CN104603307A - 金属化合物的浓缩方法 - Google Patents

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Abstract

对来自从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件中的镓等金属进行浓缩并抑制废液的产生量是困难的。还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯中的金属的第一固体金属化合物的混合物中的所述第一固体金属化合物，形成气体金属化合物，氧化所述气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比所述第一金属含有率高的第二金属含有率对该第二固体金属化合物进行捕集。

Description

金属化合物的浓缩方法
技术领域
本发明涉及金属化合物的浓缩方法，特别涉及从镓、铟、锗、碲或铯的金属化合物的混合物中提高各化合物的浓度的金属化合物的浓缩方法。
背景技术
镓是一种应用于铜铟镓硒(CIGS)型薄膜太阳能电池板或发光二极管(LED)等中的重要元素。
镓虽然广泛分布于地壳之中，但并不存在富含镓的矿石，其工业制造方法一般为下述的拜耳法。
作为从拜耳液中获得镓的方法，人们已知例如通过向拜耳液中吹入二氧化碳，使镓与铝一同沉淀，获得镓的浓缩物，将其溶解于氢氧化钠进行电解，获得金属镓的方法，或是采用汞电极对拜耳液直接进行电解，获得汞合金的方法。
例如在非专利文献1中，公开了从拜耳液中直接电析镓的方法。
另外，例如，在从矿山挖掘的矿石中的矾土、闪锌矿或锡石等中制造铝、锌或锡等金属或化合物的过程中，大多会产生含镓的副产物，因此，人们正在研究以上述副产物为资源来提取镓。
例如，在专利文献1中，公开了一种四氯化锡中含有的镓的分离浓缩法。
由于专利文献1所述的方法为湿式法，在对大量的矿石进行处理的情况，存在产生大量废液的不利点。
此外，例如，在专利文献2中，公开了一种以干式的方式从含镓的氧化物中回收金属镓的方法。
专利文献3中，提出了一种从含镓的废弃物中回收镓的技术。
专利文献2及3中所述的方法为干式法，虽然不存在如专利文献1所述方法那样产生大量废液的缺点，但专利文献2所述的方法，是从已经含有相当高的镓浓度的混合物或化合物中，进一步获得纯度高的镓的方法，其与从含有微量镓的矿石中将镓浓度浓缩至一定浓度的本发明的技术完全不同。在专利文献3所述的方法中，作为引起氯化的物质而添加氯气，由于需要从废气中除去有毒的氯气，因此有装置上的问题。
此外，专利文献4及5中，公开了一种由金属镓生成高浓度镓氧化物的方法。
人们预料到镓的供给量在今后会越来越不足，正在寻求开发一种从由矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件等含微量镓的混合物中分离或浓缩镓的技术。
铟也是同样的状况，正在寻求开发一种从含微量铟的混合物中分离或浓缩铟的技术。
专利文献6公开了一种放射性废弃物的处理方法及装置，其加热挥发性的含有放射性物质的废弃物，使放射性物质气化并分离。
专利文献7公开了一种使用过的燃料的处理方法，其从以铀氮化物作为主成分的使用过的燃料中，以氮化物的形态回收铀。
专利文献8公开了一种真空溶解碲原料而制造高纯度碲的方法。
专利文献9公开了一种从废料合金中回收重要资源的方法，其将废料合金中所含元素中的至少一种金属元素作为金属氧化物升华并对其进行捕集，使其与残余的金属元素分离。
专利文献10公开了一种锗回收方法及装置，其使含锗固形物与氯化氢接触，生成四氯化锗，并进行回收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开昭53-103998号公报
专利文献2:特开2002-348622号公报
专利文献3:特开昭64-75633号公报
专利文献4:特开昭51-126997号公报
专利文献5:特开昭50-119795号公报
专利文献6:特开平10-206594号公报
专利文献7:特开平11-248880号公报
专利文献8:特开平10-324933号公报
专利文献9:特开昭61-6101号公报
专利文献10:特开2001-58823号公报
非专利文献
非专利文献1:从拜耳液直接电析镓的尝试，水野博文等，北海道大学工学部研究报告第152号(1990年)，第31～46页
发明内容
本发明要解决的技术问题
