CN108277354B - 一种草酸浸出ito玻璃基板中铟的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于ITO玻璃基板资源回收技术领域，具体涉及一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法。该方法以草酸替代传统的无机酸来浸出ITO玻璃基板中的铟，草酸溶液浓度低，危险性小，操作简单，对设备要求低，轻度耐腐蚀反应容器即可。该方法可根据实际处理情况合理优选浸出参数，浸泡时间低于90min，可确保ITO玻璃基板中铟的浸出率高于90％。此外，该方法浸出后的玻璃残渣晶格结构及其表面形貌均无显著变化，可作为玻璃原料回收再度利用于玻璃基板的生产。

Description

一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法
技术领域
本发明属于ITO玻璃基板资源回收技术领域，具体涉及一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法。
背景技术
氧化铟锡(ITO)是以氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)以9:1的含量比掺杂而成的透明薄膜状的电极材料，通过喷涂在玻璃基板上被广泛应用于电脑、电视和移动手机等的液晶显示屏(LCD)中，其生产需要消耗的铟占铟资源总用量的70％以上。随着技术的革新，电子显示器行业有机发光二极管显示器和量子点发光显示器正在逐步兴起，组成原件中依然需要ITO电极作为重要的导电元件。然而，铟是一种稀散金属资源，少量地区铟的地表浓度为仅50～200ppb，并且显示器电极元器件的制造暂未发现铟的替代金属，因此，从电子废弃物中回收金属铟的技术研发是资源可持续利用的关键点。
废液晶显示器中铟的回收技术主要分为干法和湿法回收。相对而言，湿法回收过程具有时间短、能耗小、成本低、对回收设备要求低，不会产生有害烟尘等优点。近年来，随着液晶显示器废弃量的增加，湿法回收技术的应用研究成为热点。在已公开的技术资料中，应用盐酸、硫酸和硝酸等高危险性无机酸回收铟的技术较多，CN 105420502 A公开了一种从废旧液晶显示屏面板中回收铟的方法，该方法利用硫酸浸出铟，所需硫酸浓度较高0.5～2M，且浸泡时间较长8～22h。CN 101690936 A公开了一种废薄膜晶体管液晶显示器资源化处理方法，该方法采用由35～50％浓盐酸，3～10％浓硝酸和37～58％水组成的混合无机酸来浸出铟，其酸浓度较高，对反应容器具有很强的腐蚀性。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的是提供一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法。该方法利用草酸替代无机酸，确保铟在低浓度有机酸中快速并完全的回收，同时对玻璃基板主体不造成腐蚀，规避无机酸利用过程中的劣势，保留湿法回收的优势。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，包括以下步骤：将ITO玻璃基板机械破碎，得到玻璃粉末，将玻璃粉末与草酸溶液混合，在40～90℃下浸出反应15～90min，然后过滤出残渣，清洗，得到可再度利用的玻璃，收集含铟的浸出液；
所述草酸溶液的浓度至少为0.05M。
优选的，所述草酸溶液的浓度为0.10～0.80M，更优选为0.20～0.50M。
优选的，所述浸出反应时间为20～60min，更优选为30～45min。
优选的，所述浸出反应温度为50～80℃，更优选为60～70℃。
优选的，所述玻璃粉末与草酸溶液的固液比为50～300g/L。
更优选的，将所述ITO玻璃基板机械破碎至尺寸小于0.75μm。
优选的，当草酸溶液浓度为0.20～0.50M，玻璃粉末与草酸溶液的固液比为200～300g/L时，需在浸出反应过程中增加40kHz超声或搅拌处理，浸出反应时间为30～45min。
当草酸溶液浓度为0.5M，玻璃粉末与草酸溶液的固液比X1在50～150g/L，浸出反应时间X2在15～30min，浸出反应温度X3在50～70℃时，铟浸出率为Y＝-0.44+0.14×X1+0.053×X2-0.011×X3-3.52×10-3×X1X2-5.41×10-3×X1X3-2.09×10-4×X2X3+0.064×X1 2-3.31×10-4×X2 2+2.98×10-4×X3 2。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明方法操作简单，对设备要求低，轻度耐腐蚀反应容器即可。
(2)本发明方法中使用的草酸危险性小，配制的草酸溶液浓度低，可根据实际处理情况合理优选浸出参数，浸泡时间低于90min，可确保ITO玻璃基板中铟的浸出率高于90％。
(3)本发明方法中浸出后的玻璃残渣晶格结构及其表面形貌均无显著变化，可作为玻璃原料回收再度利用于玻璃基板的生产。
附图说明
图1为草酸浓度和浸出反应时间对ITO玻璃粉末中铟的浸出率的影响曲线图。
图2为温度和浸出反应时间对ITO玻璃粉末中铟的浸出率的影响曲线图。
图3为ITO玻璃粉末和草酸浸出后所得残渣的XRD图。
