一种自含金属物件合成金属产物的方法技术

一种自含金属物件合成金属产物的方法，包括使用酸液溶解该含金属物件中所含的供合成金属产物用的金属；通过选自添加碱的沉淀方式或添加燃料的燃烧方式，以得到金属产物，本发明专利技术的方法无金属冶炼及纯化的步骤，具有流程简单且一贯的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属产物的合成方法，特别是涉及一种自含金属物件合成金属 产物的方法。
技术介绍
印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)产业为国内大型电子工业零件制造业之一，也是台湾近年来信息电子工业突飞猛进的幕后功臣，该产业不但在产值上高居世界 前几位，且产量逐年持续增加。因而于印刷电路板生产过程与使用后产生大量废弃印刷 电路板，通常，电路板的组成分包括约75至90%的玻璃纤维与环氧树脂等非金属，其余 则包括约6至30%的金属成分，其中以铜的含量为最高，此外，电路板的层板越多，铜 含量也越多。与铜金属相比，氧化铜具有质量稳定与优异半导体特性，且其价格比起铜金属 更是极具经济发展性，氧化铜还可被多方应用在半导体产业、电子原料及纳米产品上。 而目前已知的废弃物资源处理仅限于纯金属或一般金属氧化物的回收，例如，利用电解 的方式生产金属，但是该工艺必须控制电解液的浓度，才能有效回收金属，并无法将其 产物制成较高单价的产品销售，此外，该方法另需要提供大量电力以及产生大量的废弃 酸液，对于环境保护并无帮助。此外，目前对废弃印刷电路板的处理方法主要是以火法冶金(pyrometallurgy)的 方式，回收其中的有价金属，然而，火法冶金技术及其熔炉设备的成本很高，每公吨大 约为1,400 1,600美元。一般而言，废弃物的火法冶金除了可能不需要焙烧步骤外， 仍须要熔炼、吹炼、精炼等工序，其中，熔炼步骤即须利用到鼓风炉、反射炉、电炉等 传统设备，吹炼处理时又须添加石英熔剂去除杂质，使用冷却剂吸收热量，此外，还有 难以克服的二氧化硫酸性气体污染问题。最后再进行火法精炼及电解精炼以得到纯度高 的铜，且其提炼出来的为纯金属铜，即便纯度高，售价也只能达伦敦金属交易市场的价 格。而且该技术所排放的炼铜废水，造成溪流河川重金属污染，海域严重污染产生分 层，其炼铜过程所排放的硫化物毒气，亦造成空气严重污染。另外，以火法冶金回收金 属的问题在于将熔炼设备用于制备金属不经济，该设备无法轻易取得导致回收业者仅能 低卖高买而与其它业者合作，更不利于废弃物回收观念及事业推展，况且实施火法冶金 所造成的污染问题亦极为严重。另一方面，若欲自矿石中得到纯度高的金属，传统的金属矿物的冶炼技术，须 包括采矿、精选、加热熔炼、还原、精炼及成型等多次步骤，但该工艺不仅耗费能量及 时间，倘欲得到纳米金属氧化物或金属时，亦需要额外的加工处理。因此，如何能在含金属物件的处理过程中，发展出具有节能减碳、环保、高附 加价值的资源回收方法，并提高如金属氧化物的回收产品的纯度，乃成为亟待解决的课 题。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供，包括将该 含金属物件置于具酸根的酸液中，以由该具酸根的酸液溶解出该含金属物件中所含的供 合成金属产物用的金属；使该溶解有该金属的酸液与燃料混合，以得到混合物；以及加 热该混合物，使该混合物燃烧，以得到金属产物。本专利技术还提供，包括将该含金属物件 置于具酸根的酸液中，以由该具酸根的酸液溶解出该含金属物件中所含的供合成金属产 物用的金属；添加碱至该溶解有该金属的酸液中；过滤该经添加碱的溶解有该金属的酸 液以得到金属沉淀物；以及干燥该金属沉淀物，以得到金属氧化物。 于一具体实施例中，还包括于溶解该含金属物件中所含的供合成金属产物用的 金属前，粉碎该含金属物件。粉碎该含金属物件是用以缩小该金属物件的尺寸，加速 金属溶解于酸液中，具体而言，经粉碎的含金属物件的长度、宽度及高度尺寸分别约为 IOmm 至 1 μ m。本专利技术通过将例如铜箔基板、电路板、电缆、矿石、电池或废弃物等含金属物 件溶解于酸液中，最后搭配沉淀或燃料加以燃烧得到所欲的金属产物，此外，本专利技术的 方法于燃烧后不会产生废酸液，且燃料的用量低燃烧时间短，具有产物纯度高及环保等 优点。附图说明图IA为本专利技术的含金属物件样品(a)、(b)在两小时内的溶出率(％ )关系图；图IB为本专利技术的含金属物件样品(a)、(b)在两小时内的溶出率(％ )关系图， 其中，该酸液的氧化还原电位是经调控的；图2为本专利技术的经燃烧合成后所得的金属氧化物的X射线图谱；图3为本专利技术的经水洗后金属氧化物的X射线图谱；以及图4为本专利技术的经水洗后金属氧化物的扫描式电子显微镜(SEM)图谱。具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，所属
的技术人员可 由本说明书所公开的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。本专利技术亦可以其它不同的方 式予以实施，即，在不悖离本专利技术所公开的范畴下，能予不同的修饰与改变。“氧化还原电位”(Oxidation-Reduction Potential，ORP)在本文中是指通过如氧化还原控制器及臭氧产生机调控和测量酸液的氧化还原电位。“理论值化学计量比”在本文中是指根据金属与燃料的化学平衡式的系数比， 并除以燃料的官能基数目后所得的值，以带有3个结晶水的硝酸铜和具有羧基及胺基两 个官能基的甘胺酸为例，燃料与金属的理论值化学计量比为1.1/2，即0.55。本专利技术中对 于酸液溶剂所用的水并无特别限制，但是，若考虑产品等级可使用纯水或去离子水。“含金属物件”在本文中可包括铜箔基板、电路板、电缆、矿石、电池或废弃 物等，但不以此为限。“金属产物”在本文中是指包括任何尺寸大小的金属或金属化合物，但以微米等级以下为佳，尤以纳米金属产物为佳，此外，于具体实施例中，本专利技术得到粉末产 物。本专利技术公开，包括将该含金属物件置于 具酸根的酸液中，以由该具酸根的酸液溶解出该含金属物件中所含的供合成金属产物用 的金属；使该溶解有该金属的酸液与燃料混合，以得到混合物；以及加热该混合物，使 该混合物燃烧，以得到金属产物。或者，可于溶解该金属后，添加碱至该溶解有该金属的酸液中；接着过滤该经 添加碱的溶解有该金属的酸液以得到金属沉淀物；以及干燥该金属沉淀物，以得到金属 氧化物。于一具体实施例中，金属的实例可为例如，钛、锌、铜、或铁，但不以此为 限。本专利技术中是以铜金属作为说明的示范例，对于其它种类金属亦可适用。于一具体实施例中，粉碎该含金属物件，是用以缩小该金属物件的尺寸，加速 金属溶解于酸液中。于又一具体实施例中，该酸液的实例可为任何适合溶解金属的无机酸，该酸液 的具体实例包括，但不限于硝酸或硫酸等，其中，该酸液又以硝酸为佳。 另外，于溶解金属的步骤中，发现酸液的浓度过高，使得即便于室温的条件下 反应有过于剧烈的状况，而过低的浓度则无法溶解金属，经研究后，发现浓度为1至8N 的酸液较适合溶解金属，其中，并以2至5N为较佳。于该溶解步骤中，本专利技术调整该金属重量与酸液体积之比，通常金属重量与酸 液体积之比在1 20至1 125(g/ml)的范围，即可于两小时内溶解完金属，较佳地则 为1 25至1 125(g/ml)，此外，若欲节省酸液的用量，1 50的用量比亦可达到溶 解金属的目的。通常，在利用酸液溶解金属的过程中，是于使酸液的温度高于室温的条件下进 行，且升温的优点包括温和地加速金属溶解并节省酸液的用量，因此，可于20至100°C 的酸液中溶解金属，较佳地，可于50至75°C的酸液中溶解金属。另外，反应时的酸液的氧化还原电位亦可影响金属的溶解。也即是说，在酸溶 进行的同时，氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自含金属物件合成金属产物的方法，其特征在于，包括：将该含金属物件置于具酸根的酸液中，以由该具酸根的酸液溶解出该含金属物件中所含的供合成金属产物用的金属；使该溶解有该金属的酸液与燃料混合，以得到混合物；以及加热该混合物，使该混合物燃烧，以得到金属产物。