要解决的技术问题在于，难以抑制废液的产生量，并难以从由矿山挖掘的矿石或使用过的电子部件等含微量镓的混合物中将镓浓缩至一定的浓度。
上述的问题并不限于镓，从含微量铟、锗、碲、铯的各元素的混合物中将各元素浓缩至一定的浓度是困难的。
解决技术问题的技术手段
本发明的金属化合物的浓缩方法，包括：还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯的金属的第一固体金属化合物的混合物中的所述第一固体金属化合物，形成气体金属化合物的工序；以及氧化所述气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比所述第一金属含有率高的第二金属含有率捕集该第二固体金属化合物的工序。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯的金属的第一固体金属化合物的混合物中的第一固体金属化合物，形成气体金属化合物，氧化气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比第一金属含有率高的第二金属含有率捕集该第二固体金属化合物。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在蒸发部中进行还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序，更进一步，具有将所述气体金属化合物从所述蒸发部移送到捕集部的工序，在捕集部中进行氧化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，在所述第一固体金属化合物与固体还原剂的混合物中、还原性气体气氛中、或还原性气体气氛中的所述第一固体金属化合物与固体还原剂的混合物中，还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，所述金属适宜为镓，在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物至900℃以上。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，还原所述第一固体金属化合物，形成气体Ga2O，在氧化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序中，氧化所述气体Ga2O，形成固体Ga2O3。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，所述金属适宜为铟，在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物至600℃以上。
所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，还原所述第一固体金属化合物，形成气体In2O，在氧化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序中，氧化所述气体In2O，形成固体In2O3。
本发明的金属化合物的浓缩装置，包括：反应管、蒸发部、捕集部，加热器；所述蒸发部设置于所述反应管内，存储以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯的金属的第一固体金属化合物的混合物，通过加热还原所述第一固体金属化合物，生成气体金属化合物；所述捕集部设置于所述反应管内，其移送所述气体金属化合物，氧化所述气体金属化合物形成第二固体金属化合物，在捕集基板上捕集该第二固体金属化合物；所述加热器设置于反应管的外周部，加热所述反应管的内部，从而形成在所述蒸发部中还原所述第一固体金属化合物形成气体金属化合物、在所述捕集部中氧化所述气体金属化合物并以比所述第一金属含有率高的第二金属含有率捕集所述第二固体金属化合物的温度曲线。
发明效果
通过本发明，可以容易地抑制废液的产生量，并能够由从矿山挖掘的矿石或使用过的电子部件等含微量镓的混合物中将镓浓缩至一定的浓度。
另外，可以容易地抑制废液的产生量，并能够由从矿山挖掘的矿石或使用过的电子部件等含微量铟的混合物中将铟浓缩至一定的浓度。
附图说明
