專利名稱：：除鉛的方法、金屬再生物和制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及為了促進(jìn)資源的有效利用而精煉純金屬或合金的技術(shù)。
背景技術(shù)：
：主要使用含鉛軟釬料時(shí)，為了得到再生軟釬料而除去雜質(zhì)的技術(shù)以Cu及Fe等為對(duì)象雜質(zhì)。對(duì)于Cu及Fe等雜質(zhì)，有如下的去除方法添加形成熔點(diǎn)高于錫-鉛類軟釬料的共晶體的元素，利用熔點(diǎn)差和比重差去除有Cu及Fe等浮游的共晶體(專利文獻(xiàn)1)。另外，在鉛的電解精煉中，難以將鉛和錫分離而除去。為此，有用堿化合物對(duì)得到的陰極析出物進(jìn)行精制，再返回鉛還原爐，以粗鉛回收鉛分的方法(專利文獻(xiàn)2)。此外，對(duì)于錫鉛類軟釬料，還提出過通過利用錫、鉛等的蒸氣壓差的蒸餾來回收鉛的方法等(專利文獻(xiàn)3)。近年來，因?yàn)殂U的毒性強(qiáng)，從環(huán)保的角度出發(fā)在全世界范圍內(nèi)限制鉛的使用，因此錫_鉛類軟釬料開始被無鉛軟釬料代替，鑄錠的再生加工時(shí)的鉛雜質(zhì)的去除成為課題。作為除去該鉛雜質(zhì)的方法提出過如下的技術(shù)。(A)從破裂的錫中取出接近于無鉛軟釬料的熔點(diǎn)的低熔點(diǎn)的錫和鉛的共晶體(專利文獻(xiàn)4)。(B)通過等離子熔融分離成金屬構(gòu)成成分，將溫度降至構(gòu)成金屬的熔解溫度附近，進(jìn)行調(diào)溫、結(jié)晶固化，藉此分段地分離的方法(專利文獻(xiàn)5)。(C)使含鉛的原材料與苛性鈉進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以高回收率回收純度高的鉛的方法(專利文獻(xiàn)6)。(D)用鹽酸處理含有金屬的原料，調(diào)整金屬離子的鹽酸溶液，使金屬離子吸脫附于纖維素來回收的方法(專利文獻(xiàn)7)。專利文獻(xiàn)1:日本專利特公昭60-56789號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開昭57-5829號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本專利第3356571號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2003-247031號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利特開2004-162139號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本專利特開平7-113129號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7:日本專利特開2006-348359號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容為了促進(jìn)資源的有效利用，對(duì)廢棄的純金屬或合金進(jìn)行回收、精煉處理，再制成產(chǎn)品。廢棄的純金屬或合金回收時(shí)混入了鉛，為了再生為所需的純金屬或合金組成，必須除去高濃度的鉛。此外，無鉛軟釬料的鉛雜質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)為O.1%以下(非專利文獻(xiàn)1、2)，因此有效除去回收的無鉛軟釬料合金中的超過O.1%的高濃度的鉛雜質(zhì)的再生方法就成為課題。非專利文獻(xiàn)1JIS3282(2006)軟釬料-化學(xué)成分和形狀非專利文獻(xiàn)2IS09453第2版(secondedition)但是，上述方法雖然有除鉛的效果，但需要大型設(shè)備，設(shè)備投資費(fèi)用高，因此工業(yè)上無法應(yīng)用。本發(fā)明的課題是提供除鉛效果高、用小型的設(shè)備就可實(shí)施，可以控制設(shè)備投資費(fèi)用的適用于工業(yè)領(lǐng)域的除鉛方法。本發(fā)明者為了解決上述課題進(jìn)行了深入的研究，最終完成了由以下的技術(shù)要點(diǎn)構(gòu)成的解決方案。本發(fā)明涉及將選自純金屬及合金的被處理物加熱，使其熔融，使該熔融物與金屬鹵化物和金屬鹵氧化物(日文才*)金屬，、口y>化物)中的至少一方接觸，藉此除去被處理物中的鉛的除鉛方法。此外，本發(fā)明涉及金屬再生物，其特征在于，通過上述方法再生。金屬再生物是指用本發(fā)明的方法再生的軟釬料或合金原料或零部件。對(duì)此沒有特別的限定，可舉以下示例。(1)無鉛軟釬料制品(棒狀軟釬料、絲狀軟釬料、松脂心軟釬料、焊膏、焊片、焊球、軟釬料粉等)(2)合金制品(引線框、連接器、電極、線圈、保險(xiǎn)絲、電纜等導(dǎo)電制品，軸承等結(jié)構(gòu)零部件，金屬、陶瓷、復(fù)合材料等的接合劑等)。此外，本發(fā)明還涉及利用該金屬再生物進(jìn)行鍍覆、預(yù)焊或元件安裝而得的制品。該制品可舉以下示例。