[发明专利]从IZO废料中回收有价值金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从使用后的铟-锌氧化物(IZO)溅射靶或制造时产生的IZO废料(本说明书中将这些材料统称为“IZO废料”)中回收有价值金属的方法。另外，本说明书中记载的“回收有价值金属”包含以有价值金属作为为构成要素的金属、含有金属的溶解液、合金、氢氧化物、氧化物、低氧化物。

背景技术

近年来，铟-锌氧化物(In₂O₃-ZnO；一般称为IZO)溅射靶广泛应用于液晶显示装置的透明导电薄膜或气体传感器等许多电子部件，多数情况下使用溅射法薄膜形成手段来形成。IZO就是具有导电性的代表性氧化物。

该溅射法薄膜形成手段是优良的方法，但是，当使用溅射靶形成例如透明导电薄膜时，该靶并非均匀地消耗。该靶的一部分剧烈消耗的部分通常称为刻蚀部，该刻蚀部不断地消耗，持续地进行溅射操作直至支撑靶的背衬板露出。然后，更换为新靶。

因此，使用后的溅射靶中残留有许多非刻蚀部，即未使用的靶的部分，这些IZO全部成为废料。另外，在制造溅射靶时，也会从研磨粉或切削粉产生废料(边角料)。

IZO溅射靶材中使用的铟的价格高，因此一般要从这样的废料中回收铟，另外根据需要也回收锌。作为该回收铟的方法，以往使用将酸溶解法、离子交换法、溶剂提取法等湿式精制进行组合的方法。

例如，有将IZO废料清洗及粉碎后，溶解于盐酸中，并向溶解液中通入硫化氢，从而将锌、锡、铅、铜等杂质以硫化物形式沉淀除去，然后向其中加入碱进行中和，以氢氧化铟形式进行回收的方法。

但是，通过该方法得到的氢氧化铟，过滤性差，操作需要长时间，Si、Al等杂质多，并且生成的氢氧化铟的粒径、粒度分布会随中和条件及熟化条件等产生变动，因此在之后制造IZO靶时，存在不能稳定地保持IZO靶的特性的问题。

以下，介绍现有技术及其优缺点。

作为现有技术之一，有在电解液中利用电化学反应将基板上覆盖的ITO膜还原，再将该还原的透明导电膜溶解于电解液中的透明导电膜蚀刻方法(参考专利文献1)。但是，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。材料也基本不同。

作为从ITO中回收有价值金属的预处理，有在电解液中将用于与背衬板接合的In类钎料中所含的杂质进行分离的技术(参考专利文献2)。但是，该技术与直接从ITO中回收有价值金属的技术无关。该技术并不涉及IZO，且材料基本不同。

公开了以下技术(参考专利文献3)：从作为锌精炼工序的副产物而得到的中间产物或ITO废料中回收铟时，将锡以卤化锡酸盐形式分离后，用盐酸或硝酸水溶液进行还原处理，然后将该水溶液的pH调节到2～5，将铁、锌、铜、铊等金属离子还原成为难以沉淀的物质，从而分离水溶液中的铟成分。该技术存在精制工序复杂，且不能过高期待精制效果的问题。

另外，作为高纯度铟的回收方法，公开了以下技术(参考专利文献4)：用盐酸溶解ITO，并向其中加入碱将pH调节至0.5～4，从而将锡以氢氧化物形式除去，然后吹入硫化氢气体将铜、铅等有害物质以硫化物形式除去，然后使用该溶解液通过电解来电解沉积(電解採取)铟金属。该技术也存在精制工序复杂的问题。材料也基本不同。

有以下方法(参考专利文献5)：用盐酸将ITO含铟废料溶解得到氯化铟溶液，向该溶液中添加氢氧化钠水溶液将锡以氢氧化锡形式除去，除去后再添加氢氧化钠水溶液得到氢氧化铟，将其过滤，将过滤后的氢氧化铟制成硫酸铟，使用其通过电解沉积得到铟。该方法是精制效果非常有效的方法，但是，存在工序复杂的缺点。

有一种回收铟的方法(参考专利文献6)，包括以下工序：用盐酸溶解ITO含铟废料得到氯化铟溶液的工序；向该氯化铟水溶液中加入氢氧化钠水溶液从而将废料中含有的锡以氢氧化锡形式除去的工序；从该除去氢氧化锡后的液体中用锌置换出铟并回收的工序。该方法也是精制效果非常有效的方法，但是，存在工序复杂的缺点。该技术不涉及IZO，并且材料也与本发明基本不同。

公开了以下回收金属铟的方法(参考专利文献7)：将漂浮在熔融金属铟上的含有低氧化物的铸造废料取出并插入气氛炉中，一旦将炉抽成真空后就导入氩气，并加热到预定温度从而将含低氧化物的铸造废料还原。

该方法本身是有效的，但是，缺点是其并非IZO废料的基本回收方法。另外，该技术不涉及IZO，而且材料也与本发明基本不同。

鉴于以上问题，寻求有效且回收工序具有通用性的方法。

专利文献1：日本特开昭62-290900号公报

专利文献2：日本特开平8-41560号公报