(57)【要約】  プリント配線板から除去された電子部品を再利用する方法であって、それによって環境に優しい組成物を使用して電子部品から貴金属および卑金属が抽出される、方法。本明細書に記載の方法および組成物を使用して、少なくとも金、銀、および銅のイオンを電子部品から抽出し、それらのそれぞれの金属に還元することができる。
2013540572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）前記電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）前記第１の抽出固体を前記第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）前記第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）前記第２の抽出固体を前記第２の抽出液体から分離するステップであって、前記第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）前記第１の抽出液体を添加剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記電気電子機器廃棄物に対して、粉末への粉砕、細断、前記金属を露出させる破砕、またはそれらの組み合わせが行われている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法が約２０℃〜約７０℃の範囲内の温度で行われる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法が約２０℃〜約５０℃の範囲内の温度で行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の抽出液体が前記第２の抽出液体と同じである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の抽出液体が前記第２の抽出液体とは異なる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の抽出液体が、少なくとも１種類のキレート剤および少なくとも１種類の酸化剤を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の抽出液体が、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の抽出液体が、少なくとも１種類のキレート剤および少なくとも１種類の酸化剤を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の抽出液体が、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１種類のキレート剤が塩酸または硫酸を含む、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１種類のキレート剤が塩酸を含む、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１種類の酸化剤が過酸化水素を含む、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１種類の触媒が少なくとも１種類のグリコール化合物を含む、請求項８または１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１種類のグリコールエーテルが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル（ＤＰＧＭＥ）、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＤＰＧＰＥ）、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される化学種を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記添加剤がｐＨ調整剤を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ｐＨ調整剤が塩基を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ｐＨ調整剤が水酸化物イオンを含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の抽出液体のｐＨが約６〜約１２の範囲内のｐＨに調整される、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の抽出液体のｐＨが約９〜約１１の範囲内のｐＨに調整される、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の金属イオンが液体分画中に含まれ、前記第３の金属イオンが固体分画中に含まれる、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記添加剤が有機相を含み、前記第１の抽出液体が水相を含み、それによって前記有機相および前記第１の抽出液体が混合されると、前記第３の金属イオンが前記有機相中に抽出され、前記第２の金属イオンは前記水相中に残存する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記有機相が前記水相から分離される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の金属イオンを第１の固体金属に還元するステップをさらに含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２の金属イオンを第２の固体金属に還元するステップをさらに含む、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第３の金属イオンを第３の固体金属に還元するステップをさらに含む、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の金属が金である、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の金属が銀である、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記第３の金属が銅である、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）前記電気電子機器廃棄物を組成物と接触させて、少なくとも２種類の金属イオンを前記電気電子機器廃棄物から抽出するステップと；
（ｂ）前記電気電子機器廃棄物から抽出した前記少なくとも２種類の金属イオンを個別の金属イオンの分画中に分離するステップと；
（ｃ）金属イオンの各分画を固体金属に還元するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本発明は、一般には、プリント配線板を再利用するための環境に優しい方法に関し、特に、貴金属および卑金属をＩＣチップおよび前記金属を含む他の材料から抽出するための環境に優しい方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
旧型または故障したコンピュータ、コンピュータ用モニター、テレビ受像機、携帯電話、ＭＰ３プレイヤー、および同様の製品などの使用済みの電子装置、部品、および構成要素の廃棄は、急速に増加している。電子装置が埋め立て地に捨てられる場合には、生物および一般に環境に対して大きな危険が存在することが認識されている。同様に、不適切に分解を行うと、手作業で分解を行う人々の健康および安全に対してかなりの危険が生じることも理解されている。
【０００３】
プリント配線板（ＰＷＢ）は、多くの電子装置の一般的な構成要素である。ＰＷＢは、典型的には、ガラス繊維板マトリックス上に支持された清浄な銅箔上にドライフィルムを積層することによって製造される。このフィルムに、回路基板設計のネガのフィルムを使用して露光し、エッチング液を使用して、マスクされていない銅箔を板から除去する。その後、板の上のエッチングされてない銅の上にはんだを付ける。個別のＰＷＢの使用および設計に依存して、鉛、スズ、ニッケル、鉄、亜鉛、アルミニウム、銀、金、白金、および水銀などの種々の他の金属が製造プロセス中に使用されうる。ＰＷＢは、多くのさらなる構成要素、例えば、トランジスタ、コンデンサ、ヒートシンク、ＩＣ、抵抗器、集積スイッチ、プロセッサなどを含む。
【０００４】
取り付けられた電気部品から取り外した後には、一般にほとんど役に立たないため、ＰＷＢは非常に困難な廃棄物となりうる。さらに、これらは通常、有害または「特殊な」廃棄物流として分類される材料からなる。これらは、他の無害の固体廃棄物流から分離して別個に取り扱う必要がある。廃棄物として取り扱われるＰＷＢは、利用可能ないくつかの廃棄の選択肢のいずれか１つを使用して処理する必要がある。これらの選択肢は費用がかかるだけでなく、廃棄物排出者の大きな努力および取り扱いが必要となる。さらに、これらの廃棄の選択肢のいくつかは廃棄回路板の破壊を含まないので、廃棄物排出者には、不適切な取り扱いまたは廃棄に関連する多くの責任が依然として存在する。
