[发明专利]从ITO废料中回收有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从使用过的铟-锡氧化物(ITO)溅射靶或制造时产生的 ITO边角料等ITO废料(本说明书中，将这些统称为“ITO废料”)中回 收有价金属的方法。

背景技术

近年来，铟-锡氧化物(In₂O₃-SnO₂，通常称为ITO)溅射靶广泛用于 液晶显示装置的透明导电性薄膜或气体传感器等，多数情况下使用利 用溅射法的薄膜形成方法在基板等上形成薄膜。

该利用溅射法的薄膜形成方法是优良的方法，但当使用溅射靶形 成例如透明导电性薄膜时，该靶并不是均匀地消耗。该靶的一部分消 耗剧烈的部分通常称为刻蚀部，该刻蚀部持续消耗，在支撑靶的背衬 板露出之前持续进行溅射操作。然后，更换为新靶。

因此，使用过的溅射靶残留许多非刻蚀部、即未使用的靶部分， 这些全部成为废料。另外，在制造ITO溅射靶时，由研磨粉、切削粉 也产生废料(边角料)。通常，氧化锡(SnO₂)的含量为约9.7重量％，多 数为氧化铟(In₂O₃)。

由于ITO溅射靶材料使用高纯度材料，特别是铟的价格也昂贵， 因此，通常从这种废料材料中回收铟，或同时回收锡。作为该铟回收 方法，目前使用将酸溶解法、离子交换法、溶剂萃取法等湿法精炼组 合的方法。

例如，有下述方法：将ITO废料清洗并粉碎后，溶解于硝酸，在 溶解液中通入硫化氢，将锌、锡、铅、铜等杂质以硫化物的形式沉淀 除去后，在其中加入氨水进行中和，以氢氧化铟的形式进行回收。

但是，利用该方法得到的氢氧化铟的过滤性差，操作需要的时间 长，Si、Al等杂质多，并且生成的氢氧化铟的粒径和粒度分布因其中 和条件和熟化条件等而发生变化，因此，在之后制造ITO靶时，存在 无法稳定维持ITO靶的特性的问题。

下面，对现有技术及其利弊得失进行介绍。

作为现有技术之一，有通过电化学反应使基板上被覆的ITO膜在 电解液中还原、进而使该还原的透明导电膜溶解于电解液的透明导电 膜的蚀刻方法(参照专利文献1)。但该方法的目的在于以高精度得到掩 模图案，是与回收方法不同的技术。

作为用于从ITO中回收有价金属的预处理，有将用于与背衬板接 合的In系焊料中含有的杂质在电解液中进行分离的技术(参照专利文献 2)。但这并不是从ITO中回收有价金属的直接技术。

公开有下述技术：从作为锌精炼工序的副产物得到的中间产物或 ITO废料中回收铟时，将锡以卤化锡酸盐的形式分离后，用盐酸或硝酸 水溶液进行还原处理，接着将该水溶液的pH调节至2～5，使铁、锌、 铜、铊等金属离子还原成为不易沉淀的物质，从而分离出水溶液中的 铟成分(参照专利文献3)。该技术存在精炼工序复杂、精炼效果也不太 令人满意的问题。

另外，作为高纯度铟的回收方法，公开了下述技术：将ITO用盐 酸溶解，在其中加入碱使pH达到0.5～4，从而将锡以氢氧化物的形式 除去，接着通入硫化氢气体，将铜、铅等有害物以硫化物的形式除去， 然后使用该溶解液通过电解对金属铟进行电解冶金(参照专利文献4)。 该技术也存在精炼工序复杂的问题。

有下述技术：将ITO含铟废料用盐酸溶解形成氯化铟溶液，在该 溶液中添加氢氧化钠水溶液，将锡以氢氧化锡的形式除去，除去后进 一步添加氢氧化钠水溶液形成氢氧化铟，将其过滤，使过滤后的氢氧 化铟形成硫酸铟，使用该硫酸铟通过电解冶金得到铟(参照专利文献5)。 该方法精炼效果好且有效，但存在工序复杂的缺点。

有一种回收铟的方法，包括下述工序：将ITO含铟废料用盐酸溶 解而形成氯化铟溶液的工序；在该氯化铟溶液中添加氢氧化钠水溶液 而将废料中含有的锡以氢氧化锡的形式除去的工序；利用锌从该除去 氢氧化锡后的溶液中置换铟而对铟进行回收的工序(参照专利文献6)。 该方法也是精炼效果好且有效的方法，但存在工序复杂的缺点。

公开了下述回收金属铟的方法：将熔融金属铟上浮起的含亚氧化 物铸造废料取出并插入气氛炉中，使炉中暂时形成真空，然后导入氩 气，加热到规定温度从而对含亚氧化物铸造废料进行还原(参照专利文 献7)。

该方法本身是有效的方法，但其缺点在于并不是ITO废料的基本 回收方法。

由此，要求一种有效且在回收工序中有通用性的方法。