[图1]图1为本发明的第一实施方式的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[图2]图2为本发明的第二实施方式的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[图3]图3为本发明的第三实施方式的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[图4]图4为本发明的第三实施方式的变形例的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[图5]图5为本发明的第三实施方式的变形例的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[图6]图6(a)及图6(b)为表示本发明的第一实施例的相对反应管位置的温度曲线的图表；
[图7]图7为本发明的第一实施例的X射线光电子分光光谱(XPS)；
[图8]图8为表示从本发明的第一实施例的X射线光电子分光光谱(XPS)中得到的捕集物中的元素含有率的热处理温度依存性的图表；
[图9]图9(a)为本发明的第二实施例的捕集基板的模式平面图，图9(b)及图9(c)为X射线光电子分光光谱(XPS)；
[图10]图10为本发明的第三实施例的X射线光电子分光光谱(XPS)；
[图11]图11为比较例的装置的模式结构图；
[图12]图12为比较例的X射线光电子分光光谱(XPS)
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的金属化合物的浓缩装置的镓化合物的浓缩方法的实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
[镓化合物的浓缩装置的结构]
图1为本实施方式的元素的镓化合物的浓缩装置的模式结构图。
例如，反应管10的上部开口部被上部栓11栓塞，设置有贯通上部栓11的上部玻璃管12。
例如，反应管10的下部开口部被下部栓13栓塞，设置有贯通下部栓13的下部玻璃管14。
例如，在反应管10的外周部，设置有可单个地进行温度控制并可加热使反应管10的内部形成所期望的温度曲线的第一加热器15、第二加热器16及第三加热器17。此外，例如在反应管10的侧面，设置有控制温度的第一热电偶15a、第二热电偶16a及第三热电偶17a。在此作为代表，示出了3个热电偶，但也可以设置更多个热电偶。
例如，在反应管10的内部，设置有作为蒸发气体诱导管的第一碳粒发热管20。第一碳粒发热管20的上端开口，并与反应管10的内部的空间连通。此外，第一碳粒发热管20的下端封闭，但在第一碳粒发热管20的底部，开口有喷嘴20a。
例如，在第一碳粒发热管20的内部，设置有第二碳粒发热管21。第二碳粒发热管21的上端开口，并与第一碳粒发热管20的内部的空间连通，第二碳粒发热管21的下端封闭。
例如，在第一碳粒发热管20的喷嘴20a部分的下部，设置有第三碳粒发热管22，其与第一碳粒发热管20之间具有规定间隙。第三碳粒发热管22的上端开口，并与反应管10的内部的空间连通。此外，第三碳粒发热管22的下端封闭，但在第三碳粒发热管22的底部附近，开口有碳粒发热管排气口22a。
例如，在第三碳粒发热管22的内部，设置有由碳粒发热管组成的基板台23。在基板台23上，保持有氧化铝基板等捕集基板23a。构成捕集基板23a的材料，由后述的理由来看，可以使用稳定化氧化锆、氧化钆掺杂氧化铈、氧化锆-氧化铈固溶体等。
在上述结构的第二碳粒发热管21的内部，存储有第一镓含有率的固体镓化合物的混合物。若通过第一加热器15、第二加热器16及第三加热器17加热至规定的温度，则固体镓化合物的混合物中的固体镓化合物被还原，生成气体镓化合物。将第二碳粒发热管21的内部称作蒸发部30。
此外，上述生成的气体镓化合物在捕集基板23a附近被氧化，生成固体镓化合物，所生成的固体镓化合物在捕集基板23a上被捕集。将捕集基板23a附近称作捕集部31。
[镓化合物的浓缩方法]
使用图1结构的镓化合物的浓缩装置，如下所述对镓化合物进行浓缩。
例如，在第二碳粒发热管21的内部，存储第一镓含有率的第一固体镓化合物的混合物。作为第一固体镓化合物的混合物，例如可以使用从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件的混合物。
此外，例如，以规定的流量，从上部玻璃管12流入氮气(N2)等载气G1。载气G1流经第一碳粒发热管20的内部及外部。
在此，例如，使第一固体镓化合物的混合物为第一固体镓化合物与固体还原剂的混合物。
或者，在上述的载气G1中混合还原性气体，使反应管10内形成还原性气体气氛。
