JP4663053B2

JP4663053B2 - インジウムの回収方法

Info

Publication number: JP4663053B2
Application number: JP2000008566A
Authority: JP
Inventors: 裕一朗新藤; 俊一郎山口; 幸一竹本
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: JP2001200384A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）ターゲット等の製造時に発生する高純度水酸化インジウムスクラップから電解採取によって直接インジウムを回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、酸化インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）は液晶表示装置の透明導電性薄膜やガスセンサーなどに広く使用されているが、多くの場合スパッタリング法による薄膜形成手段を用いて基板等の上に薄膜が形成されている。
このスパッタリング法は薄膜形成手段として優れた方法であり、スパッタリングターゲットを用いて、例えば透明導電性薄膜が形成されている。このターゲットを製造する場合には、高純度のインジウム及び錫の化合物が使用される。具体的にはインジウム原材料として、粒度を調整した高純度のインジウム水酸化物が使用される。
【０００３】
ところが、このような粒度を調整した高純度のインジウム水酸化物でも、粒径が規格外のものが当然生ずるわけで、これを篩い分けし、規格の範囲に合致した粒径のもののみが使用される。
したがって、篩い分けされた水酸化インジウムがスクラップとして残るが、このような材料は高純度材が使用されており、価格も高いので、一般にこのスクラップ材からインジウムを回収することが行われている。
【０００４】
従来、このインジウム回収方法として、酸溶解法、イオン交換法、溶媒抽出法などの湿式精製を組み合わせた方法が用いられている。例えば、スクラップの酸化焙焼後、洗浄及び粉砕後、硝酸に溶解し、溶解液に硫化水素を通して、錫、鉛、銅などの不純物を硫化物として沈殿除去した後、これにアンモニアを加えて中和し、水酸化インジウムとして回収する方法である。
しかし、この方法によって得られた水酸化インジウムはろ過性が悪く操作に長時間を要し、Ｓｉ、Ａｌ等の不純物が多く、また生成する水酸化インジウムはその中和条件及び熟成条件等により、粒径や粒度分布が変動するため、その後ＩＴＯターゲットを製造する際に、ＩＴＯターゲットの特性を安定して維持できないという問題があった。
【０００５】
このような中で、本発明者は先に、ＩＴＯ作製段階で発生するスクラップ等のインジウムを含有する物質を、予め７５０〜１２００°Ｃで還元性ガスにより還元して金属インジウムとした後、該インジウムを電解精製するインジウムの回収方法を提案した（特開平７−１４５４３２号公報）。これによれば、高純度のインジウムを効率良く安定して回収することが可能となった。
しかしながら、高純度水酸化インジウムのスクラップから出発した材料の回収手段としては、迂回した製造工程を通っているに等しく、能率の悪さは否めない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するために、ターゲット等の製造時に発生する高純度水酸化インジウムスクラップから電解採取によって直接インジウムを回収する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
１水酸化インジウムスクラップを硫酸で溶解して硫酸インジウム電解液とした後、直接インジウムを電解採取することを特徴とするインジウムの回収方法
２電解開始時のインジウム濃度を５０〜２５０ｇ／Ｌに調整することを特徴とする上記１に記載する電解採取によるインジウムの回収方法
３電解終了時のインジウム濃度を１０〜５０ｇ／Ｌに調整することを特徴とする上記１又は２に記載する電解採取によるインジウムの回収方法
４電解槽のアノードとして不溶性貴金属酸化物アノードを使用し、カソードとしてチタン板を使用することを特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載する電解採取によるインジウムの回収方法
５水酸化ナトリウム水溶液により電解液のｐＨを１．０〜２．３に調整することを特徴とする上記１〜４のそれぞれに記載する電解採取によるインジウムの回収方法
