JP3024385B2

JP3024385B2 - インジウムスクラップからのインジウムの回収方法

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Publication number: JP3024385B2
Application number: JP24407792A
Authority: JP
Inventors: 田晴俊窪; 千秋南; 井和彦武
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JPH0665658A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩｎ含有物からのＩｎの
回収に関し、特にＰ，Ａｓ，Ｇａを不純物として含有す
るＩｎスクラップ、特に金属ＩｎスクラップからＩｎを
粗Ｉｎとして回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｉｎは主としてＺｎ製錬における副産物
として産出され、合金添加材料、半導体用結晶材料等に
使用されている。近年新規用途開発によりＰ，Ｇａ，Ａ
ｓ，Ｉｎより構成される単結晶が開発され、製造されて
いるが、これに伴い該組成を主成分とするスクラップよ
りのＩｎの回収方法の開発が急務とされている。

【０００３】従来よりＩｎ含有原料からのＩｎの回収方
法としては大きく分けて湿式法と乾式法とがある。湿式
法には例えば、Ｉｎ含有原料を硫酸で溶解しＩｎを溶出
し、溶出液を水酸化アルカリで中和し、Ｉｎを殿物とし
て沈殿させ、得た殿物を硫酸で再溶解し、得た溶液にＺ
ｎ粉末等の還元剤を添加し、Ｉｎを還元析出させて粗Ｉ
ｎを得、これを精製する方法や、Ｉｎ含有原料を硫酸で
溶解して得たＩｎ溶液に硫化剤を添加し、生成した沈殿
を分離除去し、得たＩｎ溶液を中和し、Ｉｎを殿物とし
て沈殿させ、得た沈殿を塩酸で再溶解し、得た溶液に再
度硫化剤を添加し、生成した硫化物を分離除去し、得た
Ｉｎ溶液のｐＨを調整し、Ｚｎ粉末等の還元剤を添加
し、Ｉｎを還元析出させて粗Ｉｎを得、これを精製する
方法がある。そして、乾式法には、Ｉｎ含有原料を塩化
剤と混合し、加熱してＩｎを塩化物として揮発させ、回
収する方法がある。

【０００４】しかしながら、上記従来の方法では上記
Ｐ、Ａｓ、Ｇａ、Ｉｎを主成分とするスクラップよりＩ
ｎを効率よく回収することは困難である。というのは、
例えば、該Ｉｎスクラップの代表的なものは、金属Ｉｎ
と、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ、Ｇａから成る半導体と、酸化Ｉｎ
とから構成され、スクラップ中のＰ、Ａｓ、Ｇａの含有
量がそれぞれ５重量％（以下、「重量％」を「％」と記
す）以下であり、Ｐ、Ａｓ、Ｇａの含有量の合計値が１
０％以下であるものであるが、上記従来の方法は何れも
微量のＩｎを含むＩｎ原料を対象としており、このよう
なＩｎ含有量の高いスクラップを処理対象としていない
こと、また上記スクラップを湿式法で処理、たとえば直
接ＨＣｌやＨ_２ＳＯ_４で浸出しようとすると、有害なリ
ン化水素が発生したり、金属Ｉｎも浸出してしまい、物
量が多くなって効率的でないこと、さらに塩化剤と混合
し加熱してＩｎをＩｎＣｌとして揮発回収しようとして
もＰ、Ａｓ、Ｇａの塩化物もかなり揮発しやすく分離が
むずかしいことからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｐ，
Ａｓ，Ｇａ，Ｉｎを主とするスクラップよりＩｎを粗Ｉ
ｎとして回収する方法の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、金属Ｉｎを主成分とし、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ、
Ｇａの酸化物を含有するＩｎスクラップよりＩｎを回収
する方法において、該スクラップを湿式で粉砕し、２０
０〜２０００μｍの篩を用いて分級し、金属Ｉｎから主
としてなる篩上に、その重量に対して５〜２０％相当量
のＮａＯＨを加え、２００〜３００℃に加熱して融解
し、次いでソーダスラグと粗Ｉｎに分離し、酸化物から
主としてなる前記分級の篩下とソーダスラグとを、酸化
還元電位が標準水素電極基準で７５０ｍＶ以上、好まし
くは８００ｍＶ以下の塩酸と酸化剤の酸性溶液で酸化浸
出し、得た浸出液中のＩｎを粗Ｉｎとすることを特徴と
するＩｎスクラップからのＩｎの回収方法である。本発
明の方法において、酸化還元電位は酸化還元電位計を用
いて測定してもよく、指示薬として第一鉄イオン溶液を
添加してもよい。また、酸化剤としては不純物等の理由
や、硫化による脱Ａｓあるいはセメンテーションといっ
た後工程への支障の無さより過酸化水素水を用いること
が好ましい。さらに、酸化浸出時の塩酸と酸化剤の酸性
溶液のｐＨは、１．５以下が好ましく、０．５〜１．５
がより好ましい。なお、本発明の方法は不純物としてそ
れぞれ５％以下のＰ、Ａｓ、Ｇａを合計で１０％以下含
有するＩｎスクラップに対して最適である。