(1)基板例如，調(diào)諧元件、BGA、CSP、匪C、SiP、轉(zhuǎn)換元件、晶體振子、LGA、P0P、MCP、CPU、MPU、HIC等(2)電氣化制品例如，移動(dòng)電話、DVC、DSC、TV、便攜AV設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、PC、HDD、DVD、MD、鐘表、電飯煲、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、音響、投影儀、打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)、電話、PC卡、存儲(chǔ)器、終端適配器等。采用本發(fā)明，可以用較小型的設(shè)備、以較低的溫度對(duì)大量的純金屬或合金進(jìn)行除鉛處理，可提供費(fèi)效比極高的脫鉛方法。因此，本發(fā)明在工業(yè)上極其有用，可以顯著地促進(jìn)工業(yè)廢物的循環(huán)再利用。圖1是本發(fā)明的實(shí)施例9的鉛含量與氯化錫添加量的關(guān)系圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例10的鉛含量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系圖。具體實(shí)施例方式(被處理物)本發(fā)明中，作為處理對(duì)象的軟釬料是用于接合、導(dǎo)電圖案形成用途的熔點(diǎn)低于45(TC的純金屬或合金。該軟釬料包括屬于非專利文獻(xiàn)1《JIS3282(2006)軟釬料_化學(xué)成分和形狀》或者非專利文獻(xiàn)2《IS09453第2版》的軟釬料，還包含錫焊料等純金屬軟釬料。軟釬料的熔點(diǎn)低于45(TC，更好是35(rC以下。更具體來說，最好是以下的純金屬或合金系的軟釬料的脫鉛處理。以下的括號(hào)內(nèi)的溫度表示熔點(diǎn)。In(156°C)、Sn(232°C)、Bi(271°C)、89Sn8Zn3Bi(190197°C)、88Sn8In3.5Ag0.5Bi(196206。C)、91Sn9Zn(199。C)、96Sn2.5AglBi0.5Cu(213218°C)、95.8Sn3.5Ag0.7Cu(217218°C)、96.5Sn3Ag0.5Cu(216220°C)、95.5Sn3.8Ag0.7Cu(217226°C)、42Sn58Bi(138°C)、52In48Sn(118°C)、96.5Sn3.5Ag(221。C)、95Sn5Sb(235240°C)、99.3Sn0.7Cu(227。C)。被處理物為軟釬料時(shí)，可以是無鉛軟釬料，也可以是含鉛廢物。被處理物是含鉛廢物時(shí)，鉛含量可以為O.1%以上，也可以為0.1%以下。本發(fā)明特別適用于軟釬料的脫鉛再生，但也適用于純金屬或合金的脫鉛。該合金的熔點(diǎn)的上限沒有特別的規(guī)定，從易于進(jìn)行脫鉛處理的角度出發(fā)，優(yōu)選1500°C以下，更好為IIO(TC以下。合金的鉛含量可以為O.1%以上，也可以為0.1%以下。具體可例示Cu-Sn系、Cu-Be系、Cu-Fe系、Cu_Ni_Si系合金。(加熱溫度)被處理物的加熱溫度根據(jù)被處理物的熔點(diǎn)來選擇，沒有特別的限定。但是，優(yōu)選的實(shí)施方式中，在將被處理物的熔點(diǎn)設(shè)為P時(shí)，被處理物的加熱溫度為(P+0)°C(P+80)°C。所述被處理物為軟釬料、熔點(diǎn)為11824(TC時(shí)，被處理物的加熱溫度優(yōu)選在被處理物的熔點(diǎn)以上，且在30(TC以下。藉此，可以最大程度地提高生產(chǎn)性。(脫鉛劑)本發(fā)明中，加熱被處理物使其熔融，使該熔融物與金屬鹵化物和金屬鹵氧化物的至少一方接觸。金屬鹵化物具體可例舉以下的金屬(M)和鹵素(X)的組合。作為化學(xué)式可例示MX2、MX3、MX4。金屬M(fèi)可例舉Ni、Sn、Sb、Cu、Ge、Bi、Zn、Ag等，但不限于此。卣素X可例舉F、Cl、Br、I。此外，可以含有2種以上的金屬M(fèi)，可以含有2種以上的鹵素原子X。還可以含有各2種以上的金屬M(fèi)和鹵素X。金屬鹵化物具體特別優(yōu)選以下的化合物SbF3、ZnF2、AgF、GeF2、SnF2、CuF、CuF2、NiF2、BiF、BiF2、SbCl3、ZnCl2、AgCl、GeCl2、SnCl2、SnCl4、CuCl、CuCl2、NiCl2、BiCl、BiCl2、SbBr3、ZnBr2、AgBr、GeBr2、SnBr2、CuBr、CuBr2、NiBr2、BiBr、BiBr2、SbI3、ZnI2、AgI、GeI2、SnI2、CuI、CuI2、NiI2、BiI、BiI2。金屬鹵氧化物具體可例舉以下的金屬(M)和鹵素(X)的組合。作為化學(xué)式可例示M0X2、M(0H)X2。金屬M(fèi)可例舉Ni、Sn、Sb、Cu、Ce、Bi等，但不限于此。卣素X可例舉F、Cl、Br、I。此外，可以含有2種以上的金屬M(fèi)，可以含有2種以上的鹵素原子X。還可以含有各2種以上的金屬M(fèi)和鹵素X。