(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数の銅コンポーネントを有する物品を提供すること、
電解液および弧形状の銅発生極コンポーネントを含む容器内に配置された多孔質バレルを提供すること、
前記多孔質バレル内に、複数の導電性粒子、および前記物品を配置すること、ならびに
電気分解によって、前記物品の少なくとも一部から銅イオンを分離すること
を含み、
前記分離することが、
前記多孔質バレルを電源の陽極に電気的に結合すること、
前記銅発生極コンポーネントを前記電源の陰極に電気的に結合すること、および
前記電源によって電圧を印加すること
を含む、金属を再生する方法。
【請求項２】
前記物品が、銅コンポーネントがその上に少なくとも部分的に配置された１つまたは複数の回路基板を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記銅コンポーネントが銅箔を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記配置することが、前記複数の導電性粒子の１つまたは複数および前記多孔質バレルと接触させて回路基板を置くことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記配置することが、前記多孔質バレルの内面に接触させて前記物品を置くことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記配置することが、前記複数の導電性粒子の少なくとも一部および前記多孔質バレルの導電性内面と接触させて前記物品を配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の導電性粒子が、鉛粒子、鉛−アンチモン合金粒子、鉛−スズ−カルシウム合金粒子、導電性プラスチック粒子、およびグラファイト粒子の１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記電解液が、硫酸銅および硫酸の１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記多孔質バレルが、耐酸性材料および耐熱性材料の１つまたは複数から構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電圧が０．２Ｖ〜０．４Ｖである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記銅発生極コンポーネントが銅発生極プレートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記多孔質バレルを軸の周りに回転させて、前記物品の少なくとも一部と前記複数の導電性粒子の少なくとも一部との間の接触の増強を促進することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記物品が１つまたは複数の非銅金属コンポーネントをさらに含み、
電気分解によって前記物品の少なくとも一部から銅イオンを分離することにより、前記物品から前記１つまたは複数の非銅金属コンポーネントが分離する
請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記銅イオンが、前記銅発生極コンポーネントによって受け取られ、
前記１つまたは複数の非銅金属コンポーネントが、前記容器の底面に落下する
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つの銅コンポーネントをそれぞれが含む１つまたは複数の物品を提供すること、
多孔質バレル、電解液および弧形状の銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合された電解槽であって、前記多孔質バレルは、前記１つまたは複数の物品および複数の導電性粒子を受け入れるように適合されている、電解槽を提供すること、
前記多孔質バレル内に、前記１つまたは複数の物品、および前記複数の導電性粒子の少なくとも一部を配置すること、
前記電解液中に前記多孔質バレルを配置すること、
電気分解プロセスを使用して、前記電解液中で、前記１つまたは複数の物品の少なくとも１つから銅イオンを分離すること、ならびに
前記銅コンポーネントによって、前記１つまたは複数の分離した銅イオンの少なくとも１つを受け取ること
を含み、
前記分離することが、
前記多孔質バレルを電源の陽極に連結すること、
前記銅発生極コンポーネントを前記電源の陰極に連結すること、および
電位を印加して、前記電気分解プロセスを促進すること
を含む、金属を再生する方法。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の物品が、銅箔がその上に少なくとも部分的に配置された１つまたは複数の回路基板を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記物品および導電性粒子を配置することが、前記複数の導電性粒子の１つまたは複数および前記多孔質バレルと接触させて前記１つまたは複数の物品を置くことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記多孔質バレルを配置することが、前記物品、および前記導電性粒子の一部を前記電解液中に少なくとも部分的に沈めることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の物品が、１つまたは複数の非銅金属コンポーネントをさらに含み、