６電解液のｐＨを１．５〜２．０に調整することを特徴とする上記５に記載する電解採取によるインジウムの回収方法
７電解後液中のインジウムイオンを水酸化ナトリウムで中和し水酸化インジウムとして回収し、この水酸化インジウムを原料として再使用することを特徴とする上記１〜６のそれぞれに記載する電解採取によるインジウムの回収方法
８電流密度を０．１〜２．０Ａ／ｄｍ^２に調整することを特徴とする上記１〜７のそれぞれに記載する電解採取によるインジウムの回収方法
９電解温度を５〜５０°Ｃに調整することを特徴とする上記１〜８のそれぞれに記載する電解採取によるインジウムの回収方法
１０電解温度を３０〜４０°Ｃに調整することを特徴とする上記１〜８のそれぞれに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
、を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、水酸化インジウムスクラップを硫酸で溶解して硫酸インジウム電解液とした後、直接インジウムを電解採取するものであり、電解開始時の電解液中のインジウム濃度は５０〜２５０ｇ／Ｌに調整する。
インジウム濃度５０ｇ／Ｌ未満では、電解採取における能率が低下するので好ましくない。またインジウム濃度が２５０ｇ／Ｌを超えると飽和してしまい溶解しない。したがって、電解液中のインジウム濃度５０〜２５０ｇ／Ｌとして電解するのが良い。
【０００９】
電解槽のアノードとしては、不溶性貴金属酸化物アノードを使用するのが良い。またカソードとしてチタン板を使用する。いずれの場合も電解液の汚染を防止するとともに、電流効率を上げることができる。
電解液のｐＨは、水酸化ナトリウム水溶液を添加することにより１．０〜２．３に調整する。ｐＨ１．０未満ではカソードでの水素発生が多くなり、電流効率が低下する。またｐＨ２．３を超えるとＩｎが水酸化物となって沈殿するため好ましくない。したがって、ｐＨ１．０〜２．３の範囲とするのが良い。好ましくは電解液のｐＨを１．５〜２．０に調整する。
【００１０】
電解条件として、電流密度は０．１〜２．０Ａ／ｄｍ^２に調整する。電流密度０．１Ａ／ｄｍ^２未満ではＩｎ回収量が少ないため、生産性の上で好ましくない。また、電流密度２．０Ａ／ｄｍ^２を超えると、カソードでの水素発生が多くなり電流効率が低下するので好ましくない。したがって、電流密度は０．１〜２．０Ａ／ｄｍ^２に調整して電解する。
また、電解温度は５〜５０°Ｃに調整して電解する。電解温度５°Ｃ未満では電解液の中和により発生する硫酸ナトリウムの結晶が配管を詰まらせ、また電解温度が５０°Ｃを超えるとミストが多くなり、また電解槽に使用できる部材の材質が限られてくるので好ましくない。したがって、電解温度は５〜５０°Ｃとする。好ましくは、電解温度を３０〜４０°Ｃに調整して行うのが良い。
【００１１】
電解後液は、該後液中のインジウムイオンを水酸化ナトリウムで中和し水酸化インジウムとして回収し、この水酸化インジウムを原料として再使用する。これは、本発明の大きな一つの特徴であり、回収工程においてインジウムのロスが極めて少ないという特徴がある。
また、電解終了時のインジウム濃度を１０〜５０ｇ／Ｌに調整するのが好ましい。電解終了時のインジウム濃度を１０ｇ／Ｌ未満とすると、上記電解採取によるインジウム回収の作業能率が劣り、また電解終了時のインジウム濃度が５０ｇ／Ｌを超えると、上記水酸化ナトリウムの中和による水酸化インジウム回収工程で付随的に析出する硫酸ナトリウムの量が増大し、これが回収装置の配管の詰まりを生起するので、好ましくない。
したがって、電解終了時のインジウム濃度は１０〜５０ｇ／Ｌに調整するのが、望ましい。
【００１２】
【実施例】
次に、実施例について説明する。なお、本実施例は発明の一例を示すためのものであり、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に含まれる他の態様及び変形を含むものである。
（実施例１）
ＩＴＯ製造工程で発生した水酸化インジウムの粒径が基準値に満たないスクラップ４５０ｋｇを乾燥後、濃硫酸５１０ｋｇで溶解し、ベッセルに貯蔵した。
次に、電解槽のアノードとして不溶性貴金属酸化物アノード（ＤＳＡ）を、カソードとしてチタン板をセットした。そして、前記ベッセル中の電解液を電解槽に張った。電解液は一部純水で希釈して、液量を２．７ｍ^３とした。
この時の電解液中のインジウムイオン、鉄イオン、銅イオン、酸濃度及び電解液の温度は表１に示す通りである。
【００１３】
【表１】

