[發明專利]從IZO廢料中回收有價值金屬的方法

有效

• 申請號: 200980104782.0
• 申請日: 2009-01-30
• 公開（公告）號: CN101946026A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 新藤裕一朗;竹本幸一
• 申請（專利權）人: 日礦金屬株式會社
• 主分類號: C25C1/22
• 分類號: C25C1/22;C01G9/02;C01G15/00;C22B3/44;C22B7/00;C22B19/20;C22B19/30;C22B58/00;C25C1/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

技術領域

本發明涉及從使用后的銦-鋅氧化物(IZO)濺射靶或制造時產生的IZO邊角料等IZO廢料(本說明書中將這些材料統稱為“IZO廢料”)中回收有價值金屬的方法。另外，本說明書中記載的“回收有價值金屬”包含以有價值金屬作為構成元素的氧化物、氫氧化物等化合物。

背景技術

近年來，銦-鋅氧化物(In₂O₃-ZnO；一般稱為IZO)濺射靶廣泛應用于液晶顯示裝置的透明導電薄膜等，多數情況下使用濺射法薄膜形成手段在襯底等上形成薄膜。

該濺射法薄膜形成手段是優良的方法，但是，當使用濺射靶形成例如透明導電薄膜時，該靶并非均勻地消耗。該靶的一部分消耗劇烈的部分通常稱為刻蝕部，該刻蝕部不斷消耗，持續地進行濺射操作直至支撐靶的背襯板露出。然后，更換為新靶。

因此，使用后的濺射靶中殘留許多非刻蝕部，即未使用的靶部分，這些部分全部成為廢料。另外，在IZO濺射靶的制造時，由研磨粉或切削粉也產生廢料(邊角料)。一般而言，氧化鋅(ZnO)含量為約10.7重量％，大部分是氧化銦(In₂O₃)。

由于IZO濺射靶材料使用高純度材料，特別是銦的價格高，因此一般要從這樣的廢料中回收銦，另外也同時回收鋅。作為該銦回收方法，以往使用將酸溶解法、離子交換法、溶劑提取法等濕式精制進行組合的方法。

例如，有將IZO廢料清洗及粉碎后，溶解于鹽酸中，在溶解液中通入硫化氫，將鋅、鉛、銅等雜質以硫化物形式沉淀除去，然后在其中加入氨進行中和，以氫氧化銦形式進行回收的方法。

但是，由該方法得到的氫氧化銦，過濾性差，操作需要長時間，Si、Al等雜質多，并且生成的氫氧化銦受其中和條件及熟化條件等的影響粒徑和粒度分布產生變動，因此在之后制造IZO靶時，存在不能穩定地保持IZO靶的特性的問題。

以下，介紹現有技術(類似技術)及其優缺點。

作為現有技術之一，有在電解液中利用電化學反應將在襯底上覆蓋的ITO膜還原，再將還原后的透明導電膜溶解于電解液中的透明導電膜蝕刻方法(參考專利文獻1)。但是，該方法的目的在于以高精度得到掩模圖案，是與回收方法不同的技術。

作為從ITO中回收有價值金屬的預處理，有在電解液中將用于與背襯板接合的含In釬料中所含的雜質進行分離的技術(參考專利文獻2)。但是，該技術與直接從ITO中回收有價值金屬的技術無關。

公開了以下技術：在從作為鋅精煉工序的副產物得到的中間產物或ITO廢料中回收銦時，將錫以鹵化錫酸鹽形式分離后，用鹽酸或硝酸水溶液進行還原處理，然后將該水溶液的pH調節至2～5，使鐵、鋅、銅、鉈等金屬離子還原成為難以沉淀的物質，從而分離出水溶液中的銦成分(參考專利文獻3)。該技術存在精制工序復雜且精制效果也不不太值得期待的問題。

另外，作為高純度銦的回收方法，公開了以下技術：用鹽酸溶解ITO，在其中加入堿將pH調節至0.5～4，從而將錫以氫氧化物形式除去，然后通入硫化氫氣體將銅、鉛等有害物質以硫化物形式除去，然后使用該溶解液通過電解對銦金屬進行電解沉積(電解採取)(參考專利文獻4)。該技術也存在精制工序復雜的問題。

有以下方法：用鹽酸溶解ITO含銦廢料得到氯化銦溶液，在該溶液中添加氫氧化鈉水溶液將錫以氫氧化錫形式除去，除去后進一步添加氫氧化鈉水溶液得到氫氧化銦，將其過濾，使過濾后的氫氧化銦形成硫酸銦，使用該硫酸銦通過電解沉積得到銦(參考專利文獻5)。該方法是精制效果好且有效的方法，但是存在工序復雜的缺點。

有一種回收銦的方法，包括以下工序：用鹽酸溶解ITO含銦廢料而得到氯化銦溶液的工序、在該氯化銦溶液中添加氫氧化鈉水溶液而將廢料中所含的錫以氫氧化錫形式除去的工序、和利用鋅從該除去氫氧化錫后的溶液中置換、回收銦的工序(參考專利文獻6)。該方法也是精制效果好且有效的方法，但是存在工序復雜的缺點。

公開了以下回收金屬銦的方法：取出在熔融金屬銦上漂浮的含低氧化物鑄造廢料并插入氣氛爐中，將爐中暫時抽成真空后導入氬氣，加熱至預定溫度而對含低氧化物鑄造廢料進行還原(參考專利文獻7)。該方法本身是有效的方法，但缺點是并非IZO廢料的基本回收方法。

鑒于以上問題，尋求有效且回收工序具有通用性的方法。

專利文獻1：日本特開昭62-290900號公報

專利文獻2：日本特開平8-41560號公報

專利文獻3：日本特開平3-82720號公報

專利文獻4：日本特開2000-169991號公報