【０００５】
原材料の廃棄、および廃棄される電子廃棄物の量が増加し続けることによる環境汚染に対処するために、種々の方法が提案されている。ＰＷＢが関与する限りは、主要な問題は、種々の材料が互いに接着、はんだ付け、または差し込まれているというということにある。再利用できるように材料を分離するためには、多くのエネルギーを要求する方法が必要となる。現在、このような方法は、ＰＷＢを装備された状態、部分的に装備された状態、および装備されていない状態に細断することを含む。細断に関して、最初の２つの場合は、環境を考慮する場合に問題の原因となる。最後の場合では、構成要素は、はんだ除去、平削り、チゼル掘り、研削、湿式化学処理（例えば、王水、シアン化物など）、またはその他の類似の方法によって除去することができる。この後、ＰＷＢまたはその断片を冶金作業で燃焼させる。この方法では、ガラス繊維およびプラスチックでできたベース材料または同様のそのような材料も燃焼する。ＰＷＢの溶融法では、エネルギーの要求が高くなる。溶融させた金属の精製にも、さらに大きなエネルギーが必要であり、精錬などの環境に優しくない方法が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書に記載の方法は、電子廃棄物の再利用、および電子廃棄物からの有用および／または有害な金属の回収に有用である。本発明の方法は、電子廃棄物中に存在する有用および／または有害な金属を回収するための精錬の代替法となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概要
一態様においては、２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物(e-waste)から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解(metal digestion)組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体を添加剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む方法が記載される。
【０００８】
好ましくは、第１の抽出液体は、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む。好ましくは、第２の抽出液体は、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む。第１の抽出液体は第２の抽出液体と同じ場合も異なる場合もあることは、当業者には理解されよう。好ましい一実施形態においては、第１の金属は金を含み、第２の金属は銀を含み、第３の金属は銅を含む。
【０００９】
別の一態様においては、２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体をｐＨ調整剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む方法が記載される。
【００１０】
好ましくは、第１の抽出液体は、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む。好ましくは、第２の抽出液体は、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む。第１の抽出液体は第２の抽出液体と同じ場合も異なる場合もあることは、当業者には理解されよう。好ましい一実施形態においては、第１の金属は金を含み、第２の金属は銀を含み、第３の金属は銅を含む。
【００１１】
さらに別の一態様においては、２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体を、第１の抽出液体が非混和性の有機成分と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む方法が記載される。
【００１２】
好ましくは、第１の抽出液体は、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む。好ましくは、第２の抽出液体は、少なくとも１種類のキレート剤、少なくとも１種類の酸化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む。第１の抽出液体は第２の抽出液体と同じ場合も異なる場合もあることは、当業者には理解されよう。好ましい一実施形態においては、第１の金属は金を含み、第２の金属は銀を含み、第３の金属は銅を含む。
【００１３】
さらに別の一実施形態においては、金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を組成物と接触させて、少なくとも２種類の金属イオンを前記電気電子機器廃棄物から抽出するステップと；
（ｂ）電気電子機器廃棄物から抽出した少なくとも２種類の金属イオンを個別の金属イオンの分画中に分離するステップと；
（ｃ）金属イオンの各分画を固体金属に還元するステップと
を含む方法。
【００１４】
他の態様、特徴、および利点は、以下の開示および添付の特許請求の範囲から、より十分に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本明細書に記載の一般的な分離方法を示している。
【図２】添加剤がｐＨ調整剤である分離方法を概略的に示している。
【図３】添加剤が有機成分である分離方法を概略的に示している。
【図４】配合物Ｄを使用した小規模連続抽出において抽出されたＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、およびＺｎの、抽出された金属の全質量の関数としてのパーセント値を示している。
【図５】配合物Ｄを使用した大規模連続抽出において抽出されたＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、およびＺｎの、抽出された金属の全質量の関数としてのパーセント値を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
詳細な説明およびそれらの好ましい実施形態
本発明は、一般には、プリント配線板を再利用するための環境に優しい方法に関し、特に、プリント配線板から除去された構成要素を再利用するための環境に優しい方法に関する。
【００１７】
本開示の目的では、「電子廃棄物」または「電気電子機器廃棄物」は、耐用寿命の終了に達したまたはその他の理由で廃棄された、コンピュータ、コンピュータ用モニター、テレビ受像機、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ＤＶＤプレイヤー、ビデオゲーム機器、ファクシミリ装置、コピー機、ＭＰ３プレイヤー、および類似の製品に相当する。電子廃棄物または電気電子機器廃棄物としては、プリント配線板およびその上に含まれる部品（例えば、トランジスタ、コンデンサ、ヒートシンク、集積回路（ＩＣ）、抵抗器、集積スイッチ、チップ、およびプロセッサ）などのこれら周知の品目中に含まれる部品を含む。
【００１８】
本明細書において使用される場合、「金属」は、好ましくはプリント配線板から除去された部品から抽出される貴金属および卑金属に相当する。
【００１９】
本明細書において使用される場合、「貴金属」としては、金、銀、白金、パラジウム、それらを含む合金、およびそれらの組み合わせなどの金属が挙げられる。
【００２０】
本明細書において使用される場合、「卑金属」は、鉄、ニッケル、鉛、亜鉛、それらを含む合金、およびそれらの組み合わせに相当する。それ自体卑金属ではないが、本発明の目的では、卑金属は、銅、マンガン、スズ、アンチモン、アルミニウム、ならびにそれらを含む合金、およびそれらの組み合わせをさらに含む。
【００２１】
本明細書において、「実質的に含まない」は、２重量％未満、好ましくは１重量％未満、より好ましくは０．５重量％未満、最も好ましくは０．１重量％未満であると定義される。「含まない」は、０重量％に相当する。
【００２２】
本明細書において使用される場合、「約」は、指定の値の±５％に相当することを意図している。
【００２３】
本明細書における定義では、「錯化剤」としては、錯化剤、キレート剤、金属イオン封鎖剤、およびそれらの組み合わせであるとして当業者に理解されている化合物が挙げられる。錯化剤は、本明細書に記載される組成物を使用して除去される金属原子および／または金属イオンに化学的に結合するか、それらを物理的に保持する。
【００２４】
本明細書の説明の目的では、「プリント配線板」および「プリント回路基板」は同義であり、区別なしに使用することができる。