【０００７】

【作用】本発明において原料を湿式分級するのは原料中
に存在するＰ，Ａｓ，Ｇａ，Ｉｎの酸化物を分離し、効
率よくＩｎを回収するためである。すなわち、該酸化物
は金属成分と異なり容易にかつ、細かく破砕されるの
で、破砕後 200 〜 2000μmの篩を用いることにより酸
化物を主とする篩下とメタルを主とする篩上とに分離
し、篩上のメタルを乾式処理し、篩下のみを塩酸溶解す
ることによりＩｎを溶解するために必要とされる塩酸量
を最小限とすることができるからである。粉砕方法は特
に限定するものではないが、粉砕時のダストの飛散を防
止するためには湿式粉砕が好ましい。このようにスクラ
ップを破砕し、篩分けをすることにより、スクラップの
性状にもよるが、通常スクラップ中のＩｎの 70 % 程度
を篩上として分離回収できる。

【０００８】篩上として回収したメタルをソーダ溶融す
ることによりメタル中のＩｎの約 90 % を純度 95 % 以
上の粗Ｉｎとし、不純物をソーダスラグとして分離回収
するが、メタル分に添加するＮａＯＨはメタル重量の 5
〜 20 % とする。これは 5% 未満ではソーダスラグ生
成量が不足し、Ｉｎメタルが酸化しやすくなるからであ
り、また 20 % をこえてもこれ以上ソーダスラグ中の
Ｐ，Ａｓ，Ｇａの濃度も上昇せず、ソーダスラグの量の
み増加するためである。よって、必要であれば、ＮａＯ
Ｈ量を上記範囲に抑え、ソーダスラグ処理を繰返す方が
効率的である。

【０００９】温度を 200 〜 300 ℃としたのは 200 ℃
未満では生成したスラグの流れが悪くソーダスラグとメ
タルとの分離がし難くなり、 300 ℃を越えると有毒の
リン化水素の発生量が無視できなくなるからである。

【００１０】次にソーダスラグを冷却した後、前述の篩
下と混合し、塩酸性で酸化浸出を行なうが、この際にｐ
Ｈを 1.5 以下に下げないと浸出時間ばかり長くなり、
また0.5 未満とすると浸出は短時間で可能なものの、Ｈ
Ｃｌ原単位が高くなり経済性を損う。

【００１１】酸化浸出に用いる酸化剤としては、前述し
た理由より過酸化水素が好ましい。浸出時に酸化還元電
位を標準水素電極で 750 mV 以上に維持するのは、酸化
還元電位が 750 mV 未満となるとリン化水素ガスの発生
の可能性が高くなるからである。酸化還元電位をあまり
高くすると過酸化水素原単位が高くなり、経済性を損う
ので 800 mV 以下とすることが好ましい。酸化還元電位
の検出方法としては酸化還元計を使用してもよく、ま
た、指示薬としてＦｅ²⁺を添加してもよい。これはＦｅ
²⁺が酸化還元電位が 750 mV 以上になるとＦｅ³⁺とな
り、比較的無色透明に近い液が黄色になるからである。

【００１２】このようにして処理することによりソーダ
スラグと篩下中のＩｎを液中に浸出でき、Ｐ，Ａｓ，Ｇ
ａを残渣として分離することができる。そして、得られ
た浸出液から粗Ｉｎを回収する方法としては、浸出液に
Ｈ₂Ｓガスを吹きこみ、ＡｓをＡｓ₂Ｓ₃として沈殿除去
し、次いでＺｎ粉末を添加する等の従来法がそのまま適
用できる。このようにして得られた粗Ｉｎより高純度Ｉ
ｎを製造するためには、電解法等の常法を用いれば良
い。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例について述べるＩｎ 89.8 %、Ｐ 1.2 %、Ａｓ 2.6 %、Ｇａ 0.8
%、残部が主に酸素よりなるＩｎスクラップ 226 kg を
ミキサーに投入し 300 ml の水を入れて１時間混合した
後、500 μmの目の篩を用いて篩い分けし、篩上として
湿量で 224 kg （乾量で 206 Kg）のメタルを得た。こ
の篩上に対してＮａＯＨ 38 Kg を添加しステンレス製
のるつぼ中で 220 ℃で溶解し、撹拌し、静置した後、
表層のソーダスラグをひしゃくですくい取りスラグ 162
Kg と粗Ｉｎを 132 Kg を得た。得られた粗Ｉｎ（Ａ）
を分析したところＩｎ 99.8 %、Ａｓ <0.0005 %、Ｐ
<0.0005 %、Ｇａ <0.0005 % であり充分に不純物が除
去されていることがわかる。

