KR20230123168A - 은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리 - Google Patents

Abstract

은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리를 제공한다.

Description

은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리{SMART ECO-FRIENDLY ACCESSORY THAT RECYCLES ELECTRONIC WASTE BASED ON NANO-SILVER FUSION TECHNOLOGY}

본 발명은 은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리에 관한 것이다.

폐기된 또는 손상된 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 수신기, 휴대전화, MP3 플레이어 및 유사한 제품을 포함하는 사용된 전자 장치, 부품 및 구성요소의 처분은 급속한 속도로 증가하고 있다. 일반적으로 전자 장치가 쓰레기 매립지에 버려진 경우 생명체 및 환경에 대한 상당한 위험이 존재한다고 인식되어 있다. 동시에, 부적절한 해체는 수동으로 해체를 수행하는 사람의 건강 및 안전에 상당한 위험을 부가한다는 것이 이해되어 있다.

인쇄된 배선판(PWB)은 많은 전자 시스템의 공통된 구성요소이다. PWB는 전형적으로 섬유유리 플레이트 매트릭스 상에 지지되어 있는 깨끗한 구리 호일 상에 건조 필름을 적층함으로써 제조된다. 상기 필름을 회로판 디자인의 네거티브 필름으로 노출시키고, 에칭기(etcher)를 이용하여 플레이트로부터 비차폐된 구리 호일을 제거한다. 그 다음, 땜납(solder)을 상기 보드의 비에칭된 구리 상에 적용한다. 구체적인 PWB의 사용 및 디자인에 따라, 납, 주석, 니켈, 철, 아연, 알루미늄, 은, 금, 백금 및 수은을 포함하는 다양한 다른 금속들이 제조 과정에서 사용될 수 있다. PWB는 많은 추가 구성요소, 예를 들면, 트랜지스터, 축전기, 열 싱크(heat sinks), IC, 저항기, 집적 스위치(integrated switches), 프로세서 등을 포함한다.

PWB는 일반적으로 그 자신이 내장되어 있는 전자 구성요소로부터 제거되면 거의 쓸모가 없기 때문에 잠재적으로 처리하기 어려운 폐기물이다. 또한, PWB는 전형적으로 위험한 또는 "특수" 폐기 스트림으로서 분류되는 물질들로 구성된다. PWB는 다른 위험하지 않은 고체 폐기 스트림으로부터 분리되어 따로 취급되어야 한다. 폐기물로서 취급되는 PWB는 여러 이용가능한 처분 방법들 중 어느 하나의 이용을 통해 처리되어야 한다. 이들 방법들은 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 상당한 양의 노력 및 전력회사에 의한 취급을 필요로 한다. 더욱이, 이들 처분 방법들 중 몇몇 방법은 폐기 회로판의 파괴를 포함하지 않기 때문에, 전력회사가 부적절한 취급 또는 처분과 관련된 많은 책임도 보유한다.

폐물이 된 전자 폐기물의 계속 증가하는 적재를 통해 원료 물질의 폐기물 및 환경오염에 대항하기 위해 시도하는 다양한 방법들이 제안되었다. PWB에 관한 한, 주요 문제점은 상이한 물질들이 접착되거나, 땜납되거나 함께 고착되어 있다는 사실에 존재한다. 높은 에너지 수요를 요구하는 방법들은 물질들이 재활용될 수 있도록 물질들을 분리하는 것을 필요로 한다. 현재, 이들 방법들은 PWB를 장착된(equipped) 상태, 부분적으로 장착된 상태 및 비장착된 상태로 파쇄하는 단계를 포함한다. 파쇄에 대하여, 처음 2가지 경우는 환경을 고려할 때 우려의 원인이다. 마지막 경우, 구성요소는 땜납제거, 플래닝 다운(planing down), 치즐링 오프(chiselling off), 하향 연삭(grinding down), 습식 화학적 가공(예를 들면, 왕수(aqua regia), 사이안화물 등) 또는 다른 유사한 공정에 의해 제거될 수 있다. 이 후, PWB 또는 그의 조각은 야금 작업에서 연소된다. 이 공정에서, 유리 섬유 및 플라스틱으로 구성된 염기 물질 또는 이와 유사한 물질도 연소된다. PWB의 용융 공정은 에너지 요구가 높아지게 한다. 용융된 금속의 정련도 추가 높은 에너지 및 환경 비친화적 공정, 예컨대, 제련을 요구한다.