【００２５】
本明細書の説明の目的では、「ＰＷＢ部品」としては、トランジスタ、コンデンサ、ヒートシンク、ＩＣ、抵抗器、集積スイッチ、チップ、およびプロセッサが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
本明細書において使用される場合、用語「取り外す」は、ＰＷＢ部品から部品を完全に除去すること、またはＰＷＢ部品から部品を部分的に取り外すことに相当し、ＰＷＢからの部品の部分的な取り外しは、部品をＰＷＢに保持しているはんだを弱めることに相当し、取り外しの残りの部分は別の方法によって行うことができる。
【００２７】
本明細書において使用される場合、「実質的に分離する」は、少なくとも２種類の金属を含む材料または組成物からの第１の金属の分離であって、第１の金属少なくとも７５重量％が材料または組成物から分離され、好ましくは第１の金属の少なくとも８５重量％、さらにより好ましくは少なくとも９０重量％、最も好ましくは少なくとも９５重量％が材料または組成物から分離されることに相当する。
【００２８】
組成物は、本明細書で以下により詳細に説明する多種多様の特殊な処方で具体化することができる。このようなすべての組成物は、組成物の個別の成分が０の下限を含む重量パーセント値に範囲と関連して議論されるが、このような成分は、組成物の種々の特定の実施形態において存在する場合も存在しない場合もあり、このような成分が存在する場合、そのような成分が使用される組成物の全重量を基準として、それらが０．００１重量パーセントの低い濃度で存在する場合があることを理解されたい。
【００２９】
どちらも“Processes for Reclaiming Precious Metals and Copper From Printed Wire Boards”と題される、同時係属中の２０１０年７月７日に出願された仮特許出願第６１／３６２，１１８号、および２０１０年７月２８日に出願された仮特許出願第６１／３６８，３６０号（どちらもその全体が参照により本明細書に援用される）においては、表面からはんだを取り出す方法が記載されている（例えば、鉛および／またはスズを含有するはんだをプリント配線板（ＰＷＢ）から取り出す方法）。はんだが除去されると、ＰＷＢ上の部品が取り外され、前記部品は、再利用されるもの、およびさらに処理して廃棄、有用な材料の回収を行い得るものなどに区別することができる。本開示は、さらに処理する必要があるＰＷＢ部品空の材料の回収に関する。本開示は、どのようにして得られたか（例えば、はんだ除去、平削り、チゼル掘り、研削、湿式化学処理、または当技術分野において周知の一部の他の方法の使用）とは無関係に、ＰＷＢ部品からの材料に関することを理解されたい。
【００３０】
第１の態様においては、金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を組成物と接触させて、少なくとも２種類の金属イオンを前記電気電子機器廃棄物から抽出するステップと；
（ｂ）電気電子機器廃棄物から抽出した少なくとも２種類の金属イオンを個別の金属イオンの分画中に分離するステップと；
（ｃ）金属イオンの各分画を個別の固体金属に還元するステップと
を含む方法が記載され、概略的に図１に示される。
【００３１】
一実施形態においては、２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体を添加剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む方法が記載され、図２および３に概略的に記載される。
【００３２】
別の一実施形態においては、２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体を添加剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと；および
（ｆ）第１の金属イオンを第１の金属に還元し、第２の金属イオンを第２の金属に還元し、第３の金属イオンを第３の金属に還元するステップと
を含む方法が記載され、図２および３に概略的に記載される。
【００３３】
電気電子機器廃棄物は、粉末に粉砕したり、断片に細断したり、破砕したり、または電気電子機器廃棄物中に含まれる金属が電気電子機器廃棄物から抽出のために容易に露出するのであれば、あらゆる他の形態にすることができる。本明細書における定義では、「粉砕された」電気電子機器廃棄物は、電気電子機器廃棄物（例えば、ＰＷＢ部品）の金および他の貴金属が抽出組成物に実質的に曝露されるあらゆる方法、例えば電気電子機器廃棄物を割ること、粉末化、または細断に相当する。好ましくは、電気電子機器廃棄物は割られ、それによって、粉末化または細断により失われる金または他の貴金属の量が減少する。貴金属は、スクラップが粉砕される場合に失われることがあり、金の粉塵が分離された流れに吸着して、磁気分画中に失われる。したがって、破砕は、粉末化または細断などの方法に対して、金または他の貴金属の１０％以下、好ましくは５％以下、さらにより好ましくは２％以下が失われる方法としてさらに定義される。さらに、電気電子機器廃棄物の破砕は、有害な金属および臭素化難燃剤を含有する粉塵の放出が最小限となることで人の健康への危険性が最小限となる。
【００３４】
一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、少なくとも１種類の酸化剤および少なくとも１種類の錯化剤を含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、少なくとも１種類の酸化剤、少なくとも１種類の錯化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、からなる、またはから本質的になる。第１の金属溶解組成物は、好ましくは王水またはシアン化物含有組成物よりも環境に優しい。さらに、第１の金属溶解組成物は、好ましくは第１の金属または金属イオンを電気電子機器廃棄物から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画中に実質的に分離するように配合される。例えば、一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、金を他の貴金属および卑金属から分離するために使用することができ、その金は固体で存在し、他の貴金属および卑金属は第１の金属溶解組成物中に溶解する。例えば、金およびポリマー材料は第１の抽出固体中に存在することができ、一方、第１の抽出液体は金以外の貴金属および他の卑金属を含む。
【００３５】
第１の抽出の使用においては、本明細書に記載の第１の金属溶解組成物を、電気電子機器廃棄物とあらゆる好適な方法で接触させ、例えば、組成物を電気電子機器廃棄物上に吹き付けることによって、電気電子機器廃棄物を（ある体積の組成物中に）浸漬することによって、組成物を吸収させた別の材料、例えばパッドまたは繊維状収着塗布要素と電気電子機器廃棄物を接触させることによって、あるいはその他の好適な手段、方法、または技術によって接触させ、それによって、組成物を電気電子機器廃棄物と接触させる。第１の金属溶解組成物を使用する第１の抽出プロセスは、静的または動的であってよい。好ましくは、このプロセスは動的であり、それによって撹拌および／または超音波が使用される。
【００３６】
第１の金属溶解組成物の使用においては、組成物を、典型的には、電気電子機器廃棄物と、約１０分〜約２００分、好ましくは約３０分〜１３５分の時間、約２０℃〜約７０℃の範囲内、好ましくは約２０℃〜約５０℃の範囲内の温度で接触させる。このような接触時間および温度は例示的なものであり、第１の金属または金属イオンを電気電子機器廃棄物から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画中に分離するのに効果的なあらゆる他の好適な時間および温度条件を使用することができる。
【００３７】