或者，使第一固体镓化合物的混合物为第一固体镓化合物与固体还原剂的混合物，更进一步，在上述的载气G1中混合还原性气体，使反应管10内形成还原性气体气氛。
作为上述的固体还原剂，例如，可以使用活性炭或石墨等碳、废木材及废塑料等。
此外，作为还原性气体，例如，可以使用氢气、一氧化碳、石油类的燃烧气体、废木材的燃烧气体及废塑料的燃烧气体等。
在以下的本实施方式中，代表还原剂而使用活性炭进行说明，但其并不限于此，可以使用上述活性炭以外的固体还原剂、还原性气体或该两者。
在此，例如，通过第一加热器15、第二加热器16及第三加热器17，加热第二碳粒发热管21的内部形成规定的温度曲线。通过加热，在蒸发部30中，在第一固体镓化合物与固体还原剂的混合物中、还原性气体气氛中、或在还原性气体气氛中的第一固体镓化合物与固体还原剂的混合物中，第一固体镓化合物被还原，生成作为气体镓化合物的蒸发气体G2。载气G1与蒸发气体G2的含镓的混合气体G3，从喷嘴20a向捕集部31移送。
在所述的固体镓化合物被还原生成气体镓化合物的反应中，例如，如下述化学式(1)所示，作为第一固体镓化合物的Ga2O3与作为还原剂的活性炭(C)反应，生成作为气体镓化合物的Ga2O与一氧化碳(CO)。
例如，在捕集部31中，从喷嘴20a移送含镓的混合气体G3，此外，载气G1从第一碳粒发热管20与第三碳粒发热管22的间隙流入。氧化含镓的混合气体G3中的气体镓化合物，形成第二固体镓化合物，以比第一镓含有率高的第二镓含有率，在捕集基板23a上捕集该第二固体镓化合物。
在所述的气体镓化合物被氧化生成第二固体镓化合物的反应中，例如，如下述化学式(2)所示，作为气体镓化合物的Ga2O与含镓的混合气体G3或载气G1中所含的氧气(O2)、水蒸气等氧化性气体反应，生成作为第二固体镓化合物的Ga2O3。
在化学式(1)及(2)所示的反应中，第一固体镓化合物与第二镓化合物为相同组成的Ga2O3，其也可以是互为不同组成的镓化合物。
[化学式1]
Ca2O3(s)+2C(active carbon)→Ca2O(g)+2CO(g)  ...(1)
Ca2O(g)+O2(g)→Ga2O3(s)  ...(2)
在所述的本实施方式的镓化合物的浓缩方法中，在还原第一固体镓化合物形成气体镓化合物的工序中，优选加热第一固体镓化合物的混合物至900℃以上。
在此，还原第一固体镓化合物形成气体镓化合物的工序(蒸发部30)，例如，以通过还原而生成的镓化合物的蒸气压为10-2atm(1kPa)以上的温度及氧气分压为条件。
若不足900℃，则有上述化学式(1)所示的还原反应进行不充分的可能。
通过热力学的计算，在上述化学式(1)的反应中，生成Ga2O的温度为900℃以上。
此外，氧化气体镓化合物形成第二固体镓化合物的工序(捕集部31)，例如，以通过氧化而生成的镓化合物的蒸气压为蒸发部中镓化合物的蒸气压的1/10以下的温度及氧气分压为条件。
如上所述加热第一固体镓化合物的混合物至900℃以上，例如，在图1的结构的镓化合物的浓缩装置中，将第一加热器设定为关闭(不加热)，将第二加热器设定为1150℃，将第三加热器设定为800～1150℃。
为抑制电炉的劣化，将各加热器的设定温度的上限设为1150℃左右，但若反应管的耐热性高，则可以提高到该温度以上。
此外，若提高加热温度，则生成气体的硅成分(SiO(g)等)，捕集到硅化合物的可能性变高，因此温度优选设定为不生成硅成分的程度。
所述的一氧化碳(CO)、含镓的混合气体G3的未反应成分及载气G1，通过碳粒发热管排气口22a，作为废气G4从下部玻璃管14排出。
如上所述，在本实施方式的镓化合物的浓缩方法中，在含微量镓的原料中混合作为还原剂的活性炭，高温使其还原，由此分离镓成分的Ga2O(G)蒸气，使其氧化并作为Ga2O3而捕集。
现有的从拜耳液回收镓的方法均是使用溶液的湿式法，但本实施方式的镓化合物的浓缩方法不使用溶液，因此为不产生废液的火法精炼。
在本实施方式中，可以抑制废液的产生量，并可以由从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件浓缩镓。
能够由未在现有工业实用上进行研究的10～1000ppm左右浓度的低含有率的镓混合物中，以易于工业实用的超过5重量％的高含有率，分离并捕集镓。
专利文献2所述的方法为回收金属镓的发明，在回收镓的下部收集器中，需要维持金属镓稳定的低的氧气分压。因此，在上下收集器中，设计无泄漏完全密闭的精巧装置是必须的，其成为在实用上的很大障碍。
