溶液，且在溶蝕分離的過程中，亦可配合使用雙氧水或加入曝氣或電極方式來促進加速銅的溶解速度；該步驟(b)則是以碳酸鈉(Na2CO3)來還原分離出該含銅溶液中的銅離子，使其反應后產生碳酸銅(CuCO3)及芒硝(Na2SO4)，其中，該芒硝(Na2SO4)加熱成結晶體后，即成為工業原料可被再循環使用；而該步驟(c)中系將碳酸銅(CuCO3)給予加熱后轉換成氧化銅(CuO)，即成為可直接販售之工業用原料。
另，該步驟(a)中的硫酸亦可更換成來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等含銅廢液，利用該含銅廢液內所含大量的游離酸，來溶解該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬成為銅離子，使該原含銅廢液中的銅離子更加的飽和，再于步驟(b)中加入適量的碳酸鈉(Na2CO3)于飽和的含銅廢液中，使兩者反應后可產生出碳酸銅(CuCO3)，而該碳酸銅(CuCO3)則于步驟(c)中給予加熱轉換成氧化銅(CuO)，亦能達到回收含銅廢液中之銅金屬之目的。
又請參閱圖4所示，本發明「回收廢棄印刷電路板內銅金屬的方法」之第四
(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)利用硫酸(H2SO4)的循環澆淋，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與該硫酸(H2SO4)反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅(CuSO4)溶液；其化學反應式如下
(b).加入適量的氫氧化鈉(NaOH)于該硫酸銅(CuSO4)溶液中，使兩者反應后產生氫氧化銅(Cu(OH)2)及芒硝(Na2SO4)；其化學反應式如下
(c).將該氫氧化銅(Cu(OH)2)加熱轉換成氧化銅(CuO)；其化學反應式如下
其中，該步驟(a)中之硫酸(H2SO4)因具有強酸特性，可將該廢印刷電路板(PCB)上的銅溶蝕分離出來形成一含銅離子的溶液，且在溶蝕分離的過程中，亦可配合使用雙氧水或加入曝氣或電極方式來促進加速銅的溶解速度；該步驟(b)則是以氫氧化鈉(NaOH)來還原分離出該含銅溶液中的銅離子，使其反應后產生氫氧化銅(Cu(OH)2)及芒硝(Na2SO4)，其中，該芒硝(Na2SO4)加熱成結晶體后，即成為工業原料可被再循環使用；而該步驟(c)中系將氫氧化銅(Cu(OH)2)給予加熱后轉換成氧化銅(CuO)，即成為可直接販售之工業用原料。
另，該步驟(a)中的硫酸亦可更換成來自印刷電路板(PCB)制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等含銅廢液，利用該含銅廢液內所含大量的游離酸，來溶解該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬成為銅離子，使該原含銅廢液中的銅離子更加的飽和，再于步驟(b)中加入適量的氫氧化鈉(NaOH)于飽和的含銅廢液中，使兩者反應后可產生出氫氧化銅(Cu(OH)2)，而該氫氧化銅(Cu(OH)2)則于步驟(c)中給予加熱轉換成氧化銅(CuO)，亦能達到回收含銅廢液中之銅金屬之目的。
再請參閱圖5所示，系本發明「對廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法」之第五實施例，其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板(PCB)投入草酸HOOCCOOH-2H2O之強酸溶液中，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅金屬與該草酸HOOCCOOH-2H2O反應溶解后，形成一粉狀的草酸銅CuC2O4-1/2H2O；其化學反應式如下
(b).將該草酸銅CuC2O4-1/2H2O置放于有氧(O2)的環境中，并加熱將草酸銅CuC2O4-1/2H2O轉換成氧化銅(CuO)；其化學反應式如下
其中，該步驟(a)中系以過濾或沉淀的方式，將該草酸銅CuC2O4-1/2H2O微細粉末自溶液中分離；而該步驟(b)中則將草酸銅CuC2O4-1/2H2O粉末給予增氧加熱后轉換成氧化銅(CuO)，即成為可直接販售之工業用原料。