图4为ITO玻璃粉末和草酸浸出后所得残渣的SEM图，其中，图4中的(A)为ITO玻璃粉末，(B)为草酸浸出后所得残渣。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
本实施例证明草酸浓度和浸出反应时间对铟的浸出率的影响规律：
将废液晶显示器拆出，剥离偏光片，用丙酮去除液晶，得到ITO玻璃基板，将ITO玻璃基板机械破碎至尺寸小于0.75μm，得到玻璃粉末，将玻璃粉末分别与0.05M、0.20M、0.35M、0.50M、0.65M和0.80M草酸溶液按照50g/L的固液比进行混合，得到6组混合溶液，再将每组混合溶液在70℃下分别浸出15min、30min、45min、60min、75min和90min，浸出完成后，过滤出残渣，清洗，得到可再度利用的玻璃，收集含铟的浸出液。
如图1所示，当草酸溶液浓度为0.05M时，为使铟的浸出率高于90％，其浸出反应时间最少应为75min。当草酸溶液浓度大于0.05M时，为使铟的浸出率高于90％，其浸出反应时间最少应为30min。当草酸溶液浓度为0.50M，浸出反应时间为45min时，可获得最高的铟浸出率。
实施例2
本实施例证明温度和浸出反应时间对铟的浸出率的影响规律：
将废液晶显示器拆出，剥离偏光片，用丙酮去除液晶，得到ITO玻璃基板，将ITO玻璃基板机械破碎至尺寸小于0.75μm，得到玻璃粉末，将玻璃粉末与0.50M的草酸溶液按照50g/L的固液比进行混合，然后分为7组，分别在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃和90℃下进行浸出，每个浸出反应温度下分别浸出15min、30min、45min、60min、75min和90min，浸出完成后，过滤出残渣，清洗，得到可再度利用的玻璃，收集含铟的浸出液。
如图2所示，在30℃下，即使经90min长时间浸出，铟的浸出率仍不到50％。当高于30℃，可使铟的浸出率高于90％。具体的，在不同温度下，获得最高铟的浸出率的浸出反应时间为40℃-90min、50℃-60min、60℃-45min、70℃-45min、80℃-30min、90℃-15min。
如图3和图4所示，浸出后的玻璃残渣晶格结构及其表面形貌均无显著变化，可作为玻璃原料回收再度利用于玻璃基板的生产。
实施例3
本实施提供一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法：
将废液晶显示器拆出，剥离偏光片，用丙酮去除液晶，得到ITO玻璃基板，将ITO玻璃基板机械破碎至尺寸小于0.75μm，得到玻璃粉末，将玻璃粉末与0.50M的草酸溶液按照300g/L的固液比进行混合，得到混合溶液，将混合溶液置于70℃、40kHz超声条件的水浴中浸出45min，然后过滤出残渣，清洗，得到可再度利用的玻璃，收集含铟的浸出液，所得铟的浸出率为87.0％。
上述实施例为本发明较优的实施方式，但本发明的实施方式并不受限于上述实施例，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于，包括以下步骤：将ITO玻璃基板机械破碎，得到玻璃粉末，将玻璃粉末与草酸溶液混合，在40～90℃下浸出反应15～90min，然后过滤出残渣，清洗，得到可再度利用的玻璃，收集含铟的浸出液；
所述草酸溶液的浓度至少为0.05M。
2.根据权利要求1所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述草酸溶液的浓度为0.10～0.80M。
3.根据权利要求2所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述草酸溶液的浓度为0.20～0.50M。
4.根据权利要求1所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述浸出反应时间为20～60min。
5.根据权利要求4所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述浸出反应时间为30～45min。
6.根据权利要求1所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述浸出反应温度为50～80℃。
7.根据权利要求6所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述浸出反应温度为60～70℃。
8.根据权利要求1～7任一项所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：所述玻璃粉末与草酸溶液的固液比为50～300g/L。
9.根据权利要求8所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：将所述ITO玻璃基板机械破碎至尺寸小于0.75μm。
10.根据权利要求1所述草酸浸出ITO玻璃基板中铟的方法，其特征在于：当草酸溶液浓度为0.20～0.50M，玻璃粉末与草酸溶液的固液比为200～300g/L时，需在浸出反应过程中增加40kHz超声或搅拌处理，浸出反应时间为30～45min。
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