前記分離することにより、前記１つまたは複数の物品から前記１つまたは複数の非銅金属コンポーネントが分離する
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
それぞれの上に銅コンポーネントが配置された１つまたは複数の回路基板を提供すること、
多孔質バレル、電解液および弧形状の銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合された電解槽であって、前記多孔質バレルは、前記１つまたは複数の回路基板および複数の導電性粒子を受け入れるように適合され、前記電解液が前記多孔質バレルを出入りすることが可能になるようにさらに適合されている、電解槽を提供すること、
前記電解槽内に前記電解液を配置すること、
前記多孔質バレル内に、前記複数の導電性粒子の少なくとも一部と接触させて前記１つまたは複数の回路基板を配置すること、
前記電解槽内に前記多孔質バレルおよび銅発生極コンポーネントを配置すること、
前記銅発生極コンポーネントの電圧に対して正電圧で前記多孔質バレルにバイアスをかけて、電気分解を介して前記少なくとも１つの銅コンポーネントから前記銅発生極コンポーネントへの銅イオンの移動を促進すること、ならびに
前記電解槽内で前記多孔質バレルを回転させて、前記少なくとも１つの銅コンポーネントの前記電解液および複数の導電性粒子の前記一部への曝露を促進すること
を含み、
前記バイアスすることが、
前記多孔質バレルを電源の陽極に連結すること、
前記銅発生極コンポーネントを前記電源の陰極に連結すること、および
前記電源によって電圧を印加すること
を含む、金属を再生する方法。
【請求項２１】
前記１つまたは複数の回路基板を配置することが、前記多孔質バレル内に、前記多孔質バレルの導電性内面と接触させて前記１つまたは複数の回路基板を配置することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は一般に、物品から金属を再生すること、より具体的には、銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数のコンポーネントを有する物品から金属を再生することに関する。
【発明の概要】
【０００２】
本開示の第１の態様では、一般に、金属を再生する方法を記載する。例示的な方法は、銅を含有しまたは銅で被覆されたコンポーネント（複数可）を有する物品を提供すること、および電解液および銅発生極コンポーネントを含む容器内に配置されたバレルを提供することを含むことができる。例示的な方法はまた、バレル内に複数の導電性粒子および物品を配置すること、ならびに電気分解によって物品の少なくとも一部から銅イオン（複数可）を分離することを含むことができる。
【０００３】
本開示の第２の態様では、一般に、金属を再生する方法を記載する。例示的な方法は、銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つのコンポーネントをそれぞれが含む１つまたは複数の物品を提供すること、ならびに多孔質めっき用バレル、電解液および銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合された電解槽を提供することを含むことができる。めっき用バレルは、１つまたは複数の物品および複数の導電性粒子を受け入れるように適合させることができる。例示的な方法は、めっき用バレル内に１つまたは複数の物品および複数の導電性粒子の少なくとも一部を配置すること、ならびに電解液中にめっき用バレルを配置することを含むことができる。例示的な方法は、電気分解プロセスを使用して、電解液中に物品の少なくとも１つから銅イオン（複数可）を分離すること、および銅発生極コンポーネントによって、１つまたは複数の分離した銅イオンの少なくとも１つを受け取ることをさらに含むことさえできる。
【０００４】
本開示の第３の態様では、一般に、金属を再生する方法を記載する。例示的な方法は、それぞれの上に銅コンポーネントが配置された回路基板（複数可）を提供すること、ならびに多孔質めっき用バレル、電解液および銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合された電解槽を提供することを含むことができる。めっき用バレルは、回路基板（複数可）および複数の導電性粒子を受け入れるように適合させることができ、電解液がめっき用バレルを出入りすることが可能になるようにさらに適合させることができる。例示的な方法はまた、電解槽内に電解液を配置すること、およびめっき用バレル内で、導電性粒子の少なくとも一部と接触させて回路基板（複数可）を配置することを含むことができる。例示的な方法はまた、電解槽内でめっき用バレルおよび銅発生極コンポーネントを配置すること、ならびに銅発生極コンポーネントの電圧に対して正電圧でめっき用バレルにバイアスをかけて、電気分解を介して少なくとも１つの銅コンポーネントから銅発生極コンポーネントへの１つまたは複数の銅イオンの移動を促進することを含むことができる。例示的な方法は、電解槽内でめっき用バレルを回転させて、少なくとも１つの銅コンポーネントの、電解液および導電性粒子の一部への曝露を促進することをさらに含むことができる。