【００１４】次に篩下の全量と得られたソーダスラグの
全量とを 1 m3 タンクに入れ、ｐＨ＝ 1 で、酸化還元
電位が 750 〜 800 mV となるように 36 % ＨＣｌと 35
% Ｈ₂Ｏ₂を加え 1 時間撹はんし、Ｉｎを浸出した。使
用した 36 % ＨＣｌは 286 Kg、 35 % Ｈ₂Ｏ₂は 35.5 k
g であった。次いでろ過し、Ｉｎ 63.1 g/l、Ａｓ 0.
9 g/l、Ｇａ 0.6 g/l、Ｐ 0.8 g/l の組成の浸出液 8
20 ｌを得た。なお、得られた浸出残渣は湿量で 44.1
Kg （乾量で 36.8 Kg）であり、その組成はＩｎ 52.2
%、Ａｓ 15.4 %、Ｇａ 5.4 %、Ｐ 6.1 % であった。
この結果より大部分のＡｓ，Ｇａ，Ｐが残渣として分離
されていることが判る。

【００１５】次いで得た浸出液にＨ₂Ｓガスを 2 l/min
で 4 hr 吹き込み、ＡｓをＡｓ₂Ｓ₃として沈殿させ、該
沈殿を分離後、金属亜鉛粉末を 44 Kg 加え、穏やかに
撹拌し、金属Ｉｎを析出させ、金属Ｉｎを分離回収し、
水洗した。次いで、ＮａＯＨ7 Kg と得られた金属Ｉｎ
とをステンレス製のるつぼに入れ、220 ℃で加熱熔融
し、生成したソーダスラグをすくい取り、ソーダスラグ
13.9 Kg と粗Ｉｎ（Ｂ）47.3 g を得た。この粗ＩＮの
品位はＩｎ 99.9 %、Ａｓ <0.0005 %、Ｐ <0.0005
%、Ｇａ <0.0005 % であった。このようにして得た粗
Ｉｎ（Ａ）、（Ｂ）より高純度Ｉｎを得るには、常法に
従いそのまま溶解し、アノードに鋳造して電解精製すれ
ば良い。

【００１６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の方法を用い
れば、半導体製造関連で発生するＰ，Ａｓ，Ｇａを不純
物として含有するＩｎスクラップから効果的に粗Ｉｎを
製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−24332（ＪＰ，Ａ) 特開平３−75223（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 58/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属インジウムを主成分とし、インジウ
ム、リン、ヒ素、ガリウムの酸化物を含有するインジウ
ムスクラップよりインジウムを回収する方法において、
該スクラップを湿式で粉砕し、２００〜２０００μｍの
篩を用いて分級し、金属インジウムから主としてなる篩
上に、その重量に対して５〜２０重量％相当量の水酸化
ナトリウムを加え、２００〜３００℃に加熱して融解
し、次いでソーダスラグと粗インジウムメタルに分離
し、酸化物から主としてなる前記分級の篩下とソーダス
ラグとを、酸化還元電位が標準水素電極基準で７５０ｍ
Ｖ以上の塩酸と酸化剤の酸性溶液で酸化浸出し、得た浸
出液中のインジウムを粗インジウムメタルとすることを
特徴とするインジウムスクラップからのインジウムの回
収方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、酸化浸
出時のｐＨを１．５以下とするインジウムスクラップか
らのインジウムの回収方法。
【請求項３】請求項１記載の方法において、酸化浸
出時のｐＨが０．５〜１．５、酸化還元電位が標準水素
電極基準で８００ｍＶ以下であるインジウムスクラップ
からのインジウムの回収方法。
【請求項４】請求項１記載の方法において、酸化還
元電位の指示薬として第一鉄イオンを用いるインジウム
スクラップからのインジウムの回収方法。
【請求項５】請求項１記載の方法において、インジ
ウムスクラップが金属インジウムと、インジウム、リ
ン、ヒ素、ガリウムから成る半導体と、酸化インジウム
とから構成され、スクラップ中のリン、ヒ素、ガリウム
の含有量がそれぞれ５重量％以下であり、リン、ヒ素、
ガリウムの合計含有量が１０重量％以下であるインジウ
ムスクラップからのインジウムの回収方法。
【請求項６】請求項１、３または４記載の方法にお
いて、酸化還元電位は、過酸化水素水を用いて調整され
るインジウムスクラップからのインジウムの回収方法。