除去すべき金属をイオン形態に酸化するために、酸化剤が組成物中に含まれる。本発明において考慮される酸化剤としては、メタンスルホン酸（ＭＳＡ）、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシエタンスルホン酸、シクロヘキシルアミノスルホン酸、ｎ−プロパンスルホン酸、ｎ−ブタンスルホン酸、またはｎ−オクタンスルホン酸、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、ＦｅＣｌ３（水和および非水和の両方）、オキソン（２ＫＨＳＯ５・ＫＨＳＯ４・Ｋ２ＳＯ４）、アンモニウム多原子塩（例えば、ペルオキソ一硫酸アンモニウム、亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ２）、塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ３）、ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ４ＩＯ３）、過ホウ酸アンモニウム（ＮＨ４ＢＯ３）、過塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ４）、過ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ４ＩＯ３）、過硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８）、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ））、ナトリウム多原子塩（例えば、過硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ））、カリウム多原子塩（例えば、ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ３）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）、過硫酸カリウム、硝酸（ＨＮＯ３）、過硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）、次亜塩素酸カリウム（ＫＣＩＯ））、テトラメチルアンモニウム多原子塩（例えば、亜塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＣｌＯ２）、塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＣｌＯ３）、ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＩＯ３）、過ホウ酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＢＯ３）、過塩素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＣｌＯ４）、過ヨウ素酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）ＩＯ４）、過硫酸テトラメチルアンモニウム（（Ｎ（ＣＨ３）４）Ｓ２Ｏ８））、テトラブチルアンモニウム多原子塩（例えば、ペルオキソ一硫酸テトラブチルアンモニウム）、ペルオキソ一硫酸、硝酸第二鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）、尿素過酸化水素（（ＣＯ（ＮＨ２）２）Ｈ２Ｏ２）、過酢酸（ＣＨ３（ＣＯ）ＯＯＨ）、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、４−メトキシベンゼンスルホン酸、４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、４−アミノベンゼンスルホン酸、４−ニトロベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ヘキシルベンゼンスルホン酸、ヘプチルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、３−ニトロベンゼンスルホン酸、２−ニトロベンゼンスルホン酸、２−ニトロナフタレンスルホン酸、３−ニトロナフタレンスルホン酸、２，３−ジニトロベンゼンスルホン酸、２，４−ジニトロベンゼンスルホン酸、２，５−ジニトロベンゼンスルホン酸、２，６−ジニトロベンゼンスルホン酸、３，５−ジニトロベンゼンスルホン酸、２，４，６−トリニトロベンゼンスルホン酸、３−アミノベンゼンスルホン酸、２−アミノベンゼンスルホン酸、２−アミノナフタレンスルホン酸、３−アミノナフタレンスルホン酸、２，３−ジアミノベンゼンスルホン酸、２，４−ジアミノベンゼンスルホン酸、２，５−ジアミノベンゼンスルホン酸、２，６−ジアミノベンゼンスルホン酸、３，５−ジアミノベンゼンスルホン酸、２，４，６−トリアミノベンゼンスルホン酸、３−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシナフタレンスルホン酸、３−ヒドロキシナフタレンスルホン酸、２，３−ジヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，４−ジヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，５−ジヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，６−ジヒドロキシベンゼンスルホン酸、３，５−ジヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，３，４−トリヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，３，５−トリヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，３，６−トリヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，４，５−トリヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，４，６−トリヒドロキシベンゼンスルホン酸、３，４，５−トリヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，３，４，５−テトラヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，３，４，６−テトラヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，３，５，６−テトラヒドロキシベンゼンスルホン酸、２，４，５，６−テトラヒドロキシベンゼンスルホン酸、３−メトキシベンゼンスルホン酸、２−メトキシベンゼンスルホン酸、２，３−ジメトキシベンゼンスルホン酸、２，４−ジメトキシベンゼンスルホン酸、２，５−ジメトキシベンゼンスルホン酸、２，６−ジメトキシベンゼンスルホン酸、３，５−ジメトキシベンゼンスルホン酸、２，４，６−トリメトキシベンゼンスルホン酸、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。酸化剤は、第１の組成物をＰＷＢに導入する前に製造者が第１の組成物に導入することができるし、ＰＷＢにおいて、すなわちその場で導入することもできる。好ましくは、酸化剤は、過酸化水素などの過酸化物化合物を含む。
【００３８】
錯化剤は、酸化剤によって生成したイオンを錯化させるために含まれる。本発明において考慮される錯化剤としては：β−ジケトネート化合物、例えばアセチルアセトネート、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオン、および１，１，１，５，５、５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオン；カルボキシレート類、例えばホルメートおよびアセテートおよび他の長鎖カルボキシレート類；ならびにアミド類（およびアミン類）、例えばビス（トリメチルシリルアミド）四量体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらなるキレート剤としては、アミン類およびアミノ酸類（すなわちグリシン、セリン、プロリン、ロイシン、アラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、バリン、およびリジン）、クエン酸、酢酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、ホスホン酸、ホスホン酸誘導体、例えばヒドロキシエチリデンジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸、ニトリロ−トリス（メチレンホスホン酸）、ニトリロ三酢酸、イミノ二酢酸、エチドロン酸、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、および（１，２−シクロヘキシレンジニトリロ）四酢酸（ＣＤＴＡ）、尿酸、テトラグリム、ペンタメチルジエチレントリアミン（ＰＭＤＥＴＡ）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−チチオール三ナトリウム塩溶液、１，３，５−トリアジン−２，４，６−チチオール三アンモニウム塩溶液、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、１つのアルキル基（Ｒ２＝ヘキシル、オクチル、デセイル(deceyl)、またはドデシル）と１つのオリゴエーテル（Ｒ１（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）２、ここでＲ１＝エチルまたはブチル）とを有する二置換ジチオカルバメート類（Ｒ１（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）２ＮＲ２ＣＳ２Ｎａ）、硫酸アンモニウム、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、Dequest 2000、Dequest 2010、Dequest 2060s、ジエチレントリアミン五酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、２−ヒドロキシピリジン１−オキシド、エチレンジアミン二コハク酸（ＥＤＤＳ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）イミノ二酢酸（ＨＥＩＤＡ）、五塩基性三リン酸ナトリウム、そのナトリウム塩およびアンモニウム塩、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩酸、硫酸、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。好ましくは、錯化剤は塩酸または硫酸を含む。