【０００５】
本開示の第４の態様では、一般に、銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数のコンポーネントを有する物品を提供すること、ならびに電解液および銅発生極コンポーネントを含む容器内に配置されたバレルを提供することを含む例示的な方法によって生産される、再生銅材料を記載する。例示的な方法は、バレル内に複数の導電性粒子および物品を配置すること、ならびに電気分解によって、物品の少なくとも一部から１つまたは複数の銅イオンを分離することを含むことができる。
【０００６】
本開示の第５の態様は、一般に、それぞれが銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つのコンポーネントを含む１つまたは複数の物品を提供すること、ならびに多孔質めっき用バレル、電解液および銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合された電解槽を提供することを含み、めっき用バレルは、１つまたは複数の物品および複数の導電性粒子を受け入れるように適合されている、例示的な方法によって生産される、再生銅材料を記載する。例示的な方法は、めっき用バレル内に１つまたは複数の物品および複数の導電性粒子の少なくとも一部を配置すること、ならびに電解液中にめっき用バレルを配置することを含むことができる。例示的な方法は、電気分解プロセスを使用して、電解液中に、１つまたは複数の物品の少なくとも１つから１つまたは複数の銅イオンを分離すること、および銅発生極コンポーネントによって、１つまたは複数の分離した銅イオンの少なくとも１つを受け取ることをさらに含むことができる。
【０００７】
本開示の第６の態様は、一般に、それぞれの上に銅コンポーネントが配置された１つまたは複数の回路基板を提供すること、ならびに多孔質めっき用バレル、電解液および銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合された電解槽を提供することを含む例示的な方法によって生産される、再生銅材料を記載する。めっき用バレルは、１つまたは複数の回路基板および複数の導電性粒子を受け入れるように適合させることができ、電解液がめっき用バレルを出入りすることが可能になるようにさらに適合させることができる。例示的な方法は、電解槽内に電解液を配置すること、およびめっき用バレル内に、複数の導電性粒子の少なくとも一部と接触させて１つまたは複数の回路基板を配置することも含むことができる。例示的な方法は、電解槽内にめっき用バレルおよび銅発生極コンポーネントを配置すること、および銅発生極コンポーネントの電圧に対して正電圧でめっき用バレルにバイアスをかけて、電気分解を介して少なくとも１つの銅コンポーネントから銅発生極コンポーネントへの１つまたは複数の銅イオンの移動を促進することをさらに含むことができる。例示的な方法は、電解槽内でめっき用バレルを回転させて、少なくとも１つの銅コンポーネントの、電解液および複数の導電性粒子の一部への曝露を促進することをさらに含むこともできる。
【０００８】
以上の概要は、例にすぎず、限定することを意図したものでは全くない。上述した実例的な態様、実施形態および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態および特徴が、図面および以下の詳細な説明を参照することによって明らかとなる。
【０００９】
本開示の以上の特徴および他の特徴は、添付の図面を併せ、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかとなる。これらの図面は、本開示によるいくつかの実施形態のみを表し、したがって、本開示の範囲を限定すると考えるべきでないことを理解して、添付の図面を使用して本開示についてさらに具体的かつ詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、物品から金属（複数可）を再生するいくつかの実施形態で使用される例示的な環境を表す略図である。
【図２】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、金属を再生するいくつかの例示的な方法を表すフローチャートである。
【図３】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、金属を再生するいくつかの例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、金属を再生するいくつかの例示的な方法を表すフローチャートである。
【図５】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、いくつかの例示的な再生銅材料を表す略図である。
【図６】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、いくつかの例示的な再生銅材料を表す略図である。