另一方面，在本实施方式中，在利用低氧气气氛下的氧化镓(主要是Ga2O)的高蒸气压这一点上，有很大不同。因此，首先，在蒸发部周围，不需要维持使金属镓稳定的低氧气分压。此外，镓捕集部中为氧化气氛。因此，不存在所述的实用上的障碍。
此外，引用文献2的方法为利用将含镓的氧化物还原为金属镓，尝试镓的回收，因此需要含有镓的氧化部中“实质上不含有氧化物的生成自由能高的元素”。
另一方面，在本实施方式中，在利用低氧气气氛下的氧化镓(主要为Ga2O)的高蒸气压这一点上，有很大不同。因此，即使含有像Fe这样的“氧化物的生成自由能高的元素”，也可以进行回收。此外，如后述的实施例所示，在含有8.87重量％的Fe2O3的矿石I中，成功进行了镓化合物的浓缩。
在专利文献3的方法中，氯作为引发氯化的物质而被添加。在使用氯的工序中，需要从废气中除去有毒的氯气。此外，装置的部件因氯而被剧烈腐蚀会形成装置设计上的问题，因此在实施例中使用了耐腐蚀性优异的石英制容器。
并且，在专利文献3的方法中，由于在氯化容器内残留有高沸点氯化物，因此需要将其过滤的工序。
另一方面，在本实施方式中，在利用低氧气气氛下的氧化镓(主要为Ga2O)的高蒸气压，作为氧化物Ga2O3而回收这一点上，有很大不同。因此，不存在所述的实用上的障碍。
此外，专利文献4及5的由金属镓生成高浓度镓氧化物的方法，由于需要原料为金属镓，因此不能适用于如本实施方式所述的镓化合物的浓缩中。
在本实施方式中，可适用于例如50ppm(0.005重量％)左右的微量镓化合物的浓缩。
如上所述，根据本实施方式，能够抑制废液的产生量，能够抑制所述现有技术的缺陷，容易由从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件等含有微量镓的混合物将镓浓缩至一定的浓度。
例如，对于通过本实施方式将镓化合物浓缩至某种程度的浓度而得到的生成物，可以用专利文献1～3的方法进一步进行浓缩。
图1所示的镓化合物的浓缩装置中的捕集基板23a若由氧化物离子导电性材料或具有氧气存储容量的材料构成，则由于促进了所述化学式(2)的反应，故而优选。
在具有氧化物离子导电性的材料的情况下，通过氧化物离子在捕集基板23a内移动，可将氧气供给于捕集基板23a的捕集面。此外，在具有氧气存储容量的材料的情况下，可将捕集基板23a内所存储的氧气供给给捕集面。
作为上述氧化物离子导电性材料或具有氧气存储容量的材料，例如，可列举出稳定化氧化锆、氧化钆掺杂氧化铈、氧化锆-氧化铈固溶体等。
在上述的本实施方式中，对通过所述的化学式(1)及(2)所示的反应对镓化合物进行浓缩的方法及装置进行说明，但并不限于镓化合物。其可适用于可发生通过还原以第一金属含有率含有金属的第一固体金属化合物的混合物中的第一固体金属化合物形成气体金属化合物、并氧化得到的气体金属化合物形成第二固体金属化合物的化学反应的金属元素的化合物，具体而言，可适用于镓以外的铟、锗、碲、及铯的各化合物。
即，本实施方式所涉及的金属化合物的浓缩方法，是还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯的金属的第一固体金属化合物的混合物中的第一固体金属化合物，形成气体金属化合物，氧化所得到的气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比所述第一金属含有率高的第二金属含有率捕集该第二固体金属化合物。
在铟化合物的浓缩方法及装置中，例如，如下述化学式(3)所示，作为第一固体铟化合物的In2O3与作为还原剂的活性炭(C)反应，生成作为气体铟化合物的In2O和一氧化碳(CO)，更进一步，如下述化学式(4)所示，作为气体铟化合物的In2O与氧气(O2)等氧化性气体反应，生成作为第二固体铟化合物的In2O3。
[化学式2]
In2O3(s)+2C(active carbon)→In2O(g)+2CO(g)  ...(3)
In2O(g)+O2(g)→In2O3(s)  ...(4)
还原第一固体铟化合物形成气体镓化合物的工序(蒸发部30)，根据热力学的计算，在上述的化学式(3)的反应中，生成In2O的温度为700℃以上。
在锗化合物的浓缩方法及装置中，例如，如下述化学式(5)所示，作为第一固体锗化合物的GeO2与作为还原剂的活性炭(C)反应，生成作为气体锗化合物的GeO和一氧化碳(CO)，更进一步，如下述化学式(6)所示，作为气体锗化合物的GeO与氧气(O2)等氧化性气体反应，生成作为第二固体锗化合物的GeO2。