본원에 기재된 공정은 전자 폐기물을 재활용하고 이로부터 귀중하고/하거나 위험한 금속을 회수하는 데에 유용하다. 상기 공정은 전자 폐기물에 존재하는 귀중하고/하거나 위험한 금속의 회수를 위한 제련에 대한 대안을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리는 (a) e-폐기물을 제1 금속 분해 조성물과 접촉시켜 제1 추출 액체 및 제1 추출 고체를 형성하는 단계; (b) 제1 추출 액체로부터 제1 추출 고체를 분리하는 단계; (c) 제1 추출 고체를 제2 금속 분해 조성물과 접촉시켜 제2 추출 액체 및 제2 추출 고체를 형성하는 단계; (d) 제1 금속 이온을 포함하는 제2 추출 액체로부터 제2 추출 고체를 분리하는 단계; (e) 제1 추출 액체를, 제3 금속 이온으로부터 제2 금속 이온을 분리하는 첨가제와 접촉시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명은 은나노 융합기술 기반 전자기기 폐기물을 재활용한 스마트 친환경 액세서리를 제공한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 발명은 일반적으로 인쇄된 배선판을 재활용하는 환경 친화적 방법, 보다 구체적으로 인쇄된 배선판으로부터 제거된 구성요소를 재활용하는 환경 친화적 방법에 관한 것이다.

본 개시내용의 목적상, "전자 폐기물" 또는 "e-폐기물"은 유효 수명의 말기에 도달하였거나 달리 처분되어야 하는 컴퓨터, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 수신기, 휴대전화, 비디오 카메라, 디지털 카메라, DVD 플레이어, 비디오 게임 콘솔, 팩시밀리 기계, 복사기, MP3 플레이어 및 유사한 제품에 상응한다. 전자 폐기물 또는 e-폐기물은 이들 잘 공지된 물품들, 예컨대, 인쇄된 배선판 내에 함유된 구성요소, 및 이들 상에 함유된 구성요소(예를 들면, 트랜지스터, 축전기, 열 싱크, 집적 회로(IC), 저항기, 집적 스위치, 칩 및 프로세서)를 포함한다.

본원에서 사용된 "금속"은 바람직하게는 인쇄된 배선판으로부터 제거된 구성요소로부터 추출된 귀금속 및 베이스 금속에 상응한다.

본원에서 사용된 "귀금속"은 금속, 예컨대, 금, 은, 백금, 팔라듐, 이들을 포함하는 합금, 및 이들의 조합물을 포함한다.

본원에서 사용된 "베이스 금속"은 철, 니켈, 납, 아연, 이들을 포함하는 합금, 및 이들의 조합물에 상응한다.

본 발명의 목적상, 베이스 금속은 베이스 금속 자체가 아닐지라도 구리, 망간, 주석, 안티몬, 알루미늄, 및 이들을 포함하는 합금 및 이들의 조합물을 추가로 포함한다.

본원에서 "실질적으로 결여된"은 2 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만으로서 정의된다. "결여된"은 0 중량%에 상응한다.

본원에서 사용된 "약"은 기재된 값의 ±5%에 상응하기 위한 것이다.

본원에서 정의된 "착물화제"는 당업자에 의해 착물화제, 킬레이팅제, 금속이온봉쇄제(sequestering agent) 및 이들의 조합물인 것으로 이해되는 화합물들을 포함한다. 착물화제는 본원에 기재된 조성물을 사용하여 제거할 금속 원자 및/또는 금속 이온과 화학적으로 조합되거나 이들을 물리적으로 보유할 것이다.

본 설명의 목적상, "인쇄된 배선판" 및 "인쇄된 회로판"은 동의어이고 상호교환가능하게 사용될 수 있다.

본 설명의 목적상, "PWB 구성요소"는 트랜지스터, 축전기, 열 싱크, IC, 저항기, 집적 스위치 및 프로세서를 포함하나 이들로 한정되지 않는다.