【図７】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、いくつかの例示的な再生銅材料を表す略図である。
【図８】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つのコンポーネントを含むいくつかの例示的な物品を表す略図である。
【図９】本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つのコンポーネントを含む例示的な物品の断面図を表す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。図面では、文脈によって別段に要求されない限り、同様の記号は一般に、同様のコンポーネントを特定する。詳細な説明、図面および特許請求の範囲に記載の実例的な実施形態は、限定的であることを意味しない。本明細書に提示される主題の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用することができ、他の変更を行うことができる。本明細書に一般に記載され、図面に例示される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配列し、置換し、組み合わせ、設計することができ、斯かる構成のすべては、明示的に企図されており、本開示の一部をなすことが容易に理解されることになる。
【００１２】
物品からの金属の再生、より具体的には、銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数のコンポーネントを有する物品からの金属の再生に関連した方法、システム、装置、および／または材料が記載されている。
【００１３】
本開示は、電子製品のより古い世代の交代の速度が増大しているために、電子機器廃棄物は最も速く増えつつある固体廃棄物であるという点について、熟考するものである。特に、多くの回路基板は、銅コンポーネントを含む金属コンポーネントが上に配置されているので、廃棄回路基板は、処理および／または再利用することが困難となり得る。たとえば、多くの回路基板は、他の用途に再生され得る１つまたは複数の銅箔を含む。
【００１４】
図１は、物品から金属を再生するいくつかの実施形態で使用される例示的な環境１００を表す略図である。例示的な実施形態１００は、共に電解槽１１２内に配置され電解液１２２中に浸漬された、めっき用バレル１１４および銅発生極コンポーネント１１８（たとえば、銅発生極プレート）を含む。電解液１２２は、硫酸銅と硫酸、および塩化銅と塩酸など、任意の公知の電解液とすることができる。硫酸銅と硫酸の電解液１２２の例示的な濃度として、硫酸銅３５〜５５ｇ／Ｌ、および硫酸１００〜２００ｇ／Ｌを挙げることができる。めっき用バレル１１４は、電解液１２２がめっき用バレル１１４内に流れ込み、これから流れ出ることが可能になるように、多孔質壁（たとえば、壁内の穴またはスロット）を有することができる。このようにして、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ（たとえば、金属コンポーネントが上に配置された回路基板）、および不活性導電性粒子１１６Ａ、１１６Ｂは、電解液１２２と電気的に結合することができる。いくつかの例では、めっき用バレル１１４の内壁は、導電性特性を有することができる。めっき用バレル１１４は、電源１３０の陽（＋）極１３２に結合することができる。このような結合は、陽（＋）極１３２とめっき用バレル１１４の中心軸１２０との間にあることができる。銅発生極コンポーネント１１８は、電源１３０の陰（−）極１３４に結合することができる。
【００１５】
物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、および導電性粒子１１６Ａ、１１６Ｂは、めっき用バレル１１４内に位置することができる。電源１３０が導電状態にあるとき、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ上に配置された銅コンポーネント（たとえば銅箔）は、電気分解の従来の原理の下、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃから分離し、銅イオン１２４として電解液１２２に入ることができる。銅イオン１２４が電解液１２２に入るとき、銅イオン１２４は、電気分解の従来の原理の下、銅発生極コンポーネント１１８に引き寄せられ得る。銅イオン１２４が、銅発生極コンポーネント１１８上に、収集され、かつ／または所望の厚さまで蓄積されたとき、銅発生極コンポーネント１１８を電解槽１１２から取り出すことができる。このようにして、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの銅コンポーネントは、銅発生極コンポーネント１１８へ電気分解され得る。
【００１６】
いくつかの（図１に表したような）例では、銅発生極コンポーネント１１８は、銅発生極コンポーネント１１８とめっき用バレル１１４との間の距離を低減するために弧形状として形成することができる。このようにして、電気分解プロセスの効率が改善され得る。他の形状および／または配置も使用することができる。いくつかの例では、銅発生極コンポーネント１１８とめっき用バレル１１４との間の距離を最小限にして、電圧損失を最小限にし、したがって電気分解効率を改善し、電力消費を低減するのを助長することができる。