[化学式3]
GeO2(s)+C(active carbon)→GeO(g)+CO(g)  ...(5)
GeO ( g ) + 1 2 O 2 ( g ) → GeO 2 ( s ) . . . ( 6 )
还原第一固体锗化合物形成气体锗化合物的工序(蒸发部30)，根据热力学的计算，在上述的化学式(5)的反应中，生成GeO的温度为700℃以上。
在碲化合物的浓缩方法及装置中，例如，如下述化学式(7)所示，作为第一固体碲化合物的TeO2与作为还原剂的活性炭(C)反应，生成作为气体碲化合物的Te2O2和一氧化碳(CO)，更进一步，如下述化学式(8)所示，作为气体碲化合物的Te2O2与氧气(O2)等氧化性气体反应，生成作为第二固体碲化合物的TeO2。
[化学式4]
2TeO2(s)+2C(active carbon)→Te2O2(g)+2CO(g)  ...(7)
Te2O2(g)+O2(g)→2TeO2(s)   ...(8)
还原第一固体碲化合物并形成气体碲化合物的工序(蒸发部30)，根据热力学的计算，在上述的化学式(7)的反应中，生成Te2O2的温度为200℃以上。
在铯化合物的浓缩方法及装置中，例如，如下述化学式(9)所示，作为第一固体铯化合物的Cs2O3与作为还原剂的活性炭(C)反应，生成作为气体铯化合物的Cs2O和一氧化碳(CO)，更进一步，如下述化学式(10)所示，作为气体铯化合物的Cs2O与氧气(O2)等氧化性气体反应，生成作为第二固体铯化合物的Cs2O3。
[化学式5]
Cs2O3(s)+2C(active carbon)→Cs2O(g)+2CO(g)  ...(9)
Cs2O(g)+O2(g)→Cs2O3(s)  ...(10)
还原第一固体铯化合物并形成气体铯化合物的工序(蒸发部30)，根据热力学的计算，在上述的化学式(9)的反应中，生成Cs2O的温度为室温以上。
适用于铟、锗、碲及铯的各化合物的情况下，可与本实施方式中说明的镓化合物的浓缩方法及装置相同地进行。
＜第二实施方式＞
[镓化合物的浓缩装置的构成]
图2为本实施方式的镓化合物的浓缩装置的模式结构图。
例如，第一反应管10a的上部开口部被第一上部栓11a栓塞，设置有贯通第一上部栓11a的氧化气体导入用的第一上部玻璃管12a。此外，设置有贯通第一上部栓11a的第二反应管24。第二反应管24的上部开口部被第二上部栓11b栓塞，设置有贯通第二上部栓11b的载气导入用的第二上部玻璃管12b。
例如，第一反应管10a的下部开口部被下部栓13栓塞，设置有贯通下部栓13的下部玻璃管14。
例如，在第一反应管10a的外周部，设置有可单个地控制温度并加热使第二反应管24的内部形成所期望的温度曲线的第一加热器15、第二加热器16及第三加热器17。此外，设置有例如控制第一反应管10a的侧面温度的第一热电偶15a、第二热电偶16a及第三热电偶17a。
例如，第二反应管24的下端被封闭，但在第二反应管24的底部开口有喷嘴24a。此外，例如，在第二反应管24的内部，设置有第一坩埚25。
例如，在第二反应管24的喷嘴24a部分的下部，设置有与第二反应管24之间具有规定的间隙的第二坩埚26。第二坩埚26的上端开口，与第一反应管10a的内部的空间连通。
在上述结构的第一坩埚25的内部，存储有第一镓含有率的第一固体镓化合物的混合物。若通过第一加热器15、第二加热器16及第三加热器17加热至规定的温度，则第一固体镓化合物的混合物中的第一固体镓化合物被还原，生成气体镓化合物。第一坩埚25的内部称作蒸发部30。
此外，上述生成的气体镓化合物在第二坩埚26内被氧化，生成第二固体镓化合物，所生成的第二固体镓化合物在第二坩埚26内被捕集。第二坩埚26内称作捕集部31。
[镓化合物的浓缩方法]
使用图2的结构的镓化合物的浓缩装置，按照下述方式浓缩镓化合物。
例如，在第一坩埚25的内部，存储第一镓含有率的第一固体镓化合物的混合物。作为第一固体镓化合物的混合物，例如，可使用从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件，与作为还原剂的活性炭等碳的混合物。
此外，例如，以规定的流量，从第一上部玻璃管12a流入氮气(N2)等载气与氧气(O2)的混合气体G5。
此外，例如，以规定的流量，从第二上部玻璃管12b流入氮气(N2)等载气与气体的水(H2O)的混合气体G6。
在此，例如，使第一固体镓化合物的混合物为第一固体镓化合物与固体还原剂的混合物。
