KR0142933B1 - Recovering indium method from in-sn target - Google Patents

Abstract

본 발명은 인디움-주석(In-Sn)산화물로 조성된 폐타겟(Target)으로부터 인디움을 회수함에 있어, 간단한 공정을 통해 고순도 인디움을 회수하여 원가절감이 더욱 향상된 폐자원의 재활용을 위한 인디움의 회수방법에 관한 것으로, 인디움-주석(In-Sn)산화물로 조성된 타겟(Target)을 분쇄하는 제1단계와, 상기한 분쇄물을 산으로 침출하여 인디움 함유 침출액을 얻는 제2단계와, 상기 침출액을 전해액으로 하여 전해채취(電解採取)하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법에 관한 기술이다.The present invention is to recover the indium from the waste target (Target) composed of indium tin (In-Sn) oxide, to recover the high-purity indium through a simple process for the recycling of waste resources with improved cost savings A method of recovering indium, the method comprising: a first step of pulverizing a target composed of indium tin oxide (In-Sn) oxide, and a step of leaching the pulverized product with an acid to obtain an indium-containing leach liquid A method for recovering indium (In) from an indium tin (In-Sn) oxide target (Target), characterized in that it consists of two steps, and electrolytic extraction using the leachate as an electrolyte solution (電解 採取) Technology.

Description

인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟으로부터 In을 회수하는 방법Method for recovering In from In-Sn oxide waste target

첨부도면은 본 발명의 인디움 회수 공정도The accompanying drawings show an indium recovery process diagram of the present invention.

본 발명은 인디움-주석(In-Sn)산화물(이하, ITO라함)로 조성된 폐타겟(Target)으로부터 인디움을 회수하는 것에 관한 것으로, 특히 간단한 공정을 통해 고순도 인디움을 회수하여 원가절감이 더욱 향상된 폐자원의 재활용을 위한 인디움의 회수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to recovering indium from waste targets composed of indium tin (In-Sn) oxide (hereinafter referred to as ITO), and particularly, recovering high purity indium through a simple process to reduce cost. The present invention relates to a method for recovering indium for recycling of further improved waste resources.

ITO는 인디움 산화물(In₂O₃)에 주석(Sn)을 도핑(Doping)시킨 것으로서 투명도전성 박막재료로 널리 실용화 되어있다.ITO is doped with tin (Sn) on indium oxide (In ₂ O ₃ ) and is widely used as a transparent conductive thin film material.

투명도전성 박막이란 가시영역에서 광투과도가 크고 전기전도도가 큰 박막을 말한다.The transparent conductive thin film refers to a thin film having high light transmittance and high electrical conductivity in the visible region.

ITO 막은 도전율과 에칭성이 좋아 액정화면의 투명전극으로 수요가 급증, 자동차, 계측기기등의 표시소자용으로도 수요가 증대되고 있다.ITO films have high conductivity and etchability, and the demand for display devices such as automobiles and measuring devices is increasing rapidly as transparent electrodes for liquid crystal displays.

그밖에 선택투과성(높은 가시광선 투과율, 높은 적외선 반사 특성)을 이용하여 태양집열기 및 건축용 유리에도 사용이 가능하다.In addition, it can be used in solar collectors and architectural glass by using the selective transmittance (high visible light transmittance, high infrared reflection characteristics).

이러한 ITO 박막을 만드는 방법은 물리적 코팅(Coating)법, 화학적 코팅(Coating)법등 여러 가지가 있으나, 일반적으로 물리적 방법의 일종인 스퍼터링(Sputtering)방식에 의한다.There are various methods of making such an ITO thin film, such as a physical coating method and a chemical coating method, but generally by a sputtering method, which is a kind of physical method.

ITO 스퍼터링 타겟은 인디움 산화물(In₂O₃)과 주석 산화물(SnO₂)이 90:10의 중량비로 이루어져 있으며, 순도는 99.99%이상이다.The ITO sputtering target is made of indium oxide (In ₂ O ₃ ) and tin oxide (SnO ₂ ) in a weight ratio of 90:10, and the purity is 99.99% or more.