【００１４】
次に、この硫酸インジウム電解溶液を、表２に示す条件で電解した。電解液のｐＨ調整には、２５０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を使用した。積算電流が２４６．３ｋＡＨｒで電解を停止し、電着インジウムを回収した。
回収したインジウムは３５１．７ｋｇであった。また、この時の電流効率は８９．４％であった。
【００１５】
【表２】

【００１６】
電解処理後の液組成は、表３に示す通りである。この電解後液に水酸化ナトリウムを加えて、ｐＨを７〜８に調整し、硫酸インジウムを水酸化インジウムとして濾過回収した。そして回収した水酸化インジウムは次回以降のロットで原料とし、再度硫酸で溶解した。
以上の工程に示すように、本発明の実施例１の方法により、効率的にインジウムを回収することができる。
【００１７】
【表３】

【００１８】
（実施例２）
実施例１と同様に、ＩＴＯ製造工程で発生した水酸化インジウムの粒径が基準値に満たないスクラップ４５０ｋｇを乾燥後、濃硫酸５２０ｋｇで溶解し、ベッセルに貯蔵した。
次に、電解槽のアノードとして不溶性貴金属酸化物アノード（ＤＳＡ）を、カソードとしてチタン板をセットした。そして、前記ベッセル中の電解液を電解槽に張った。電解液は一部純水で希釈して、液量を２．７ｍ^３とした。
この時の電解液中のインジウムイオン、鉄イオン、銅イオン、酸濃度及び電解液の温度は表４に示す通りである。
【００１９】
【表４】

【００２０】
次に、この硫酸インジウム電解溶液を、表５に示す条件で電解した。電解液のｐＨ調整には、２５０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を使用した。積算電流が２４７．７ｋＡＨｒで電解を停止し、電着インジウムを回収した。
回収したインジウムは３１７．０ｋｇであった。また、この時の電流効率は８９．６％であった。
【００２１】
【表５】

【００２２】
電解処理後の液組成は、表６に示す通りである。この電解後液に水酸化ナトリウムを加えて、ｐＨを７〜８に調整し、硫酸インジウムを水酸化インジウムとして濾過回収した。そして回収した水酸化インジウムは次回以降のロットで原料とし、再度硫酸で溶解した。実施例１と同様に、本発明の実施例２の方法により、効率的にインジウムを回収することができる。
【００２３】
【表６】

【００２４】
【発明の効果】
本発明は、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）ターゲット等の製造時に発生する高純度水酸化インジウムスクラップから、電解採取によって直接インジウムを効率よく回収することができる優れた効果を有する。

Claims

水酸化インジウムスクラップを硫酸で溶解して硫酸インジウム電解液とした後、電解液のｐＨを調整し、この電解液を電解することにより、インジウムを電解採取することを特徴とするインジウムの回収方法。
電解開始時のインジウム濃度を５０〜２５０ｇ／Ｌに調整することを特徴とする請求項１に記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電解終了時のインジウム濃度を１０〜５０ｇ／Ｌに調整することを特徴とする請求項１又は２に記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電解槽のアノードとして不溶性貴金属酸化物アノードを使用し、カソードとしてチタン板を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
水酸化ナトリウム水溶液により電解液のｐＨを１．０〜２．３に調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電解液のｐＨを１．５〜２．０に調整することを特徴とする請求項５に記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電解後液中のインジウムイオンを水酸化ナトリウムで中和し水酸化インジウムとして回収し、この水酸化インジウムを原料として再使用することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電流密度を０．１〜２．０Ａ／ｄｍ^２に調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電解温度を５〜５０°Ｃに調整することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。
電解温度を３０〜４０°Ｃに調整することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載する電解採取によるインジウムの回収方法。