請參閱圖6所示，系依據上述第一至第五實施例所述之方法所專用之裝置，其包括一反應槽10、一沉淀池20、一轉化爐30及一加熱裝置40；其中，該反應槽10的槽壁上設有一酸液出口11；該沉淀池20之槽壁上設有一酸液入口21、一出料口22及一鈉鹽排出口23，其中，該酸液入口21與該反應槽10之出液口11兩者間設有一連接管24，且該連接管24上裝設有一閥門241，另于該沉淀池20中設有一電動攪拌器M；該轉化爐30具有一入料口31、一出料口32、一進料控制器33、一透光窗口34、一隔離桶35及一除塵裝置36；其中，該入料口31系設置于該該轉化爐30爐體的上方；該出料口32則設置于該轉化爐30爐體的下方；該進料控制器33系設置于該入料口31的下方，用以控制進料的速度；該透光窗口34則設置于該轉化爐30之爐壁上，用以查看爐內之狀況及行反應時該轉化爐30內溫度的變化；該隔離桶35系設置于該轉化爐30之出料口32上，其用以防止氧化銅(CuO)在輸出的過程中與外界產生接觸而被污染，以確保該氧化銅(CuO)的生產品質；該除塵裝置36具有一集灰管361、一水槽362及一文氐管除塵裝置363，其中，該集灰管361系與該轉化爐30的爐壁相連通，該文氐管除塵裝置363則設置于該集灰管361之管壁上，且該文氐管除塵裝置363與該水槽362之間設有一輸水管364，該輸水管364設有一抽水泵365，由于該文氐管除塵裝置363具有牽引的吸力，可使該反應爐30內的水蒸氣與呈飛灰狀的氧化銅被吸入該集灰管361中，且利用該抽水泵365的運轉動力將該水槽362內的水，輸送至該文氐管除塵裝置363內，使該水蒸氣及氧化銅飛灰能被收集于該水槽362中，而該氧化銅(CuO)再經沉淀后可完全回收；該加熱裝置40則設置于該轉化爐30之內部空間中，其具有多組呈上、下排列的輸送帶41，利用該多組的輸送帶41來拉長反應的時間，并藉由該輸送帶41之間的落差與移動來令轉化物作翻滾及上下位置的變化，使加速干燥與轉化之效果更佳，而且該每一組輸送帶41中均配置一加熱器42，藉由該加熱器42所發出的熱能使該轉化爐30內部空間中的溫度可維持在230℃～350℃之間；另于各輸送帶41之間均設有一壓碎輸43及一飛灰遮避板44；其中，該飛灰遮避板44系設置于每一壓碎輪43的上方，可使該壓碎輸43在壓碎物料的過程中，用以阻絕飛灰的飛散。
請配合圖1及圖6所示，當本發明方法之第一實施例配合本裝置操作時，系先將適量的鹽酸(HCl)溶液倒入該反應槽10內，再把預定數量的廢印刷電路板(PCB)投入該反應槽10之鹽酸(HCl)溶液內，并使鹽酸(HCl)溶液不斷循環澆淋于該廢印刷電路板(PCB)上，使該廢印刷電路板上的銅金屬被溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅溶液，接著，打開該閥門241將該氯化銅溶液流入該沉淀池20內，待累積蓄有一定容量的氯化銅溶液時，即關閉該閥門241；另將適量的碳酸鈉(Na2CO3)加入該沉淀池20內并啟動該電動攪拌器M，使得該碳酸鈉(Na2CO3)與氯化銅溶液充份的混合，進而相互反應后產生氯化鈉(NaCl)及碳酸銅(CuCO3)，其中，該氯化鈉(NaCl)由該鈉鹽排出口23輸出，可再經加熱成結晶體后，成為工業原料而被再循環使用；而該碳酸銅(CuCO3)則會沉淀于該沉淀池20之底部，而由該出料口22輸出，并經水洗純化脫水設備P之后，即由該轉化爐30之入料口31投入至該轉化爐30內，經由順序掉落至該加熱裝置40之各輸送帶41上，即可藉由該加熱器42之加熱干燥后轉化成固態粉狀之氧化銅(CuO)，再由該轉化爐30底部的出料口32輸出，即完成回收該廢印刷電路板(PCB)上銅金屬的工作，并成為可直接販售之工業用原料；有關本發明方法之第二至第五實施例其在使用本裝置之操作程序，均與前述之第一實施例的操作過程相同，且操作后同樣可回收取得氧化銅，在此不再贅述。
請參閱圖7所示，系本發明「回收廢棄印刷電路板內銅金屬的方法」之第六