【００１７】
いくつかの例では、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃとして、１つまたは複数の金属（たとえば、銅コンポーネント）が上に配置され、または自身に結合された非導電性基材（たとえば、導電性金属トラックおよび／または経路を有するプリント回路基板）を挙げることができる。金属の再生を最大限にする試みにおいて、導電性粒子１１６Ａ、１１６Ｂを使用して、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの金属部分を、正に帯電しためっき用バレル１１４に電気的に結合することができる。いくつかの例では、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃの金属部分（たとえば、銅コンポーネント）と正に帯電しためっき用バレル１１４との接触を最大限にする目的で、めっき用バレル１１４を回転し、かつ／または転がしてもよい。このようにして、より多い量の金属部分が導電性となり得、したがって、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃから分離される。物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ上の銅コンポーネントに付着される場合のある、銅より電気的に活性でない他の金属（たとえば、金（gold）、銀、金（aurum）、白金、鉛）も、物品１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃから分離することができる。次いでこのような金属は、電解槽１１２の底面に向かって電解液１２２中で沈んでシルトとなり得、再生することもできる。銅より電気的に活性な他の金属（たとえば、亜鉛、ニッケル、鉄など）は、イオンとして電解質中に入ることができ、標準的な電解質精製技法によって再生され得る。
【００１８】
図２は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、金属を再生するいくつかの例示的な方法２００を表すフローチャートである。例示的な方法２００は、ブロック２１０、２２０、２３０および／または２４０で表される動作、機能または行為の１つまたは複数を含むことができる。
【００１９】
処理は、銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数のコンポーネントを有する物品を提供することによって、ブロック２１０から開始することができる。ブロック２１０の後にブロック２２０が続き得る。ブロック２２０において、容器内に配置されたバレルを提供することができる。容器は、電解液および銅発生極コンポーネントを含むことができる。ブロック２３０において、複数の導電性粒子、および物品をバレル内に配置することができる。ブロック２４０に継続すると、１つまたは複数の銅イオンを、電気分解によって物品の少なくとも一部から分離することができる。
【００２０】
いくつかの例では、物品は、銅コンポーネントが上に少なくとも部分的に配置された回路基板であってもよい。いくつかの例では、銅コンポーネントは、銅箔を含むことができる。いくつかの例では、物品は、複数の回路基板を含む場合がある。いくつかの例では、容器は、電気めっき装置を含むことができる。
【００２１】
いくつかの例では、配置動作（ブロック２３０における）は、複数の導電性粒子、および／またはバレルと接触させて回路基板を置くことを含むことができる。いくつかの例は、バレルの内面に接触させて物品を置くことを含むように配置動作（ブロック２３０における）を準備することができる。いくつかの例では、配置動作（ブロック２３０における）は、複数の導電性粒子の少なくとも一部およびバレルの導電性内面と接触させて物品を配置することを含むことができる。
【００２２】
いくつかの例では、複数の導電性粒子は、鉛粒子、鉛−アンチモン合金粒子、鉛−スズ−カルシウム合金粒子、導電性プラスチック粒子、および／またはグラファイト粒子を含むことができる。いくつかの例では、電解液は、硫酸銅および／または硫酸を含み得る。
【００２３】
いくつかの例では、バレルは、耐酸性材料および／または耐熱性材料を含むことができる。いくつかの例では、バレルとして、耐食性導電性金属材料内壁を有するプラスチックバレルを挙げることができる。いくつかの例では、ナイロンプラスチックおよび／またはＡＢＳプラスチックバレルは、鉛および／または鉛合金ライニングを含む場合がある。いくつかの例では、バレルは、耐食性金属／金属合金（たとえば、合金２０）を含み得る。いくつかの例では、バレル壁は、存在する導電性粒子より直径が大きい、実質的に丸い穴を含むことができる。たとえば、導電性粒子の直径が３〜５ｍｍである場合、壁穴の直径を１〜２ｍｍとすることができる。ある期間使用した後、導電性粒子の直径は、摩耗および裂けのために小さくなり得る。このような例では、穴の直径は、導電性粒子の耐用年数を延長するために、１〜２ｍｍより小さくてもよい。経時的に、導電性粒子の直径は、大幅に小さくなり、導電性粒子が穴を通り抜ける場合がある。このような導電性粒子は、濾過によって電解液から除去することができ、または再びリサイクルしてもよい。