或，向上述的混合气体G5或混合气体G6等中混合还原性气体，在第二反应管24内形成还原性气体气氛。
或，使第一固体镓化合物的混合物为第一固体镓化合物与固体还原剂的混合物，更进一步，向上述的混合气体G5或混合气体G6等中混合还原性气体，使第二反应管24内形成还原性气体气氛。
作为所述的固体还原剂，例如，可使用活性炭或石墨等碳、废木材及废塑料等。
此外，作为还原性气体，例如，可使用氢气、一氧化碳、石油类的燃烧气体、废木材的燃烧气体及废塑料的燃烧气体等。
在下述本实施方式中，作为还原剂的代表，使用活性炭进行说明，但其并不限于此，可以使用上述的活性炭以外的固体还原剂、还原性气体或该两者。
在此，例如，通过第一加热器15、第二加热器16及第三加热器17，将第一坩埚25的内部加热至规定的温度曲线。通过加热，在蒸发部30中，第一镓含有率的第一固体镓化合物的混合物中的固体镓化合物被还原，生成作为气体镓化合物的蒸发气体G7。混合气体G6与蒸发气体G7的含镓混合气体G8从喷嘴24a移送至捕集部31。
在上述的第一固体镓化合物被还原而生成气体镓化合物的反应中，例如上述的化学式(1)所示，作为固体镓化合物的Ga2O3与作为还原剂的活性炭(C)反应，生成作为气体镓化合物的Ga2O和一氧化碳(CO)。
例如，在捕集部31中，从喷嘴24a移送含镓混合气体G8，此外，从第二反应管24与第二坩埚26的间隙，流入混合气体G5，氧化含镓混合气体G8中的气体镓化合物形成第二固体镓化合物，以比第一镓含有率高的第二镓含有率，在第二坩埚26内捕集该第二固体镓化合物。
在上述的气体镓化合物被氧化生成第二固体镓化合物的反应中，例如上述的化学式(2)所示，作为气体镓化合物的Ga2O与混合气体G5中含有的氧气(O2)反应，生成作为固体镓化合物的Ga2O3。
在化学式(1)及(2)所示的反应中，第一固体镓化合物与第二镓化合物为相同组成的Ga2O3，但其也可以互为不同组成的镓化合物。
在上述的本实施方式的镓化合物的浓缩方法中，在还原第一固体镓化合物形成气体镓化合物的工序中，优选加热第一固体镓化合物的混合物至900℃以上。
若不足900℃，则上述化学式(1)所示的还原反应有不能充分进行的可能。
上述的一氧化碳(CO)、含镓混合气体G8的未反应成分及混合气体G5，作为排气气体G9，从下部玻璃管14排出。
如上所述，在本实施方式的镓化合物的浓缩方法中，在含微量镓的原料中混合作为还原剂的碳，高温使其还原，由此分离镓成分的Ga2O(g)蒸气，使其氧化并作为Ga2O3(s)捕集。
现有的从拜耳液中回收镓的方法均是使用溶液的湿式法，但本实施方式则不使用溶液，因此为不产生废液的火法精炼。
根据上述，在本实施方式中，可以抑制废液的产生量，可以由从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件浓缩镓。
能够由未在现有工业实用上进行研究的10～1000ppm左右的浓度的低含有率的镓混合物中，以易于工业实用的超过5重量％的高含有率，分离并捕集镓。
如上所述，根据本实施方式，能够抑制废液的产生量，抑制所述现有技术的缺陷，容易由从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件等含有微量镓的混合物将镓浓缩至一定的浓度。
例如，对于通过本实施方式将镓化合物浓缩至某种程度的浓度而得到的生成物，可以用专利文献1～3的方法进一步进行浓缩。
除上述外，与第一实施方式相同。
在上述的本实施方式中，对浓缩镓化合物的方法及装置进行了说明，但并不限于镓化合物，与第一实施方式相同，可适用于铟、锗、碲及铯的各化合物。
＜第三实施方式＞
[镓化合物的浓缩装置的结构及浓缩方法]
图3为本实施方式的镓化合物的浓缩装置的模式结构图。
例如，在第一反应管10b的内部，在平板状的捕集基板40上，设置有于下部设有开口部的第二反应管41，其配置为以捕集基板40的表面堵塞该开口部。
例如，第二反应管41，将外部直流电源B的正极连接至第二反应管41的外部表面，将负极连接至第二反应管41的内部表面，通过施加电压，以导电氧化物离子的材料构成第二反应管41的内部。如上所述施加电压，则存在于第二反应管41的上端附近的内部的氧气形成氧化物离子，从第二反应管41的内部表面向外部表面导电，在第二反应管41的上端附近的外部表面形成氧气而放出。即，第二反应管41起氧气泵作用，从第二反应管41的上端附近的内部除去氧气。
作为内部导电氧化物离子的材料，例如，可使用稳定化氧化锆、磷灰石型硅酸镧等。
例如，捕集基板40由氧气透过性材料或氧化物离子-电子混合导电性材料构成。