그런데 이 ITO 타겟은 100% 사용하는 것이 아니라 미사용부분이 60-70%가 된다.However, this ITO target is not used 100%, but the unused portion is 60-70%.

폐타겟은 주석을 제외하면 불순물이 거의 없는 고순도이므로 주석만 제거하고 재생하여 다시 타겟을 만드는데 사용할 수 있다.Since the waste target is high purity with little impurities except tin, it can be used to make the target again by removing and regenerating tin only.

이에따라 원료 확보가 일부 가능하고 원가 절감효과가 있다.Accordingly, it is possible to secure some raw materials and reduce costs.

ITO 폐타겟으로부터 인디움 금속을 제조하는 방법에는 여러 가지가 있다.There are several methods for producing indium metal from ITO waste targets.

일반적으로 인디움 금속은 침출액에서 알루미늄(Al)이나 아연(Zn)을 사용하여 세멘테이션(Cementation)에 의하여 조인디움 금속 형태로 회수하여 인디움 금속은 녹여서 주조한 다음 전기분해에 의해 고순도 인디움 금속으로 정제된다. 그러나, 이와같은 기존의 방법은 제조공정의 복잡화와 함께 저렴한 원가에 따른 인디움의 회수가 용이하지 않는 문제점이 있다.In general, the indium metal is recovered in the form of joinium metal by cementation using aluminum (Al) or zinc (Zn) in the leachate, and the indium metal is melted and cast, followed by high purity indium metal by electrolysis. Is purified. However, such a conventional method has a problem in that it is not easy to recover the indium due to the low cost with the complexity of the manufacturing process.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 종래와는 달리 인디움 침출액 중 주석을 제거하고 전해채취(電解採取)에 의해 곧바로 인디움을 금속형태로 회수할 수 있는 공정의 간단화를 비롯한 이에따른 저렴한 제조원가로 회수할 수 있는 인디움 회수방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, unlike the prior art of the process of removing the tin in the indium leach solution and recover the indium in the form of metal immediately by electrowinning (電解 採取) It is an object of the present invention to provide a method for recovering indium that can be recovered at a lower cost, including the simplification thereof.

이와같은 목적달성을 위한 본 발명은 인디움-주석(In-Sn)산화물로 조성된 타겟(Target)을 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄물을 산침출하여 주석은 제거하고 인디움 함유 침출액을 얻는 단계와, 상기 침출액을 전해액으로 하여 전해채취하는 단계로 하여 인디움을 회수하는 방법으로 이루어진다.The present invention for achieving the object is a step of pulverizing the target (Target) composed of indium-tin (In-Sn) oxide, the acid leaching the pulverized to remove the tin and to obtain an indium-containing leaching solution and By using the leaching solution as an electrolytic solution to the step of recovering the indium.

상기한 구성에서 산은 염산, 질산, 황산 중에서 선택한 1종이 사용되고 바람직하기로는 염산이다.In the above constitution, one selected from hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid is used, and preferably hydrochloric acid.

염산의 첨가량은 인디움 당량에 대하여 90-120%범위로 사용한다.The addition amount of hydrochloric acid is used in the range of 90-120% relative to the indium equivalent.

상기한 산침출에 따라 침출액 중에는 인디움이 함유되고, 주석은 침전물로 되어 제거되나 침출액중에 아직까지 남아 있는 주석을 제거하기 위해서는 침출액 용액의 pH를 2.0-3.0으로 함이 바람직하다.According to the acid leaching, the leachate contains indium, and tin is removed as a precipitate, but in order to remove tin still remaining in the leachate, the pH of the leachate solution is preferably 2.0-3.0.

첨부도면은 본 발명의 제조공정도를 나타낸 것으로 이에 따라 상세히 설명한다.The accompanying drawings show the manufacturing process of the present invention will be described in detail accordingly.