【００２４】
いくつかの例では、（ブロック２４０における）分離動作は、バレルを電源の陽極に電気的に連結すること、および銅発生極コンポーネントを電源の陰極に電気的に結合することを含むことができる。いくつかの例は、電源によって電圧を印加することも含み得る。いくつかの例では、印加される電圧は、約０．２Ｖ〜０．４Ｖの範囲内となり得る。いくつかの例では、０．４Ｖ超の電圧が印加される場合がある。いくつかの例では、印加される電圧は、電解液の循環速度（電解質は、静止したままではなく、電解槽内を流れることができる）、電解液の温度、および電解液中の不純物の量に依存し得る。再生銅の品質を改善するために、電解質中の不純物濃度範囲を、周知の技法を使用して制御することができる（たとえば、Ａｓ＜７ｇ／Ｌ、Ｓｂ＜０．７ｇ／Ｌ、Ｂｉ＜０．５ｇ／Ｌ、Ｎｉ＜７ｇ／Ｌ）。電解液中の内容物、循環速度および温度が変動すると、電解液の導電率が変動する場合があり、これにより電圧が変動する場合がある。
【００２５】
いくつかの例では、バレルを回転して、物品と導電性粒子との間の接触の増強を促進することができる。
【００２６】
いくつかの例では、物品は、１つまたは複数の非銅金属コンポーネントを含む場合がある。このような例では、（ブロック２４０における）分離動作により、物品から非銅金属コンポーネントを分離することができる。
【００２７】
いくつかの例では、銅発生極コンポーネントは、銅発生極プレートを含むことができる。いくつかの例では、分離された銅イオンは、銅発生極コンポーネントによって受け取られ得る。このような例では、非銅金属コンポーネントは、容器の底面に向かって落下することができる。いくつかの例では、物品は、それぞれが、銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つのコンポーネントを含むことができる複数の物品を含み得る。
【００２８】
図３は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、金属を再生するいくつかの例示的な方法３００を表すフローチャートである。例示的な方法３００は、ブロック３１０、３２０、３３０、３４０、３５０および／または３６０によって表される動作、機能または行為の１つまたは複数を含むことができる。
【００２９】
処理は、それぞれが、銅を含有しまたは銅で被覆された少なくとも１つのコンポーネントを含む１つまたは複数の物品を提供することによって、ブロック３１０から開始することができる。ブロック３１０の後にブロック３２０が続き得る。ブロック３２０において、電解槽を提供することができる。電解槽は、多孔質めっき用バレル、電解液および銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合させることができる。めっき用バレルは、物品および複数の導電性粒子を受け入れるように適合させることができる。ブロック３３０において、物品、および複数の導電性粒子の少なくとも一部を、めっき用バレル内に配置することができる。ブロック３４０に継続すると、めっき用バレルを電解液中に配置することができる。ブロック３４０の後にブロック３５０が続き得る。ブロック３５０において、物品からの１つまたは複数の銅イオンを、電気分解プロセスを使用して電解液中に分離することができる。ブロック３６０に継続すると、分離された銅イオンの少なくとも１つは、銅発生極コンポーネントによって受け取られ得る。
【００３０】
いくつかの例では、（ブロック３５０における）分離動作は、めっき用バレルを電源の陽極に結合すること、および銅発生極コンポーネントを電源の陰極に結合することを含むことができる。このような例では、電気分解プロセスを促進するように電位を印加することができる。
【００３１】
いくつかの例では、（ブロック３３０における）配置動作は、複数の導電性粒子の１つまたは複数およびめっき用バレルと接触させて物品を置くことを含むことができる。いくつかの例では、（ブロック３４０における）配置動作は、物品、および導電性粒子の一部を電解液中に少なくとも部分的に沈めることを含むことができる。
【００３２】
いくつかの例では、物品は、銅箔がその上に少なくとも部分的に配置された回路基板を含み得る。いくつかの例では、物品は、１つまたは複数の非銅金属コンポーネントを含む場合がある。このような例では、（３５０における）分離工程により、物品から非銅金属コンポーネントを分離することができる。
【００３３】
図４は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、金属を再生するいくつかの例示的な方法４００を表すフローチャートである。例示的な方法４００は、ブロック４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０および／または４７０によって表される動作、機能または行為の１つまたは複数を含むことができる。
【００３４】