【技术特征摘要】
1.一种自含金属物件合成金属产物的方法，其特征在于，包括将该含金属物件置于具酸根的酸液中，以由该具酸根的酸液溶解出该含金属物件中 所含的供合成金属产物用的金属；使该溶解有该金属的酸液与燃料混合，以得到混合物；以及加热该混合物，使该混合物燃烧，以得到金属产物。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该含金属物件选自铜箔基板、电路板、电 缆、矿石、电池或废弃物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，于该溶解步骤中，令该金属重量与酸液体 积之比为1 20至1 125g/ml。4.如权利要求1所述的方法，还包括于溶解该含金属物件中所含的供合成金属产物用 的金属前，粉碎该含金属物件。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该溶解金属的步骤于20至100°C的1至 8N酸液中进行。6.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，该酸液选自硝酸或硫酸。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该酸液的氧化还原电位为760至880mV。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该燃料选自氨基酸类燃料。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该燃料与金属的摩尔比为理论值的化学计 量比的72%至90%。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该燃料与金属的摩尔比为理论值的化学 计量比的1.8至2倍。11.一种自含金属物件合成金属产物的方法，其特征在于，包括将该含金...

【专利技术属性】
技术研发人员：余炳盛，林彦廷，王品娴，
申请(专利权)人：余炳盛，翁维聪，
类型：发明
国别省市：71