(b).再將適量的鋁料投入該氯化銅(CuCl2)之溶液內，使兩者產生反應后形成銅粉(Cu)及聚合氯化鋁Al2(OH)nCl6-n·XH2Om水溶液；其化學反應式如下上述化學反應式中之n＝1～5，m≤10；于該步驟(a)中可將氯化銅(CuCl2)之溶液不斷地循環澆淋于該鋁料上，以加快該鋁料之溶解，進而可控制其反應量；而加入的鋁料可用一般回收的廢鋁或機械加工后所回收的鋁屑，以降低鋁料的使用成本；再由該步驟(b)中得知，當該鋁料投入至該氯化銅(CuCl2)的溶液內后，該氯化銅(CuCl2)溶液中的銅即會與該鋁料中的鋁產生反應，因鋁料中的鋁分子之活性較銅分子的活性為大，所以鋁分子能將該氯化銅(CuCl2)中的銅直接置換出來而形成銅粉；另，該步驟(b)中所產生的聚合氯化鋁Al2(OH)nCl6-n·XH2Om水溶液則可作為金屬補集劑(PAC)，而被使用于污水處理時所需的混凝劑者。
請參閱圖8所示，系本發明「回收廢棄印刷電路板內銅金屬的方法」之第七
(b).再將適量的鋁料投入該硫酸銅(CuSO4)之溶液內，使兩者產生反應后形成銅粉(Cu)及硫酸鋁(Al2[SO4]3)水溶液；其化學反應式如下
其中，該步驟(a)中可將硫酸銅(CuSO4)溶液不斷地循環澆淋于該鋁料上，以加快該鋁料之溶解，進而可控制其反應量；而加入的鋁料可用一般回收的廢鋁或機械加工后所回收的鋁屑，以降低鋁料的使用成本；再由該步驟(b)中得知，當該鋁料投入至該硫酸銅(CuSO4)溶液內后，該硫酸銅(CuSO4)溶液中的銅即會與該鋁料中的鋁產生反應，因鋁料中的鋁分子之活性較銅分子的活性為大，所以鋁分子能將該硫酸銅(CuSO4)中的銅直接置換出來而形成銅粉；另，該步驟(b)中所產生的硫酸鋁(Al2[SO4]3)水溶液則可作為金屬補集劑(PAC)，而被使用于污水處理時所需的混凝劑。
請參閱圖9所示，系依據前述第六及第七實施例所述之方法所專用之裝置，其包括一反應桶50、一酸液儲放槽60、一PAC反應沉淀池70、一貯水塔80及一PAC清洗儲放裝置90；其中，該反應桶50與該酸液儲存槽60之間系接連一管路51，該管路51上設有一閥門52；該酸液儲放槽60之槽壁上設有一輸液管61，其上設有一泵浦62，且其末端管口系直接伸入該PAC反應沉淀池70內；該PAC反應沉淀池70的上方設有一置鋁籃71，其池底設有一銅粉出料口72，另于池壁上接設出一反應循環管路73，其上設有一反應循環泵74及一反應循環閥門75，又該反應循環管路73的末端管口系位在該置鋁籃71的上方，而位于該反應循環泵74及反應循環閥門75之間的反應循環管路73上則接設有一PAC排液管76，其上設有一PAC輸出閥門77，又該排液管76的末端管口系直接伸入該PAC清洗儲放裝置90內；該貯水塔80之塔壁上設有一輸水管81，其上設有一反應進水閥門82，且其末端管口系直接伸入該反應沉淀池70中；該PAC清洗儲放裝置90具有一清洗過濾槽91及一PAC儲放桶92；其中，該清洗過濾槽91的上方設有一過濾器93，且其槽壁上接設有一PAC輸出管路94，而該PAC輸出管路94上設有一泵浦95，又于該清洗過濾槽91的上方接設有一PAC過濾管路96、一PAC儲放管路97及一回流管路98，且該PAC過濾管路96、PAC儲放管路97及回流管路98均與該PAC輸出管路94相接通，而且該PAC過濾管路96、PAC儲放管路97及回流管路98之管路上均分別裝設有一閥門V；另該過濾器93及貯水塔80之間設有清洗管路931，且在該清洗管路931上亦設有一閥門932。
請配合圖7至圖9所示，當本發明方法之第六及第七實施例配合前述裝置操作時，系先將適量的鹽酸(HCl)或硫酸(H2SO4)等強酸溶液倒入該反應槽50內，再把預定數量的廢印刷電路板(PCB)投入該反應槽50之強酸溶液內，令該強酸溶液將廢印刷電路板上的銅金屬溶解成銅離子狀態而形成一含銅溶液，再打開該閥門52，讓該含銅溶液流入該酸液儲放槽60內，且待該酸液儲放槽60蓄有一定容量的含銅溶液后，再關閉該閥門52；接著，將適量的鋁料放入該置鋁籃71中，并打開該反應進水閥門82，讓少量的清水注入至該PAC反應沉淀池70中，并啟動該泵浦62將該酸液儲放槽60內的含銅溶液打入該PAC反應沉淀池70內，且同時啟動該反應循環泵74及打開反應循環閥門75，讓含銅溶液不斷循環澆淋于該置鋁籃71中的鋁料上，直至該該PAC反應沉淀池70中的含銅溶液到達滿水位為止，即停止該含銅溶液的循環及輸入，接著，進行靜止沉淀，讓鋁能將含銅溶液中的銅置換出來，并沉淀于該PAC反應沉淀池70的底部后，由該銅粉出料口72輸出；另反應后所產生的PAC溶液則打開PAC輸出閥門77，由該排液管76進入該清洗過濾槽91內后，即可打開該PAC過濾管路96上閥門V，讓PAC溶液通過該過濾器93過濾，待該PAC溶液的水質干凈后，再打開該PAC儲放管路97上的閥門V，將過濾干凈后的PAC溶液打入該PAC儲放桶92中，并待PAC溶液的過濾工作全部完成后，即可打開該清洗管路931上的閥門932，使該貯水塔80的清水能經由該清洗管路931清洗該過濾器93上的污物，且清洗后含有PAC的污水則可經由該回流管路98，流回至該PAC反應沉淀池70中，再進行下一批的反應工作。