【００３９】
触媒は、金属の電気電子機器廃棄物からの除去速度を向上させるために加えられる。好ましくは、触媒は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ＤＥＧＢＥ）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル（ＤＰＧＭＥ）、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＤＰＧＰＥ）、トリプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるグリコールまたはグリコールエーテルを含む。最も好ましくは、触媒は、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、およびそれらの組み合わせを含む。最も好ましくは、触媒はＤＥＧＢＥを含む。触媒が含まれる場合、触媒量は、約０．０１重量％〜約１０重量％の範囲内、好ましくは約０．１重量％〜約５重量％の範囲内、最も好ましくは約０．５重量％〜約１重量％の範囲内である。理論によって束縛しようと望むものではないが、触媒の鎖長を変化させることによって（例えば、メチル対ブチル）、特定の金属に対する第１の抽出組成物の選択性を変化させることができると考えられる。
【００４０】
好ましくは、一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、塩酸および過酸化水素を含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、塩酸と、過酸化水素と、グリコールまたはグリコールエーテルとを含む、からなる、またはから本質的になる。さらに別の一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、塩酸、過酸化水素、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルを含む、からなる、またはから本質的になる。第１の金属溶解組成物は、硝酸およびシアン化物含有成分を実質的に含まない。好ましくは、第１の金属溶解組成物は、水溶性、非腐食性、難燃性、および低毒性である。
【００４１】
図２および３に示されるように、第１の金属溶解組成物を用いた第１の抽出の後、第１の抽出固体および第１の抽出液体が存在しうる。前述のように、第１の金属溶解組成物は、好ましくは、第１の金属または金属イオンを電気電子機器廃棄物から、前記第１の金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画中に実質的に分離するように配合される。例えば、一実施形態においては、第１の金属溶解組成物は、金を他の貴金属および卑金属から分離するために使用することができる。図２および３に示されるように、第１の抽出固体は金を含むことができ、一方、第１の抽出液体は他の貴金属および卑金属（例えば、銀および銅）のイオンを含むことができる。
【００４２】
第１の抽出の後、当技術分野において周知の方法（例えば、濾過手段、遠心分離、およびデカンテーション）を使用して、第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離することができる。
【００４３】
図２および３に示されるように、第１の抽出固体が得られた後、第２の抽出を開始することができ、第２の金属溶解組成物が、第１の金属（例えば、金）を含む第１の抽出固体と組み合わされる。第２の金属溶解組成物は、第１の金属溶解組成物と同じ場合も異なる場合もある。好ましくは、第２の金属溶解組成物は第１の金属溶解組成物と同じであり、本発明の実施例において明らかにされるように、第１の金属溶解組成物を電気電子機器廃棄物と接触させる時間および／または温度は、第２の金属溶解組成物を第１の抽出固体と接触させる時間および／または温度とは異なる。
【００４４】
第２の抽出の使用においては、本明細書に記載の第２の金属溶解組成物を、第１の抽出固体とあらゆる好適な方法で接触させ、例えば、組成物を第１の抽出固体上に噴霧することによって、第１の抽出固体を（ある体積の組成物中に）浸漬することによって、組成物を吸収させた別の材料、例えばパッドまたは繊維状収着塗布要素と第１の抽出固体を接触させることによって、あるいはその他の好適な手段、方法、または技術によって接触させ、それによって、組成物を第１の抽出固体と接触させる。第２の金属溶解組成物を使用する第２の抽出プロセスは、静的または動的であってよい。好ましくは、このプロセスは動的であり、それによって撹拌および／または超音波が使用される。
【００４５】
第２の金属溶解組成物の使用においては、組成物を、典型的には、第１の抽出固体と、約１０分〜約２００分、好ましくは約３０分〜１３５分の時間、約２０℃〜約７０℃の範囲内、好ましくは約２０℃〜約５０℃の範囲内の温度で接触させる。このような接触時間および温度は例示的なものであり、第１の金属イオンを第１の抽出固体から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画中に分離するのに効果的なあらゆる他の好適な時間および温度条件を使用することができる。
【００４６】
一実施形態においては、第２の金属溶解組成物は、少なくとも１種類の酸化剤および少なくとも１種類の錯化剤を含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、第２の金属溶解組成物は、少なくとも１種類の酸化剤、少なくとも１種類の錯化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、からなる、またはから本質的になる。第２の金属溶解組成物は、好ましくは、硝酸およびシアン化物含有組成物よりも環境に優しく、硝酸およびシアン化物含有組成物を実施的に含まない。さらに、第２の金属溶解組成物は、好ましくは、第１の金属イオンを第１の抽出固体から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画（例えば、水性分画）中に実質に分離するために配合される。例えば、一実施形態においては、第２の金属溶解組成物は金イオンを第１の抽出固体から分離するために使用することができ、第２の抽出固体はポリマー材料を含む。酸化剤、錯化剤および触媒は、本明細書に前述したものと同じである。
【００４７】
図２および３に示されるように、第２の金属溶解組成物を用いた第２の抽出の後に、第２の抽出固体および第２の抽出液体が存在することができる。前述したように、第２の金属溶解組成物は、好ましくは、第１の金属イオン（例えば、金）を第１の抽出固体から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画（例えば、第２の抽出液体）中に実質的に分離するために配合される。例えば、一実施形態においては、第２の金属溶解組成物は、金イオンを第１の抽出固体から分離するために使用することができる。図２および３に示されるように、第２の抽出液体は金イオンを含むことができ、一方、第２の抽出固体は残留プラスチックを含むことができる。残留プラスチックは、廃棄することができ、あるいは再利用のため再生または回収することもできることは当業者には理解されよう。金属イオンを第２の抽出液体中に抽出した後、本明細書で以下に詳細に議論するように、その金属イオンを還元することによって金属を得ることができる。
【００４８】
第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離した後、添加剤を加えて、第１の抽出液体中に存在する金属をさらに分離することができる。添加剤を第１の抽出液体に加えた後、沈殿または分離の使用に基づいて第２の金属イオンが第３の金属イオンから分離されるように、添加剤はｐＨ調整剤または有機相であってよい。これとは別に、またはｐＨ調整剤または有機添加剤の添加に加えて、接触条件の温度を変化させることができる。
