[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，由边角料、研磨粉、切削粉也产生废料。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废料清洗及粉碎后，溶解于盐酸、硝酸等酸，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及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。

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

专利文献3：日本特开平3-82720号公报

专利文献4：日本特开2000-169991号公报