ITO 타겟은 무산소동으로 만든 백킹플레이트(Backing Plate)에 본딩(Bonding)된 상태로 사용된다.ITO targets are used bonded to the backing plate made of oxygen-free copper.

이때, 본딩(Bonding)을 좋게하기 위하여 ITO 타겟 표면에 구리(Cu)등의 박막을 입힌 후 인디움으로 본딩(Bonding)한다.In this case, in order to improve bonding, a thin film of copper (Cu) is coated on the surface of the ITO target, and then bonded with indium.

이러한 구리등 불순물층들은 ITO 폐타겟 재생에 있어 주요 불순물이므로 미리 제거하는 것이 후공정을 단순화 시켜준다.Since impurity layers such as copper are the main impurities in regenerating ITO waste targets, removing them in advance simplifies the post-process.

디본딩(Debonding)된 ITO 폐타겟을 농염산 용액에 넣고 가열해 주면 불순물층이 쉽게 제거된다.The debonded ITO waste target is placed in concentrated hydrochloric acid solution and heated to remove the impurity layer.

불순물층을 제거한 후 폐타겟을 중류수로 깨끗이 씻은 다음 드라이 오븐(Dry Oven)에서 건조한다.After removing the impurity layer, the waste target is washed with midstream and dried in a dry oven.

다음 공정에서는 산침출을 위하여 폐타겟을 미세하게 분쇄한다.In the next step, the waste target is finely ground for acid leaching.

분쇄과정에서 불순물이 혼입되지 않도록 분쇄기와 그 재질의 선택에 신중을 기하여야 한다.Care must be taken in the selection of the grinder and its materials to prevent the incorporation of impurities during the grinding process.

분쇄는 두 단계로 나눠한다.Grinding is divided into two stages.

먼저 조분쇄를 한 다음 미세분쇄를 한다.First coarsely pulverize and then finely pulverize.

다음 공정에서는 분쇄된 분말을 산침출한다.In the next step, the ground powder is acid leached.

산침출에는 일반적으로 염산, 질산, 황산, 침출등이 있다.Acid leaching generally includes hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and leaching.

폐타겟의 분말은 황산에는 미량 침출되나 염산과 질산에는 비교적 잘 침출된다.The waste target powder is leached slightly in sulfuric acid but relatively well in hydrochloric acid and nitric acid.

염산과 질산을 비교하면 염산에 더 잘 침출된다.Comparing hydrochloric acid and nitric acid leach better in hydrochloric acid.

그러나, 소결법으로 만든 폐타겟 분말은 질산에 잘 침출되지 않고 염산에만 잘 침출된다.However, the waste target powder made by the sintering method does not leach well in nitric acid but only in hydrochloric acid.

그리고 인디움은 염산 용액에서만 전해채취가 가능하다.Indium can only be electrolyzed in hydrochloric acid solution.

질산용액에서는 인디움수산화물(In(OH)₃)침전을 형성한다.In nitric acid solution, indium hydroxide (In (OH) ₃ ) precipitates.

폐타겟 분말은 35% 염산 용액중에서 100-110℃로 가열하여서 2-4시간 가열하면 대부분의 인디움이 침출되고 주석은 미량만 침출된다.The waste target powder is heated to 100-110 ° C. in 35% hydrochloric acid solution, and then heated for 2-4 hours, and most of the indium is leached and only a small amount of tin is leached.

이때 염산을 당량비보다 조금 작게 첨가하면 인디움과 주석의 분리가 더 잘된다.If hydrochloric acid is added a little less than the equivalent ratio, the separation of indium and tin is better.

다음 공정에서 용액중에 미량 용해되어 있는 주석을 제거한다.In the next process, tin dissolved in traces is removed.

주석은 침출액의 pH를 조절하여 수산화물 형태로 침전시킴으로써 인디움과 분리가 가능하다.Tin can be separated from indium by adjusting the pH of the leaching solution to precipitate in hydroxide form.

침출용액의 pH를 3까지 올리면 주석은 완전히 제거되고 인디움은 용액중에 그대로 존재한다.Raising the pH of the leaching solution to 3 completely removes tin and indium remains in solution.