【００４９】
溶液のｐＨを上昇させると、一部の金属イオンは容易に固体水酸化物を形成することが当技術分野において知られている。したがって、一実施形態においては、添加剤はｐＨ調整剤であり、それによって第１の抽出液体のｐＨが約６〜約１２の範囲内のｐＨ、好ましくは約９〜約１１の範囲内のｐＨまで上昇して、第２の金属イオンが第１の抽出液体から分離される。本発明において考慮されるｐＨ調整剤としては、好ましくは水酸化物イオン、例えばアルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、または水酸化バリウムが挙げられる。あるいはｐＨ調整剤としては、式［ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４］＋ＯＨ−（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、互いに同一または異種であってよく、水素、直鎖または分岐Ｃ１〜Ｃ６アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル）、Ｃ６〜Ｃ１０アリール（例えば、ベンジル）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される）で表される第４級アンモニウム塩基を挙げることができる。ｐＨ調整剤を第１の抽出液体に加えることで、好ましくは、第２の金属イオンが第１の抽出液体から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画中に実質的に分離される。例えば、図２に示されるように、約６〜約１２の範囲内、好ましくは約９〜約１１の範囲内へのｐＨ傾斜の後、金属水酸化物を含む沈殿物（「ｐＨ傾斜固体」）が形成され、前記沈殿物は、第２の金属イオンを含む残留液体（「ｐＨ傾斜液体」）から容易に分離することができる。当技術分野において周知の方法（例えば、濾過手段、遠心分離、およびデカンテーション）を使用して、ｐＨ傾斜固体をｐＨ傾斜液体から分離することができる。例えば、ｐＨ傾斜液体中の第２の金属イオンは銀イオンを含むことができ、これは、ｐＨ調整剤の存在下で容易に固体水酸化物を形成する第１の抽出液体中の他の金属から実質的に分離可能である。後述する後のステップで、銀イオンを含むｐＨ傾斜液体を金属銀に還元することができる。
【００５０】
ｐＨ傾斜液体からの分離後に残存するｐＨ傾斜固体は、数種類の金属、特に銅を金属水酸化物塩の形態で含むことができる。銅イオンは、次にｐＨ傾斜固体から水相中に分離し、続いて金属銅に還元することができる。例えば、銅イオンは、希硫酸溶液を使用して固体から抽出することができる。
【００５１】
したがって、別の一実施形態は、図２に示されるような２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体をｐＨ調整剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む方法に関する。
【００５２】
さらに別の一実施形態は、図２に示されるような２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体をｐＨ調整剤と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと；
（ｆ）第１金属イオンを第１の金属に還元し、第２の金属イオンを第２の金属に還元し、第３の金属イオンを第３の金属に還元するステップと
を含む方法に関する。
【００５３】
別の一実施形態においては、添加剤は、有機成分であり、これが第１の抽出液体に加えられると、金属イオン（例えば、第２の金属イオン）が別の金属イオン（例えば、第３の金属イオン）から分離される。具体的には、有機成分が第１の抽出液体に加えられると、２つの相が形成され（有機成分は、水性である第１の抽出液体とは実質的に非混和性である）、一方の相は第２の金属イオンを含み、他方の相は第３の金属イオンを含む。本発明において考慮される有機成分としては、ヒドロキシオキシム類、例えばACORGA（登録商標）M5774金属抽出剤(Cytec Industries, Inc.)、またはそれらと同等のものが挙げられる。有機成分を第１の抽出液体に加えることによって、好ましくは、第２の金属イオンが第１の抽出液体から、前記金属の回収のためのさらなる処理が可能な分画中に実質的に分離される。例えば図３を参照すると、水相は銀イオンを含むことができ、有機相は銅イオンを含むことができる。本明細書において前述したように、銀イオンを含む水相のｐＨは、約６〜約１２の範囲内、好ましくは約９〜約１１の範囲内まで変化させることができ、ｐＨ調整剤の存在下で固体水酸化物を容易に形成する水相中の他の金属イオンから銀イオンが実質的に分離可能となる。ｐＨ傾斜固体をｐＨ傾斜液体から分離した後、ｐＨ傾斜液体中の銀イオンを還元して金属銀を得ることができる。第３の金属イオンは、有機相から水相中に抽出することができ、第３の金属イオンを含む水相を還元して金属銅を得ることができる。有機相からの銅イオンの抽出は希硫酸を使用して行うことができる。
【００５４】
金属イオンの固体高純度金属への還元は、当業者には周知である。好ましくは、還元剤は、いわゆる環境に優しい化学物質である。さらに、好ましくは還元は、加熱の要求が最小限で迅速に行われる。例えば、好ましい還元剤としては、アスコルビン酸、マロン酸ジエチル、メタ重亜硫酸ナトリウム、ポリフェノン６０、グルコース、およびクエン酸ナトリウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
したがって、別の一実施形態は、図３に示されるような２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体を、第１の抽出液体が非混和性の有機成分と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと
を含む方法に関する。
【００５６】
さらに別の一実施形態は、図３に示されるような２種類以上の金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：
（ａ）電気電子機器廃棄物を第１の金属溶解組成物と接触させて、第１の抽出液体および第１の抽出固体を形成するステップと；
（ｂ）第１の抽出固体を第１の抽出液体から分離するステップと；
（ｃ）第１の抽出固体を第２の金属溶解組成物と接触させて、第２の抽出液体および第２の抽出固体を形成するステップと；
（ｄ）第２の抽出固体を第２の抽出液体から分離するステップであって、第２の抽出液体が第１の金属イオンを含むステップと；
（ｅ）第１の抽出液体を、第１の抽出液体が非混和性の有機成分と接触させて、第２の金属イオンを第３の金属イオンから分離するステップと；
（ｆ）第１金属イオンを第１の金属に還元し、第２の金属イオンを第２の金属に還元し、第３の金属イオンを第３の金属に還元するステップと
を含む方法に関する。
【００５７】
本明細書に記載の組成物は、それぞれの成分を単純に加え、均一状態となるまで混合することによって容易に配合される。さらに、組成物は、単一パッケージの配合物として容易に配合することができるし、または、複数構成の配合物であって、使用時または使用前に混合され、例えば、複数構成の配合物の個別の部分を工具において、または工具の上流の貯蔵タンク中で混合することが可能な複数構成の配合物としても容易に配合することができる。各成分の濃度は、組成物の特定の倍数で広範囲に変動させることができ、すなわち、より希釈したりより濃縮したりすることができ、本明細書に記載の組成物が、種々に別のものとして、本明細書の開示に一致する成分のあらゆる組み合わせを含む、からなる、またはから本質的になることができることが、当業者には理解されよう。
【００５８】
本明細書に記載の方法を使用すると、電気電子機器廃棄物中の９０重量％を超える金属を回収することができる。
【００５９】
別の一態様においては、本明細書に記載の方法は、鉱石から金属を分離するために鉱業で使用することができる。例えば、電気電子機器廃棄物から出発する代わりに、第１の金属溶解組成物を使用して抽出される元の材料が、鉱石、または鉱業の一部の他の製品となる。
【００６０】