權利要求
1.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板利用鹽酸的循環澆淋，使該廢印刷電路板上的銅金屬與該鹽酸反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅溶液；(b).加入適量的碳酸鈉于該氯化銅溶液中，使兩者反應后產生碳酸銅及氯化鈉；及(c).將該碳酸銅加熱轉換成氧化銅。
2.根據權利要求1所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其中，該步驟(a)中的鹽酸溶液可使用來自印刷電路板制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有鹽酸濃度之含銅廢液。
3.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板利用鹽酸的循環澆淋，使該廢印刷電路板上的銅與該鹽酸反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅溶液；(b).加入適量的氫氧化鈉于該氯化銅溶液中，使兩者反應后產生氫氧化銅及氯化鈉；及(c).將該氫氧化銅加熱轉換成氧化銅。
4.根據權利要求3所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其中，該步驟(a)中的鹽酸溶液可使用來自印刷電路板制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有鹽酸濃度之含銅廢液。
5.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板利用硫酸的循環澆淋，使該廢印刷電路板上的銅與該硫酸反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅溶液；(b).加入適量的碳酸鈉于該硫酸銅溶液中，使兩者反應后產生碳酸銅及芒硝；及(c).將該碳酸銅加熱轉換成氧化銅。
6.根據權利要求5所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其中，該步驟(a)中的硫酸溶液可使用來自印刷電路板制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有硫酸濃度之含銅廢液。
7.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板利用硫酸的循環澆淋，使該廢印刷電路板上的銅與該硫酸反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅溶液；(b).加入適量的氫氧化鈉于該硫酸銅溶液中，使兩者反應后產生氫氧化銅及芒硝；及(c).將該氫氧化銅加熱轉換成氧化銅。
8.根據權利要求7所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其中，該步驟(a)中的硫酸溶液可使用來自印刷電路板制程后產生的電鍍廢液、或蝕刻廢液、或氯化銅廢液等內含有硫酸濃度之含銅廢液。
9.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板投入草酸之強酸溶液中，使該廢印刷電路板上的銅金屬與該草酸反應溶解后，形成一粉狀的草酸銅；及(b).將該草酸銅置放于有氧的環境中，并加熱將草酸銅轉換成氧化銅。