이때 pH조절제로는 수산화나트륨(NaOH), 수산화 암모늄(Nh₄OH), 그리고 염산을 사용한다.At this time, sodium hydroxide (NaOH), ammonium hydroxide (Nh ₄ OH), and hydrochloric acid are used as pH adjusting agents.

침출액을 pH3으로 맞춘후 교반을 중지하고 정치시킨후 데칸테이션(Decantation) 및 여과에 의하여 상등액을 취한다.After adjusting the leaching solution to pH3, the stirring was stopped and allowed to stand, and then the supernatant was taken out by decantation and filtration.

투명한 여과액은 농도와 pH를 맞춘후 다음공정에서 전해액으로 쓰인다.The clear filtrate is used as the electrolyte in the next step after adjusting the concentration and pH.

인디움의 전해채취 조건은 다음과 같다.The electrolytic collection conditions of indium are as follows.

인디움의 농도는 리터당 50-150그람(g)으로 하고 염화나트륨(NaCl)은 리터당 100그람을 첨가한다.The concentration of indium is 50-150 grams per liter (g) and sodium chloride (NaCl) is added 100 grams per liter.

전해액의 pH는 2.0으로 맞추며 전류밀도는 제곱 센티미터당 100밀리 암페어로 한다.The pH of the electrolyte is set to 2.0 and the current density is 100 milliamps per square centimeter.

양극은 탄소전극을 사용하고 음극은 티탄전극을 사용한다.The anode uses a carbon electrode and the cathode uses a titanium electrode.

음극에 석출하는 인디움의 전착성을 향상시키기 위하여 아교를 전해액중에 리터당 1그람(g)정도 첨가할 수 있다.In order to improve the electrodeposition property of the indium precipitated on the cathode, glue may be added in an amount of about 1 gram (g) per liter in the electrolyte.

전해채취를 통해서 회수된 인디움 금속은 수산화나트륨(NaOH)하에서 용융한 다음 주조한다.The indium metal recovered by electrowinning is melted under sodium hydroxide (NaOH) and then cast.

이렇게 해서 얻은 인디움의 순도는 99.99%이상이었다.The purity of the thus obtained indium was 99.99% or more.

다음은 실시예에 따라 설명한다.The following is described according to the embodiment.

[실시예 1]Example 1

ITO 폐타겟 덩어리 200g을 취하여 17%염산 용액에 넣고 가열하여서 폐타겟 표면의 불순물을 제거하였다.200 g of ITO waste target mass was taken and placed in 17% hydrochloric acid solution and heated to remove impurities on the waste target surface.

표면이 산세된 폐타겟을 조분쇄한 후 진동 밀로 미분쇄하였다.The waste target whose surface was pickled was coarsely ground and then ground by a vibration mill.

미분말 100g을 취하여서 35% 염산 용액중에서 교반하면서 가열, 침출하였다.100 g of fine powder was taken, heated and leached with stirring in a 35% hydrochloric acid solution.

이때 염산은 인디움 당량에 대하여 100% 첨가하였다.At this time, hydrochloric acid was added 100% with respect to indium equivalent.

침출액을 pH2.5로 맞춘후 여과한 다음 전해채취를 실시하였다.The leachate was adjusted to pH2.5, filtered and electrolyzed.

전해채취 조건은 염화나트륨 100g/ℓ, 전해액의 pH2.0, 전류밀도 100mA/cm2, 아교 1.0g/ℓ로 하였다.Electrolytic extraction conditions were 100 g / l sodium chloride, pH 2.0 of electrolyte solution, 100 mA / cm <2> of current density, and 1.0 g / l glue.

전해채취 결과 99.99%이상의 인디움 금속을 얻었다.Electrolytic extraction resulted in more than 99.99% of the indium metal.

이때, 전류효율은 89%였으며 인디움 금속중 주석의 함량은 30ppm이었다.At this time, the current efficiency was 89% and the content of tin in the indium metal was 30 ppm.