別の一態様においては、金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって、金属イオンを前記電気電子機器廃棄物から抽出組成物中に抽出するための条件下で、電気電子機器廃棄物を組成物と接触させるステップを含み、前記組成物が、少なくとも１種類の酸化剤、少なくとも１種類の錯化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、からなる、またはから本質的になる、方法が記載される。好適な酸化剤、錯化剤、および触媒は本明細書に記載されている。一実施形態においては、組成物は、塩酸と、過酸化水素と、グリコールまたはグリコールエーテルとを含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、組成物は、塩酸、過酸化水素、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルを含む、からなる、またはから本質的になる。好ましい一実施形態においては、この方法は、金属イオンを含む抽出組成物を、固体電気電子機器廃棄物から分離するステップをさらに含む。固体金属は、抽出組成物中の金属イオンを（例えば、そのような目的に適した還元剤を用いて）還元することによって得ることができる。一実施形態においては、本明細書に記載の抽出組成物で処理された電気電子機器廃棄物は、２種類以上の異なる金属を含有することができる。
【００６１】
さらに別の一態様においては、金属を電気電子機器廃棄物から取り出す方法であって：（ａ）金属イオンを前記電気電子機器廃棄物から抽出組成物中に抽出するための条件下で、電気電子機器廃棄物を組成物と接触させる；（ｂ）金属イオンを含む抽出組成物を固体電気電子機器廃棄物から分離するステップと；（ｃ）金属イオンを含む抽出組成物から固体金属を得るステップとを含み、前記組成物が、少なくとも１種類の酸化剤、少なくとも１種類の錯化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、からなる、またはから本質的になる、方法が記載される。好適な酸化剤、錯化剤、および触媒は本明細書に記載されている。一実施形態においては、組成物は、塩酸と、過酸化水素と、グリコールまたはグリコールエーテルとを含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、組成物は、塩酸、過酸化水素、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルを含む、からなる、またはから本質的になる。固体金属は、抽出組成物中の金属イオンを（例えば、そのような目的に適した還元剤を用いて）還元することによって得ることができる。一実施形態においては、本明細書に記載の抽出組成物で処理された電気電子機器廃棄物は、２種類以上の異なる金属を含有することができる。
【００６２】
別の一態様においては、第１の金属を少なくとも第２の金属から分離する方法であって、第１および第２の金属を含む材料と組成物との接触を、第１の金属イオンを前記材料から抽出組成物中に抽出するための条件下で行うステップであって、前記組成物が、少なくとも１種類の酸化剤、少なくとも１種類の錯化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、からなる、またはから本質的になる、方法。好適な酸化剤、錯化剤、および触媒は本明細書に記載されている。一実施形態においては、組成物は、塩酸と、過酸化水素と、グリコールまたはグリコールエーテルとを含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、組成物は、塩酸、過酸化水素、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルを含む、からなる、またはから本質的になる。別の一態様においては、この方法は、第１の金属イオンを含む抽出組成物を材料から分離するステップをさらに含む。固体の第１の金属は、抽出組成物中の第１の金属イオンを（例えば、そのような目的に適した還元剤を用いて）還元することによって得ることができる。
【００６３】
別の一態様においては、第１の金属を少なくとも第２の金属から分離する方法であって：（ａ）第１および第２の金属を含む材料と組成物との接触を、第１の金属イオンを前記材料から抽出組成物中に抽出するための条件下で行うステップと；（ｂ）第１の金属イオンを含む抽出組成物を材料から分離するステップと；（ｃ）固体の第１の金属を第１の金属イオンから得るステップとを含み、前記組成物が、少なくとも１種類の酸化剤、少なくとも１種類の錯化剤、および少なくとも１種類の触媒を含む、からなる、またはから本質的になる、方法。好適な酸化剤、錯化剤、および触媒は本明細書に記載されている。一実施形態においては、組成物は、塩酸と、過酸化水素と、グリコールまたはグリコールエーテルとを含む、からなる、またはから本質的になる。別の一実施形態においては、組成物は、塩酸、過酸化水素、およびジエチレングリコールモノブチルエーテルを含む、からなる、またはから本質的になる。固体の第１の金属は、抽出組成物中の第１の金属イオンを（例えば、そのような目的に適した還元剤を用いて）還元することによって得ることができる。
【００６４】
本発明の特徴および利点を、以下に議論する例示的実施例によってより十分に示す。
【実施例】
【００６５】
実施例１
本明細書に記載の種々の第１の金属溶解組成物を使用した電気電子機器廃棄物の第１の抽出を行った。電気電子機器廃棄物は、粗い粉末に粉砕した。粉末の１回および複数回の溶解を２回繰り返して行い、第１の抽出組成物および第１の抽出固体について誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）を用いて分析した。すべての溶解は、５００ｍｇ〜１０ｇの粉末を１０ｍＬ〜２００ｍＬの第１の金属溶解組成物中で使用して行った。溶解全体にわたって撹拌を行った。溶解時間は約３０分〜約１３５分の範囲であり、ほぼ室温から約５０℃の範囲内の温度で行った。
【００６６】
試験した第１の金属溶解組成物は以下の通りであった：
配合物Ａ：王水（対照、３：１のＨＣｌ：ＨＮＯ３）
配合物Ｂ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％）
配合物Ｃ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％）ならびにＮＨ４ＣｌまたはＮＨ４ＳＣＮ
配合物Ｄ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋０．７５体積％のＤＥＧＢＥ）
配合物Ｅ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋０．７５体積％のプロピレングリコール）
配合物Ｆ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋０．７５体積％のＤＰＧＢＥ）
配合物Ｇ：エチドロン酸＋ＤＥＧＢＥ（９９体積％：１体積％）
配合物Ｈ：１：１：６のＨ２ＳＯ４：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ
配合物Ｉ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋０．５体積％のＤＥＧＢＥ）
配合物Ｊ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋１体積％ＤＥＧＢＥ）
配合物Ｋ：９５％のＨ２ＳＯ４：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％）
配合物Ｌ：９５％のＨ２ＳＯ４：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋０．７５体積％のＤＥＧＢＥ
配合物Ｍ：３７％のＨＣｌ：３０％のＨ２Ｏ２（９０体積％：１０体積％＋２５体積％のＤＥＧＢＥ）
配合物Ｎ：７５体積％エチドロン酸＋２５体積％のＤＥＧＢＥ
配合物Ｏ：エチドロン酸＋ＤＥＧＢＥ＋ＮＨ４Ｃｌ（９４体積％：１体積％：５体積％）
【００６７】
本明細書に記載の方法および配合物を使用した電気電子機器廃棄物からの金、銀、および銅の抽出の実験結果を以下の表１に示す。他の溶解との比較を容易にするために、王水（配合物Ａ）の結果を規格化した。
【００６８】
【表１】
2013540572.tif 000003
【００６９】
種々の溶解方法で、王水（配合物Ａ）に対して、１種類以上の金属の９０％を超える抽出効率が得られたことが分かる。１００％を超える値は、その金属に関して王水よりも高い抽出効率を示している。複数の抽出では、王水に対してＡｕ、Ａｇ、およびＣｕの１００％回収の結果を得ることができる。
【００７０】
銀および銅イオンを金に対して選択的に抽出するために、配合物および反応条件を選択できることが分かる。例えば、第１の抽出は、第１の金属溶解組成物として配合物Ｊを使用して５０℃で３０分間行うことができ、銀イオンおよび銅イオンがそれぞれ７９％および９５％の効率（王水に対して）で抽出され、金は抽出されない。次に、新しい配合物Ｊを第２の金属溶解組成物として室温で３０分間使用することができ、金イオンを電気電子機器廃棄物から容易に抽出することができる。別の方法では、第１の金属溶解組成物が配合物Ｆで５０℃において３０分間であってよく、第２の金属溶解組成物が新しい配合物Ｆで室温において３０分間であってよい。これらは、本明細書に記載の第１の抽出ステップで金に対して金属イオンを選択的に抽出するために溶解組成物を配合して適切な温度および時間を選択することが可能なことを示す、単なる例であることを理解されたい。