10.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其特征在于其包括一反應槽，其槽壁上設有一酸液出口；一沉淀池，其槽壁上設有一酸液入口、一出料口及一鈉鹽排出口，其中，該酸液入口與該反應槽之出液口兩者間設有一連接管，該連接管上設置一閥門，又該沉淀池中設有一攪拌器；一轉化爐，其上方設有一入料口，其下方設置一出料口；一加熱裝置，系設置于該轉化爐之內部空間中或下方其，所發出的熱能使該轉化爐內部空間中的溫度維持在230℃～350℃之間。
11.根據權利要求10所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其特征在于該轉化爐更包括一進料控制器、一透光窗口、一隔離桶及一除塵裝置；其中，該進料控制器系設置于該入料口的下方；該透光窗口則設置于該轉化爐之爐壁上；該隔離桶系設置于該轉化爐之出料口上；該除塵裝置具有一集灰管、一水槽及一文氐管除塵裝置，其中，該集灰管系與該轉化爐的爐壁相連通，該文氐管除塵裝置則設置于該集灰管之管壁上，且該文氐管除塵裝置與該水槽之間設有一輸水管，該輸水管設有一抽水泵。
12.根據權利要求10所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其特征在于該加熱裝置具有多組呈上、下排列的輸送帶，且該每一組輸送帶中均配置一加熱器，而各輸送帶之間均設有一壓碎輪及一飛灰遮避板；其中，該飛灰遮避板系設置于每一壓碎輪的上方。
13.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板放入鹽酸溶液中，使該廢印刷電路板上的銅金屬與該鹽酸反應溶解成銅離子狀態而形成一氯化銅溶液；(b).再將適量的鋁料投入該氯化銅溶液內，使兩者產生反應后形成銅粉及聚合氯化鋁水溶液。
14.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的方法，其特征在于其步驟如下(a).將預定數量的廢印刷電路板放入硫酸溶液中，使該廢印刷電路板上的銅金屬與該硫酸反應溶解成銅離子狀態而形成一硫酸銅溶液；及(b).再將適量的鋁料投入該硫酸銅溶液內，使兩者產生反應后形成銅粉及硫酸鋁水溶液。
15.一種由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其特征在于其包括一反應桶；一酸液儲存槽，其與該反應桶之間接連有一管路，該管路上設有一閥門；一酸液儲放槽，其槽壁上設有一輸液管，該輸液管上設有一泵浦，且其末端管口系直接伸入該PAC反應沉淀池內；一PAC反應沉淀池，其上方設有一置鋁籃，而池底設有一銅粉出料口，另于池壁上接設出一反應循環管路，其上設有一反應循環泵及一反應循環閥門，又該反應循環管路的末端管口系位在該置鋁籃的上方，而位于該反應循環泵及反應循環閥門之間的反應循環管路上則接設有一PAC排液管，其上設有一PAC輸出閥門；及一貯水塔，其塔壁上設有一輸水管，其上設有一反應進水閥門，且其末端管口系直接伸入該反應沉淀池中者。
16.根據權利要求15所述之由廢印刷電路板及含銅廢液中回收銅金屬的裝置，其中，更包括一PAC清洗儲放裝置，其具有一清洗過濾槽及一PAC儲放桶；該清洗過濾槽的上方設有一過濾器，且其槽壁上接設有一PAC輸出管路，而該PAC輸出管路上設有一泵浦，又于該清洗過濾槽的上方接設有一PAC過濾管路、一PAC儲放管路及一回流管路，且該PAC過濾管路、PAC儲放管路及回流管路均與該PAC輸出管路相接通，而且該PAC過濾管路、PAC儲放管路及回流管路之管路上均分別裝設有一閥門，又該清洗過濾槽的上方系與該PAC排液管的末端管口相通；另該過濾器及貯水塔之間設有清洗管路，且在該清洗管路上亦設有一閥門。
全文摘要
一種由廢印刷電路板(PCB)及含銅廢液中回收銅金屬的方法及其裝置，其方法是利用鹽酸等強酸溶液循環澆淋于廢印刷電路板(PCB)上，使該廢印刷電路板(PCB)上的銅與鹽酸等強酸溶液反應形成一含銅的溶液后，再于該含銅的溶液中加入碳酸鈉，使其轉換成鈉鹽及碳酸銅；其中，該鈉鹽可加熱使其成為結晶體后，作為工業原料再循環使用，而該碳酸銅亦經加熱轉化成氧化銅后可直接出售，整個反應回收的過程中，不僅簡便且無任何污染環境的物質產生。
文檔編號C23F1/10GK1534111SQ0312113
公開日2004年10月6日 申請日期2003年3月28日 優先權日2003年3月28日
發明者巫協森 申請人:巫協森