본원에서 사용된 용어 "방출"은 PWB 구성요소로부터 구성요소(들)를 완전히 제거하는 것 또는 PWB 구성요소로부터 구성요소(들)를 부분적으로 방출시키는 것에 상응하고, 이때 PWB로부터 구성요소를 부분적으로 방출시키는 것은 구성요소(들)를 PWB에 고정시키는 땜납의 약화에 상응하고, 방출의 나머지는 또 다른 방법에 의해 수행될 수 있다.

본원에서 사용된 "실질적으로 분리된"은 2종 이상의 금속을 포함하는 물질 또는 조성물로부터 제1 금속을 분리하는 것에 상응하고, 이때 75 중량% 이상의 제1 금속이 상기 물질 또는 조성물로부터 분리되고, 바람직하게는 85 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 90 중량% 이상, 가장 바람직하게는 95 중량% 이상의 제1 금속이 상기 물질 또는 조성물로부터 분리된다.

이하에 보다 전체적으로 기재된 바와 같이, 조성물은 매우 다양한 특정 제제들로 구현될 수 있다. 조성물의 특정 성분들이 0 하한을 포함하는 중량 백분율 범위와 관련하여 논의되어 있는 모든 이러한 조성물들에서, 이러한__성분들은 조성물의 다양한 특정 실시양태에서 존재할 수 있거나 부재할 수 있고 이러한 성분들이 존재하는 경우 이들은 이러한 성분들이 사용된 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 중량%만큼 낮은 농도로 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

2010년 7월 7일자로 출원된 동시계류중인 가특허출원 제61/362,118호 및 2010년 [0047] 7월 28일자로 출원된 동시계류중인 가특허출원 제61/368,360호(둘다 발명의 명칭이 "Processes for Reclaiming Precious Metals and Copper From Printed Wire Boards"이고, 이들 둘다 전체적으로 본원에 참고로 도입됨)에서, 표면으로부터 땜납을 제거하는 방법(예를 들면, 인쇄된 배선판(PWB)으로부터 납 및/또는 주석 함유 땜납을 제거하는 방법)이 기재되었다.

땜납의 제거에 의해, PWB 상의 구성요소가 방출되고 상기 구성요소가 재활용가능한 구성요소와 처분, 유용한 물질의 재생 등을 위해 추가로 가공될 수 있는 구성요소로 분리될 수 있다. 본 개시내용은 추가로 가공되어야 하는 PWB 구성요소로부터 물질을 재생시키는 것에 관한 것이다. 본 개시내용은 PWB 구성요소가 수득되는 방법(예를 들면, 땜납제거, 플래닝 다운, 치즐링 오프, 하향 연삭, 습식 화학적 가공, 또는 당업계에서 공지된 몇몇 다른 방법의 이용)과 관계없이 PWB 구성요소로부터 물질을 재생시키는 것에 관한 것이다.

제1 양태에서, 하기 단계들을 포함하는, e-폐기물로부터 금속을 제거하는 방법이 기재되고 도 1에 일반적으로 예시된다:

(a) e-폐기물을, 상기 e-폐기물로부터 2종 이상의 금속 이온을 추출하기 위한 조성물과 접촉시키는 단계;

(b) e-폐기물로부터 추출된 2종 이상의 금속 이온을 개별 금속 이온 분획으로 분리하는 단계; 및

(c) 각각의 금속 이온 분획을 개별 고체 금속으로 환원시키는 단계.

한 실시양태에서, 하기 단계들을 포함하는, e-폐기물로부터 1종 초과의 금속을 제거하는 방법이 기재되고 도 2 및 3에 예시된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (1)

1. (a) e-폐기물을 제1 금속 분해 조성물과 접촉시켜 제1 추출 액체 및 제1 추출 고체를 형성하는 단계;
   (b) 제1 추출 액체로부터 제1 추출 고체를 분리하는 단계;
   (c) 제1 추출 고체를 제2 금속 분해 조성물과 접촉시켜 제2 추출 액체 및 제2 추출 고체를 형성하는 단계;
   (d) 제1 금속 이온을 포함하는 제2 추출 액체로부터 제2 추출 고체를 분리하는 단계; 및
   (e) 제1 추출 액체를, 제3 금속 이온으로부터 제2 금속 이온을 분리하는 첨가제와 접촉시키는 단계를 포함하는, e-폐기물로부터 1종 초과의 금속을 제거하는 방법.