【００７１】
金属抽出効率を測定する別の方法は、液体中に抽出された１種類の金属の全質量を、電気電子機器廃棄物粉末中のその金属の全質量に対して求めることである。この方法では、電気電子機器廃棄物粉末を溶解させ、次に、液体を固体から分離し、液体および固体の両方を分析して金属含有量を求め、電気電子機器廃棄物中の全金属量に対する液体中のパーセント金属を計算する。抽出が非常に効率的であれば、対象の金属は固体から抽出されて液体中に見られるはずである。結果を表２に示す。
【００７２】
【表２】
2013540572.tif 000004
【００７３】
最も効率的な抽出は、電気電子機器廃棄物を配合物Ｄ中５０℃で３０分間溶解させ、溶解溶液を除去し、残った電気電子機器廃棄物を新しい配合物Ｄ中５０℃でさらに７５分間溶解させ、その溶解溶液を除去する配合物Ｄの連続抽出であることが分かる。
【００７４】
実施例２
配合物Ｄを使用して電気電子機器廃棄物を５０℃で３０分間抽出し、次に新しい配合物Ｄで３０分間および７５分間のさらに２回の抽出を行うことによって、小規模連続抽出を行った。結果を図４に示しており、５０℃においてＡｕを除いたすべての金属が第１の３０分の抽出で非常に抽出され、Ａｕの全質量の９３％が第２の３０分間の抽出および第３の７５分間の抽出で抽出された。
【００７５】
配合物Ｄを使用して電気電子機器廃棄物を５０℃で３０分間抽出し、続いて新しい配合物Ｄを使用して１０５分抽出することによって、大規模連続抽出（小規模連続抽出の２０倍の規模）を行った。結果を図５に示しており、この大規模でＡｇおよびＣｕのＡｕからのより良好な分離が実現された。
【００７６】
したがって、ＡｇおよびＣｕをＡｕから分離するために連続抽出を使用することができる。
【００７７】
次に、Ａｕを実質的に含まないこの実施例（配合物Ｄ、５０℃、３０分）の小規模の第１の抽出液体のアリコートから出発して、ＮａＯＨを滴下した（例えば、図２のｐＨ傾斜を参照されたい）。ｐＨ約６で沈殿が形成された。沈殿物（ｐＨ６におけるｐＨ傾斜固体）および残留液体（ｐＨ１０におけるｐＨ傾斜液体）の両方について、ＩＣＰ−ＭＳを用いて金属イオン含有量を分析した。結果を表３に示す。
【００７８】
【表３】
2013540572.tif 000005
【００７９】
小規模抽出のｐＨ傾斜では、ｐＨ傾斜液体がほとんどのＡｇ（８２％）を含有し、一方、沈殿物は１００％の銅およびほとんどの残りの金属を含有していたことが分かる。
【００８０】
次に、Ａｕを実質的に含まないこの実施例（配合物Ｄ、５０℃、３０分）の大規模の第１の抽出液体のアリコートから出発して、ＮａＯＨを滴下した。ｐＨ約６で沈殿が形成された。沈殿物（ｐＨ６におけるｐＨ傾斜固体）および残留液体（ｐＨ１２におけるｐＨ傾斜液体）の両方について、ＩＣＰ−ＭＳを用いて金属イオン含有量を分析した。結果を表４に示す。
【００８１】
【表４】
2013540572.tif 000006
【００８２】
大規模抽出のｐＨ傾斜では、ｐＨ傾斜液体が１００％のＡｇを含有し、沈殿物は９９％の銅およびほとんどの残りの金属を含有していたことが分かる。
【００８３】
あるいは、有機成分を第１の抽出液体と組み合わせることで、所望の金属イオンの選択的沈殿を実現することができる（例えば、図３、添加剤の添加を参照されたい）。対象の有機成分はＭ−５７７４であり、これは、Ｃｕイオンに対して選択的である、水溶液から相分離するオキシム類とおよびアルドキシム類との独自開発の混合物である。有機層はＣｕイオンを含む水溶液からそのイオンを抽出する。Ｍ−５７７４中に抽出された後、銅イオンは、希硫酸洗浄を使用して有機Ｍ−５７７４層から回収することができる。
【００８４】
Ａｕを実質的に含まないこの実施例（配合物Ｄ、５０℃、３０分）の小規模の第１の抽出液体のアリコートから出発して、種々のｐＨおよび温度条件で３０分間Ｍ−５７７４を加えた（例えば、図３、添加剤の添加を参照されたい）。２つの層が形成され、１つが水層、１つが有機層であった。層を分離した後、水層について、ＩＣＰ−ＭＳを用いて金属イオン含有量を分析した。結果を表５に示す。
【００８５】
【表５】
2013540572.tif 000007
【００８６】
小規模抽出では、ｐＨ４および室温において、Ａｇ（９８％）をＣｕ（８％）から選択的に抽出できることが分かる。
【００８７】
実施例３
本明細書に記載のように分離した後、金属イオンは、好ましくは金属固体に還元される。好ましくは還元剤は、いわゆる環境に優しい化学物質である。さらに、好ましくは還元は、加熱の要求が最小限で迅速に行われる。
【００８８】
還元剤の有効性を評価するために、Ａｕ＋３（希ＨＣｌ中のＩＣＰ金標準物質（約０．０５Ｍ））、Ａｇ＋（１ＭのＡｇＮＯ３）および、Ｃｕ＋２（１ＭのＣｕＳＯ４）の標準溶液の還元を行った。環境に優しい還元剤を標準溶液に加え、時間、温度、およびｐＨを制御した。環境に優しい還元剤を加える前後に、ＨＣｌ、ＮａＨＣＯ３、またはＮａＯＨを加えることでｐＨを調節した。溶液のｐＨは金属イオンの酸化状態に影響を与え、金属固体への還元能力に影響を与える。溶液中の金属イオンの初期量と、還元後に回収した固体の最終量とを比較して、パーセント回収率を求めた。
【００８９】
アスコルビン酸、マロン酸ジエチル、メタ重亜硫酸ナトリウム、ポリフェノン６０（Ｐ６０、緑茶抽出物）、Ｄ−グルコース、およびクエン酸ナトリウムの６つの環境に優しい化学還元剤について試験を行い、以下に個別に議論する。
【００９０】
アスコルビン酸
アスコルビン酸（ＡＡ）を、Ａｕ３＋、Ａｇ＋、およびＣｕ２＋の溶液のそれぞれに、表６に記載の条件および室温で１時間未満で加え、回収した固体についてＩＣＰ−ＭＳを用いて分析して純度を調べた。結果を表６に示す。
【００９１】
【表６】
2013540572.tif 000008
【００９２】
１時間未満アスコルビン酸を使用して高純度のＡｕおよびＣｕが回収されたことが分かる。
【００９３】
マロン酸ジエチル
マロン酸ジエチルは水溶液と混和性ではなく、Ａｕは、有機中に選択的に抽出して、ＣＨ２（ＣＯＯＣ２Ｈ５）Ａｕ（Ｈ２Ｏ）４Ｃｌ３錯体を低ｐＨで形成することができる。その後、Ａｕを含有する有機抽出物をＨＮＯ３と混合して洗浄して不純物を除去し、次にＦｅＳＯ４を８０℃で使用して金属Ａｕに還元することができる。
【００９４】
マロン酸ジエチル（ＤＥＭ）を、Ａｕ３＋、Ａｇ＋、およびＣｕ２＋の溶液のそれぞれに、表７に記載の条件および室温で１時間未満で加え、回収した固体についてＩＣＰ−ＭＳを用いて分析して純度を調べた。結果を表７に示す。
【００９５】
【表７】
2013540572.tif 000009
【００９６】
マロン酸ジエチルは、ＡｇおよびＣｕのいずれに対してよりも、Ａｕの還元に有効であったことが分かる。
【００９７】
メタ重亜硫酸ナトリウム
メタ重亜硫酸ナトリウム（ＳＭＢ）を、Ａｕ３＋、Ａｇ＋、およびＣｕ２＋の溶液のそれぞれに、表８に記載の条件および室温で１時間未満で加え、回収した固体についてＩＣＰ−ＭＳを用いて分析して純度を調べた。結果を表８に示す。
【００９８】
【表８】
2013540572.tif 000010
【００９９】
メタ重亜硫酸ナトリウムは、ＡｇおよびＣｕのいずれに対してよりも、Ａｕの還元に有効であったことが分かる。
【０１００】
ポリフェノン６０
ポリフェノン６０（Ｐ６０）を、Ａｕ３＋、Ａｇ＋、およびＣｕ２＋の溶液のそれぞれに、表９に記載の条件および室温で加え、回収した固体についてＩＣＰ−ＭＳを用いて分析して純度を調べた。結果を表９に示す。
【０１０１】
【表９】
2013540572.tif 000011
【０１０２】
Ｐ６０は、ＡｕおよびＣｕのいずれに対してよりも、Ａｇの還元に有効であったことが分かる。
【０１０３】
グルコース
グルコースを、Ａｕ３＋、Ａｇ＋、およびＣｕ２＋の溶液のそれぞれに、表１０に記載の条件で加え、回収した固体についてＩＣＰ−ＭＳを用いて分析して純度を調べた。結果を表１０に示す。
【０１０４】
【表１０】
2013540572.tif 000012
【０１０５】
グルコースを還元剤として使用するとＡｇおよびＡｕの固体が形成され、Ａｕは塩基の存在が必要であり、Ａｇは高温（１００℃）が必要であった。
【０１０６】
説明的な実施形態および特徴を参照しながら本明細書に本発明を様々に開示してきたが、本明細書に前述した実施形態および特徴は、本発明の限定を意図したものではなく、本明細書の開示に基づいた他の変形形態、修正形態、および他の実施形態を当業者に示唆するものであることを理解されたい。したがって本発明は、このようなすべての変形形態、修正形態、および別の実施形態が、以下に記載の特許請求の範囲および意図の範囲内に含まれるとして広く解釈されるべきである。
【図１】
2013540572.tif 000013
【図２】
2013540572.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2013540572.tif 000019
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