金屬鹵氧化物具體特別優(yōu)選以下的化合物SbOX3、Sb405X2、GeOX2、SnOX2、SnO(OH)X、Sn(OH)X3、Sn509X24H20、BiOX(X=F、Cl、Br、I)。金屬鹵化物、金屬鹵氧化物可以與溶劑混合后添加到熔融物中。藉此，賦予脫鉛劑以流動(dòng)性，提高作業(yè)性。該情況下，作為溶劑可例舉硅油，由石油精制而成的礦物油、發(fā)動(dòng)機(jī)油、錠子油、機(jī)油、汽缸油、齒輪油等工業(yè)用潤滑油，或者由化學(xué)合成制成的合成潤滑油，甘油等。使用溫度設(shè)定為這些有機(jī)物的分解溫度以下。將被處理物量設(shè)為100質(zhì)量份時(shí)，金屬鹵化物和金屬鹵氧化物的添加量的總和優(yōu)選1質(zhì)量份以上，通過長時(shí)間反應(yīng)可以進(jìn)一步促進(jìn)脫鉛處理。此外，通過使金屬鹵化物和金屬鹵氧化物的添加量的總和在30質(zhì)量份以下，可以抑制過剩添加、過剩處理的成本。(脫鉛處理)本發(fā)明中，可以通過在所述脫鉛劑上注入加熱熔融的被處理物使它們接觸來進(jìn)行脫鉛處理。在優(yōu)選實(shí)施方式中，將加熱熔融的被處理物與脫鉛劑混合，特別好是攪拌混合。藉此，可以通過干式精煉除去鉛。本發(fā)明中，可以將脫鉛后的脫鉛物直接用于下一工序。但較好是，對(duì)脫鉛物再進(jìn)行成分調(diào)整，藉此可以制造金屬再生物。這時(shí)，可以再添加所需的金屬成分，或者除去多余的金屬成分。實(shí)施例以下通過實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明完全不受實(shí)施例限定。(實(shí)施例1)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯化錫，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合5分鐘，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例2)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的溴化錫，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合5分鐘，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例3)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯化銅，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合5分鐘，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例4)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯化鎳，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合5分鐘，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例5)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯化銻，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合5分鐘，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例6:100kg規(guī)模)用不銹鋼制容器以23(TC將100kg含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.33%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯化錫，攪拌混合9小時(shí)，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例7:100kg規(guī)模)用不銹鋼制容器以23(TC將100kg含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.33%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯氧化錫，攪拌混合9小時(shí)，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例8:100kg規(guī)模)用不銹鋼制容器以23(TC將100kg含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.12%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加1%的氯化錫，攪拌混合15小時(shí)，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例9)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加1、2、3、5、8、10、15、20、30%的氯化錫，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合5分鐘，進(jìn)行脫鉛處理。