処理は、それぞれの上に銅コンポーネントが配置された１つまたは複数の回路基板を提供することによって、ブロック４１０から開始することができる。ブロック４１０の後にブロック４２０が続き得る。ブロック４２０において、電解槽を提供することができる。電解槽は、多孔質めっき用バレル、電解液および銅発生極コンポーネントを受け入れるように適合させることができる。めっき用バレルは、回路基板および複数の導電性粒子を受け入れるように適合させることができる。めっき用バレルは、電解液がめっき用バレルを出入りすることが可能になるように適合させることもできる。ブロック４３０において、電解液を電解槽内に配置することができる。ブロック４４０に継続すると、回路基板が複数の導電性粒子の少なくとも一部と接触しているように、回路基板をめっき用バレル内に配置することができる。ブロック４４０の後にブロック４５０が続き得る。ブロック４５０において、めっき用バレルおよび銅発生極コンポーネントを電解槽内に配置することができる。ブロック４６０に継続すると、銅発生極コンポーネントの電圧に対して正電圧でめっき用バレルにバイアスをかけて、電気分解を介して銅コンポーネント（複数可）から銅発生極コンポーネントへの１つまたは複数の銅イオンの移動を促進することができる。ブロック４７０に継続すると、電解槽内でめっき用バレルを回転させて、銅コンポーネント（複数可）の、電解液および複数の導電性粒子の一部への曝露を促進することができる。いくつかの例では、めっき用バレルを、１分当たり１回転で回転させることができる。他の回転速度を使用してもよい。
【００３５】
いくつかの例では、（ブロック４６０における）バイアス動作は、めっき用バレルを電源の陽極に結合すること、および銅発生極コンポーネントを電源の陰極に結合することを含むことができる。このような例では、電源によって電圧を印加することができる。いくつかの例では、目視検査によりすべての（または実質的にすべての）銅が取り出されたことが示されるまで、電圧を印加することができる。このような目視検査は、回路基板がめっき用バレル内に配置されている間、または回路基板のいくつかもしくはすべてがめっき用バレルから取り出されている間に行うことができる。
【００３６】
いくつかの例では、（ブロック４４０における）配置動作は、めっき用バレル内で、めっき用バレルの導電性内面に接触させて回路基板を配置することを含むことができる。
【００３７】
図５、６および７は、本明細書に記載の方法によって生産される例示的な再生銅材料を表す。具体的には、図５は、図２に表した例示的なプロセスによって生産される例示的な再生銅材料を表す。同様に、図６は、図３に表した例示的なプロセスによって生産される例示的な再生銅材料を表す。さらに、図７は、図４に表した例示的なプロセスによって生産される例示的な再生銅材料を表す。
【００３８】
図８Ａおよび８Ｂは、本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数のコンポーネントを有する回路基板としての、例示的な物品を表す。図８Ａおよび８Ｂに表したように、回路基板８１０は、銅コンポーネント（複数可）８２０および／または非銅コンポーネント（複数可）８３０が上に配置されている場合がある。図８Ａでは、非銅コンポーネント８３０が銅コンポーネント８２０の上に配置されている。図８Ｂでは、銅コンポーネント８２０が非銅コンポーネント８３０の上に配置されている。他のコンポーネント配置も可能となり得る。
【００３９】
図９Ａ、９Ｂ、９Ｃおよび９Ｄは、本開示の少なくともいくつかの実施形態に従って構成された、銅を含有しまたは銅で被覆された１つまたは複数のコンポーネントを有する回路基板としての例示的な物品の断面図を表す。図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃでは、銅コンポーネント９２０が、さまざまな配置で非銅コンポーネント９３０の上に置かれている。図９Ａは、銅コンポーネント９２０が非銅コンポーネント９３０を完全に覆っている例を示す。図９Ｂおよび９Ｃは、銅コンポーネント９２０が非銅コンポーネント９３０を部分的に覆っている例を示す。図９Ｄは、銅コンポーネント９２０が非銅コンポーネント９３０によって部分的に覆われている例を示す。他のコンポーネント配置も可能となり得る。
【実施例１】
【００４０】
回路基板からの銅の再生
処分された電子機器廃棄物から得られる複数の銅クラッド回路基板を準備する。硫酸銅４５ｇ／Ｌおよび硫酸１５０ｇ／Ｌの水溶液、ならびに銅発生極を含む電気分解容器を準備する。鉛導電性粒子とともに、多孔質セラミック製鉛ライニング付きめっき用バレル内に回路基板を置く。水溶液が多孔質バレルに浸透し、回路基板と接触するように、バレルを容器内に置く。
【００４１】
０．３Ｖの電圧を１時間印加すると、その間に銅イオンが回路基板から放出され、銅発生極上に堆積する。回路基板を目視検査すると、銅は、回路基板上でもはや目に見えないことが確認される。
【実施例２】
【００４２】
回路基板からの銅、ニッケルおよび銀の再生
銅、ニッケルおよび銀コンポーネントを含む複数のプリント回路基板（「ＰＣＢ」）を準備する。硫酸銅５０ｇ／Ｌおよび硫酸１００ｇ／Ｌの水溶液、ならびに銅発生極を含む電気分解容器を準備する。グラファイト導電性粒子とともに、多孔質セラミック製鉛ライニング付きめっき用バレル内に回路基板を置く。水溶液が多孔質バレルに浸透し、回路基板と接触するように、バレルを容器内に置く。
【００４３】