[실시예 2]Example 2

ITO 폐타겟 덩어리 200g을 취하여 15% 염산 용액에 넣고 가열하여서 폐타겟 표면의 불순물을 제거하였다.200 g of ITO waste target mass was taken, put into 15% hydrochloric acid solution, and heated to remove impurities on the waste target surface.

표면이 산세된 폐타겟을 조분쇄한 후 진동 밀로 미분쇄하였다.The waste target whose surface was pickled was coarsely ground and then ground by a vibration mill.

미분말 100g을 취하여 35% 염산 용액중에서 교반하면서 가열, 침출하였다.100 g of fine powder was taken, heated and leached with stirring in a 35% hydrochloric acid solution.

이때 염산은 인디움 당량에 대하여 95% 첨가하였다.At this time, hydrochloric acid was added 95% to the equivalent of indium.

침출액을 pH3.0으로 맞춘후 여과한 다음 전해채취를 실시하였다.The leaching solution was adjusted to pH 3.0, filtered and electrolyzed.

전해채취 조건은 염화나트륨 100g/ℓ, 전해액의 pH2.0, 전류밀도 100mA/cm², 아교 1.0g/ℓ로 하였다.Electrolytic extraction conditions were 100 g / l sodium chloride, pH2.0 of electrolyte solution, the current density of 100 mA / cm <^2> , and 1.0 g / l of glue.

전해채취 결과 99.99이상의 인디움 금속을 얻었다.Electrolytic extraction resulted in more than 99.99 indium metals.

이때 전류효율은 90%였으며 인디움 금속 중 주석의 함량은 10ppm이었다.At this time, the current efficiency was 90% and the tin content of the indium metal was 10 ppm.

Claims (6)

인디움-주석(In-Sn)산화물로 조성된 타겟(Target)을 분쇄하는 제1단계와, 상기한 분쇄물을 산으로 침출하여 인디움 함유 침출액을 얻는 제2단계와, 상기 침출액을 전해액으로 하여 전해채취(電解採取)하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법.A first step of pulverizing a target made of indium tin (In-Sn) oxide, a second step of leaching the pulverized product with an acid to obtain an indium-containing leach solution, and the leach solution as an electrolyte A method for recovering indium (In) from an indium tin oxide target (Target), characterized in that consisting of electrolytic extraction (electrolysis). 제1항에 있어서, 산이 염산, 질산, 황산 중에서 선택한 1종임을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법.The method of claim 1, wherein the acid is one selected from hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid. 제2항에 있어서, 염산의 첨가량이 인디움 당량에 대하여 90-120%범위임을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법.3. The method of claim 2 wherein the amount of hydrochloric acid added is in the range of 90-120% relative to the equivalent of indium (In-Sn) oxide waste target (In). 제1항에 있어서, 침출액중 잔량의 주석을 제거하기 위해 침출액 용액의 pH를 2.0-3.0 범위로 함을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법.The indium tin (In-Sn) oxide target (In-Sn) oxide target (In-Sn) is characterized in that the pH of the leaching solution in the range of 2.0-3.0 to remove the residual amount of tin in the leaching solution. ) Recovery method. 제1항 또는 제3항에 있어서, 산침출시 90-120℃ 온도에서 1-5시간 가열하여 침출함을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법.According to claim 1 or 3, In acid-tin (In-Sn) oxide from the waste target (In-Sn) oxide characterized in that the leaching by heating for 1-5 hours at a temperature of 90-120 ℃. In) method of recovery. 제1항에 있어서, 전해채취시 침출액인 전해액에 염화나트륨(NaCl)을 첨가함을 특징으로 하는 인디움-주석(In-Sn)산화물 폐타겟(Target)으로부터 인디움(In)을 회수하는 방법.[Claim 2] The method of claim 1, wherein sodium chloride (NaCl) is added to the electrolyte solution, which is a leaching solution during electrolytic extraction, to recover indium (In) from the waste target of indium tin (In-Sn) oxide.