(實(shí)施例10)用蒸發(fā)皿以30(TC將100g含高濃度的鉛雜質(zhì)(0.24%)的無鉛軟釬料合金加熱熔融，相對(duì)于無鉛軟釬料合金質(zhì)量添加5%的氯化錫，用不銹鋼制攪拌棒攪拌混合，進(jìn)行脫鉛處理，按1、2、5、10、20、30、60分鐘改變攪拌混合的時(shí)間。將實(shí)施例18得到的軟釬料用火花放電發(fā)射光譜分析裝置(賽默飛世爾科技(Thermoscientific)公司制ARL4460)進(jìn)行分析，該軟釬料化學(xué)成分的結(jié)果匯總于表1。此外，對(duì)實(shí)施例9、10的鉛雜質(zhì)濃度也用該分析裝置進(jìn)行了分析。7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>大幅增加。因此，對(duì)于雜質(zhì)成分增加的實(shí)施例可以通過除去該成分，或者包含該成分而再生利用為特定的軟釬料組成。實(shí)施例6、8(1000kg規(guī)模)，雖然受到初始的鉛雜質(zhì)濃度、氯化錫的添加量的影響，但通過增加反應(yīng)時(shí)間可以將鉛含量降至0.03%。由實(shí)施例9得到的氯化錫添加量和鉛含量的關(guān)系示于圖1。鉛含量隨著添加量的增加而減少。由實(shí)施例10得到的添加5%氯化錫時(shí)的反應(yīng)時(shí)間和鉛含量的關(guān)系示于圖2。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加鉛含量顯示出減少的趨勢。由實(shí)施例6、7、8、9、10的分析結(jié)果所得的與除Pb率(％)的關(guān)系示于表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由實(shí)施例10可知，通過增加反應(yīng)時(shí)間，除鉛率提高。此外，由實(shí)施例9可知，脫鉛劑的添加量越多除鉛率越高，但控制添加量而增加反應(yīng)時(shí)間(實(shí)施例6、8)也可以提高除鉛率，并且可以降低材料成本。作為產(chǎn)業(yè)上利用的可能性，可適用于有效地除去無鉛軟釬料中的超過0.1%的高濃度的鉛雜質(zhì)的再生方法。而且也是可應(yīng)用于類似的純金屬或合金的鉛雜質(zhì)的去除的技術(shù)。權(quán)利要求除鉛方法，其特征在于，將選自純金屬及合金的被處理物加熱使其熔融，使該熔融物與作為脫鉛劑的金屬鹵化物和金屬鹵氧化物中的至少一方接觸，藉此除去所述被處理物中的鉛。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述被處理物為軟釬料。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，使所述被處理物與金屬鹵化物和金屬鹵氧化物中的至少一方和溶劑的混合物接觸。4.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，相對(duì)于所述被處理物100質(zhì)量份，所述金屬鹵化物和金屬鹵氧化物的添加量的總和為130質(zhì)量份。5.如權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述金屬鹵化物為氯化錫。6.如權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述被處理物的加熱溫度為所述被處理物的熔點(diǎn)以上，且在300°C以下。7.如權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過從所述被處理物除去鉛而再生純金屬或合金。8.如權(quán)利要求17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，除去所述鉛后，按照所需的組成來調(diào)整化學(xué)成分。9.金屬再生物，其特征在于，通過權(quán)利要求18中任一項(xiàng)所述的方法再生。10.制品，其特征在于，利用權(quán)利要求9所述的金屬再生物進(jìn)行鍍覆、預(yù)焊或元件安裝。全文摘要本發(fā)明提供除鉛效果高、用小型的設(shè)備就可實(shí)施，可以控制設(shè)備投資費(fèi)用的適用于工業(yè)領(lǐng)域的除鉛方法。將選自純金屬及合金的被處理物加熱使其熔融，使該熔融物與金屬鹵化物和金屬鹵氧化物中的至少一方接觸，藉此除去被處理物中的鉛。文檔編號(hào)C22B9/00GK101736163SQ20091020834公開日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年11月5日優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日發(fā)明者大野耐一,栗田聰,田島信男申請(qǐng)人:田村化研株式會(huì)社