０．４５Ｖの電圧を２時間印加すると、その間に銅イオンが回路基板から放出され、銅発生極上に堆積する。回路基板を目視検査すると、銅、ニッケルおよび銀は、回路基板上でもはや目に見えないことが確認される。銅より電気的に活性であるニッケルを、電解質精製によって水溶液から単離する。銅より電気的に活性でない銀を、電解槽の底部でシルトとして単離する。
【実施例３】
【００４４】
回路基板からの銅の再生
処分された電子機器廃棄物から得られる複数の銅クラッド回路基板を準備する。４５ｇ／Ｌの硫酸銅および１５０ｇ／Ｌの硫酸の水溶液、ならびに銅発生極を含む電気分解容器を準備する。水溶液は、約６５℃である。添加剤を水溶液に添加して、水溶液が接着剤３０〜４０ｇ／Ｌ（たとえば、骨膠およびゼラチン）、チオ尿素３０〜４０ｇ／Ｌ、ならびにカゼイン１３〜３０ｇ／Ｌを含むようにする。さらに、銅クラッド回路基板の表面上の接着剤を、電気分解の前に物理的および／または化学的方法によって除去する。鉛導電性粒子とともに、多孔質鉛ライニング付きめっき用バレル内に回路基板を置く。水溶液が多孔質バレルに浸透し、回路基板と接触するように、バレルを容器内に置く。
【００４５】
０．３Ｖの電圧を８時間印加すると、その間に銅イオンが回路基板から放出され、銅発生極上に堆積する。回路基板を目視検査すると、銅は、回路基板上でもはや目に見えないことが確認される。
【００４６】
本明細書に記載された主題は、さまざまなコンポーネントをしばしば例示しており、これらのコンポーネントは、他のさまざまなコンポーネントに包含されるか、または他のさまざまなコンポーネントに接続される。そのように図示されたアーキテクチャは、単に例にすぎず、実際には、同じ機能を実現する多くの他のアーキテクチャが実装可能であることが理解されよう。概念的な意味で、同じ機能を実現するコンポーネントの任意の構成は、所望の機能が実現されるように効果的に「関連付け」される。したがって、特定の機能を実現するために組み合わされた、本明細書における任意の２つのコンポーネントは、アーキテクチャまたは中間のコンポーネントにかかわらず、所望の機能が実現されるように、お互いに「関連付け」されていると見ることができる。同様に、そのように関連付けされた任意の２つのコンポーネントは、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に接続」または「動作可能に結合」されていると見なすこともでき、そのように関連付け可能な任意の２つのコンポーネントは、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に結合できる」と見なすこともできる。動作可能に結合できる場合の具体例には、物理的にかみ合わせ可能な、および／もしくは物理的に相互作用するコンポーネント、ならびに／またはワイヤレスに相互作用可能な、および／もしくはワイヤレスに相互作用するコンポーネント、ならびに／または論理的に相互作用する、および／もしくは論理的に相互作用可能なコンポーネントが含まれるが、それらに限定されない。
【００４７】
本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。さまざまな単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。
【００４８】
通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（たとえば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（たとえば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ  ｂｕｔ  ｉｓ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む発明に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（たとえば、「ａ」および／または「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、通常、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（たとえば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ  ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、通常、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、など���有するシステムを含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ  ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
【００４９】
さまざまな態様および実施形態を本明細書で開示してきたが、他の態様および実施形態も当業者には明らかであろう。本明細書で開示したさまざまな態様および実施形態は、例示の目的のためであり、限定することを意図しておらず、真の範囲および趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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