一种湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法及一种退锡剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废弃物回收技术领域，尤其涉及一种湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法及一种退锡剂。
【背景技术】
[0002]随着电子信息产业的快速发展，电子产品的更新换代速度逐渐加快，电子垃圾的处理已成为全球亟待解决的难题之一。电路板是电子器件最重要的组成部分之一，目前，国内关于印刷电路板的再资源化处理，大都集中于印刷电路板及其元件的材料回收研究，对分离下来的元件进行功能重用考虑较少。线路板上组装有大量的电阻、电容、IC芯片等电子器件，当以材料回收为目标时，因不同线路板材料组成不同，在粉碎、分离后获得的材料组分和材料纯度往往不一致，尤其是部分元器件件含有有毒有害物质和贵重金属，混杂在粉末中难以完全分离，限制了材料的重新使用。当电子产品报废时，其电路板上仍有大量的电子元器件没有到达生命使用周期，可以继续使用，为了让废电路板上的部分元器件可以重复利用，需要无损地剥离废电路板上的元器件，其关键是剥除元器件与电路板结合点处的焊锡。
[0003]目前，在我国电子废弃物物回收利用的集散地一一广东贵屿，大多采用热风枪对需要拆除的元件加热，待焊锡熔化后，利用工具施加一定外力手动拆除元器件，其中90%以上的元件可以继续使用，但效率低下，且焊锡快速融化时会产生挥发性的有毒有害物质。
[0004]目前，市面上的焊锡液主要用于电路板的生产环节，即印刷电路板在图像蚀刻完成后，将原来用于保护图像的锡铅或锡的镀层去除，例如专利CN101760743A(公开日2010.6.30)和专利0附01407914六(公开日2009.4.15)中均提出了印刷线路板制造过程中剥除锡工艺用的退锡液，主要组分包括硝酸、硝酸铁、缓蚀剂等，该酸性体系的退锡液腐蚀性较强，如果用来分离电子元器件，对元器件引脚损害较大，导致拆除下来的元器件无法直接重用。专利CN1422982A(公开日2003.6.11)提出了一种酸性退锡铅剂，主要成分包括硝酸、盐酸、活化剂、稳定剂等，该体系不仅腐蚀性强，且成分复杂，从退锡后液中提取锡难度较大。
[0005]另外，目前还有一类退锡液是用于为各种类型电镀锡机组导电辊退锡，例如专利CN103255418A(公开日2012.02.17)提出了一种酸洗退锡剂，主要组分包括硫酸钠、氯化钠、苹果酸等;专利CN1619013提出了一种碱性退锡剂，主要组分包括氢氧化钠、乙酸铅、亚铅酸钠、硝酸钠等，专利CN04060269提出了一种碱性退锡剂主要成分包括氢氧化钠、间硝基苯甲酸等，这三种退锡剂氧化性很弱，如果用来分离电子元器件，退锡速度十分缓慢。
[0006]目前，用于脱除废弃电路板上焊锡的退锡液罕见报道。采用硝酸体系的退锡液来分离废弃电路板的电子元器件易造成元器件损害，且成分复杂，难于从退锡后液中提取有价金属;采用其他一些条件较为温和的退锡剂氧化性弱，退锡速度较慢。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一种分离速度快、对电子元器件损坏小的湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法以及一种成分简单、退锡速度快、腐蚀性小、易于回收有价金属的退锡剂。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
[0009]—种湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法，包括以下步骤:
[0010](I)将强碱和络合剂溶解于水中得溶液I;
[0011](2)将废弃电路板清洗、干燥后放入步骤(I)所得溶液I中，在30°C?70°C条件下以每分钟加入溶液I体积的0.5?2.5 %的流量向溶液I中加入氧化剂并搅拌反应20?40min，同时使用超声波振荡溶液，反应完成后过滤，即将所述废弃电路板上的电子元器件与电路板分离。
[0012]在退锡过程中，锡主要是以Sn2+的形式存在于溶液中。由于Sn2+容易被加入的氧化剂或空气中的氧气等氧化为Sn4+，而Sn4+易水解产生β-锡酸沉淀，最终导致β_锡酸附着在焊锡上，影响焊锡的溶解。本发明采用在处理时向溶液I中以一定流量持续加入氧化剂的方式，将金属锡氧化为Sn2+，避免了向溶液I中一次性加入氧化剂时由于体系的氧化性过强，Sn2+被氧化为Sn4+进而影响焊锡溶解的情况;在机械搅拌的同时采用超声波振荡溶液，超声波发生器产生的高频振荡信号，转换成高频的机械振荡波而传播到溶液中，使溶剂不停地处于流动状态，从而提高焊锡的溶解速度;另外，本发明在溶液I中加入络合剂，可使Sn2+发生络合，促进焊锡的溶解;再者，本发明采用碱性体系的退锡剂，相比于传统的采用酸性体系的退锡方法，本发明的方法腐蚀性更小，对电子元器件引脚的损坏更少。采用本发明的方法分离废弃电路板中电子元器件，焊锡溶解率不低于83%，元器件分离率不低于80%，损坏率不超过10%。
[0013]上述的湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法，优选的，所述步骤(2)中，氧化剂为叔丁基过氧化氢或过氧化氢。采用过氧化氢或叔丁基过氧化氢作为氧化剂，将焊锡氧化为Sn2+，过量的过氧化氢或叔丁基过氧化氢在强碱性体系中分解为H2O和O2，O2形成气泡离开退锡体系，避免了氧化剂进一步将Sn2+氧化成Sn4+而影响焊锡溶解。
[0014]上述的湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法，优选的，所述步骤(2)中，向溶液I中加入氧化剂的流量为每分钟加入溶液I体积的I?2%。以该流量加入氧化剂(叔丁基过氧化氢或过氧化氢)，既可保证良好的退锡效果，又可避免叔丁基过氧化氢或过氧化氢加入速度过快，导致其在强碱性溶液中分解速度过快，产生大量气泡，影响退锡效果。
[0015]上述的湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法，优选的，所述步骤(I)中，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种，所述溶液I中强碱的浓度为150?300g/L。采用氢氧化钠和/或氢氧化钾作为强碱，价格相对便宜。
[0016]上述的湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法，优选的，所述步骤(I)中，络合剂为EDTA、柠檬酸钠或柠檬酸钾中的一种或多种，所述溶液I中络合剂的浓度为20?40g/L。以EDTA、柠檬酸钠或柠檬酸钾作为络合剂，可有效地与Sn2+络合，促进焊锡溶解。
[0017]上述的湿法分离废弃电路板中电子元器件的方法，优选的，所述溶液I中，强碱的浓度为200?250g/L，络合剂的浓度为30?40g/L。强碱和络合剂在此浓度范围内可获得良好的分离效果。
[0018]作为一个总的发明构思，本发明另一方面提供了一种退锡剂，包括溶有强碱和络合剂的水溶液，所述退锡剂还包括氧化剂，所述氧化剂在该退锡剂使用时以一定流量持续添加到所述强碱和络合剂的水溶液中。将氧化剂以一定流量持续加入到强碱和络合剂的水溶液中，而不是事先一次性添加进去，可避免因氧化剂过量，将Sn2+氧化成Sn4+而影响焊锡溶解。
[0019]上述的退锡剂，优选的，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢或过氧化氢，所述氧化剂添加到强碱和络合剂的水溶液中的流量为每分钟加入所述强碱和络合剂水溶液体积的0.5?2.5%。以叔丁基过氧化氢或过氧化氢作为氧化剂，保证良好氧化效果的同时，过多的氧化剂可在强碱性体系中分解产生氧气，以气泡形式脱离退锡体系；以该流量加入氧化剂可以获得更好地退锡效果。
[0020]上述的退锡剂，优选的，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种，强碱的浓度为150?300g/L。
[0021]上述的退锡剂，优选的，所述络合剂为EDTA、柠檬酸钠或柠檬酸钾中的一种或多种，络合剂的浓度为20?40g/L。
[0022]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0023](I)通过以一定流量持续性地加入氧化剂的方式，将废旧电路板中电子元器件上的金属锡氧化为Sn2+，使焊锡溶解，一方面避免了过量的氧化剂将Sn2+进一步氧化Sn4+而影响焊锡溶解速度；另一方面，避免了氧化剂(叔丁基过氧化氢或过氧化氢)在强碱性溶液中分解速度过快，产生大量气泡，影响退锡效果。
[0024](2)使用叔丁基过氧化氢或过氧化氢作为氧化剂，叔丁基过氧化氢或过氧化氢加入体系后可将焊锡氧化为Sn2+，而过量的叔丁基过氧化氢或过氧化氢则在强碱性体系中分解为H2O和O2，氧气形成气泡离开退锡体系，使退锡体系维持合适的氧化剂浓度。
[0025](3)通过向退锡体系中加入EDTA或柠檬酸盐等络合剂，在退锡时该络合剂可与Sn2+形成络合物，促进焊锡溶解，进而提高退锡效果。
[0026](4)在机械搅拌的同时采用超声波振荡溶液，超声波发生器产生的高频振荡信号，转换成高频的机械振荡波而传播到溶液中，使溶剂不停地处于流动状态，从而高效地溶解焊锡。
[0027](5)本发明退锡剂成分简单，易于从退锡处理后的溶液中提取回收有价金属，并且该退锡剂对电子元器件损害较小，分离后的电子元器件可重新利用。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0029]图1为本发明实施例1中退锡分离前废弃电路板的照片。
[0030]图2为本发明实施例1中经退锡分离后废弃电路板的照片。
【具体实施方式】
[0031]为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0032]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0033]除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0034]实施例1
[003