氧气透过性材料，例如，由设置有第二反应管41一侧的相反侧的捕集基板40的表面，向设置有第二反应管41一侧的表面透过氧气。
氧化物离子-电子混合导电性材料，例如，由设置有第二反应管41一侧的相反侧的捕集基板40的表面，向设置有第二反应管41一侧的表面导电氧化物离子，从设置有第二反应管41一侧的捕集基板40的表面向设置有第二反应管41一侧的相反侧的表面导电电子，通过将氧化物离子与电子混合并导电，能够实质上从设置有第二反应管41一侧的相反侧的捕集基板40的表面，向设置有第二反应管41一侧的表面透过氧气。
作为氧气透过性材料或氧化物离子-电子混合导电性材料，例如，可以使用稳定化氧化锆-金属复合材料、多孔质材料、钙钛矿形氧化物。
例如，在第一反应管10b的外周部，设置有加热器18。加热器18也可以是分开并单个地进行温度控制从而使由第二反应管41与捕集基板40所围成的空间形成所期望的温度曲线的结构。此外，例如，也可以设置控制第二反应管41的侧面温度的热电偶。
在由第二反应管41与捕集基板40所围成的空间内设置有坩埚42。
在上述结构的坩埚42的内部，存储有第一镓含有率的第一固体镓化合物的混合物。
向第二反应管41施加电压，使其发挥氧气泵的作用，除去存在于第二反应管41的上端附近的内部的氧气，形成还原气氛，通过用加热器18加热至规定的温度，第一固体镓化合物的混合物中的第一固体镓化合物被还原，生成气体镓化合物。坩埚42的内部称作蒸发部30。
含有上述生成的气体镓化合物的气体G10跟随因气体镓化合物的浓度差而产生的气体流动，被移送至捕集基板40的表面。气体镓化合物在捕集基板40的表面，被透过捕集基板40的氧气氧化，生成第二固体镓化合物，所生成的第二固体镓化合物以比第一镓含有率高的第二镓含有率，在捕集基板40的表面被捕集。捕集基板4的表面称作捕集部31。
例如，还原作为固体镓化合物的Ga2O3，生成作为气体镓化合物的Ga2O，在捕集基板40的表面氧化，生成作为固体镓化合物Ga2O3，进行捕集。
如上所述，根据本实施方式，能够抑制废液的产生量，抑制所述现有技术的缺陷，容易由从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件等含有微量镓的混合物将镓浓缩至一定的浓度。
例如，对于通过本实施方式将镓化合物浓缩至某种程度的浓度而得到的生成物，在专利文献1～3的方法中，可能还需进一步进行浓缩。
除上述外，与第一实施方式相同。
在上述的本实施方式中，对浓缩镓化合物的方法及装置进行了说明，但并不限于镓化合物，与第一实施方式相同，可适用于铟、锗、碲及铯的各化合物。
图4为本实施方式的变形例的金属化合物的浓缩装置的模式结构图。
与图3所示的金属化合物的浓缩装置相同，例如，在第一反应管10b的内部，在平板状的捕集基板40上，设置有于下部设有开口部的第二反应管41，其配置为以捕集基板40的表面堵塞该开口部。在第一反应管10b的内部的捕集基板40的下部，在内部设置有存储第一镓含有率的第一固体镓化合物的混合物的坩埚42。第一反应管10b的上部开口部被上部栓11栓塞，设置有贯通上部栓11的上部玻璃管12，下部开口部被下部栓13栓塞，设置有贯通下部栓13的下部玻璃管14。
例如，第二反应管41由若施加电压则内部会导电氧化物离子的材料构成。若将外部直流电源B的正极连接于第二反应管41的内部表面，将负极连接于第二反应管41的外部表面，并施加电压，则第二反应管41起到氧气泵的作用，存在于第二反应管41的上端附近的外部的氧气形成氧化物离子，从第二反应管41的外部表面向内部表面导电，在第二反应管41的上端附近的内部表面形成氧气，氧气向第二反应管41的上端附近的内部导入。在第二反应管41与捕集基板40围成的空间中，氧气被移送至捕集基板40侧。
例如，捕集基板40由氧气透过性材料构成，氧气从设置有第二反应管41的一侧的捕集基板40的表面，透过至设有第二反应管41一侧的相反侧的表面。或者，捕集基板40由氧化物离子-电子混合导电性材料构成，氧化物离子由设置有第二反应管41的一侧的捕集基板40的表面，向设置有第二反应管41一侧的相反侧的表面导电，在反方向导电电子，可以通过将氧化物离子与电子混合并进行导电来实质上透过氧气。
从上部玻璃管12向第一反应管10b内流入氮气(N2)等载气与气体的水(H2O)的混合气体G11，通过用加热器18加热至规定的温度，作为蒸发部30的坩埚42内的第一固体镓化合物的混合物中的第一固体镓化合物被还原，生成气体镓化合物，含有气体镓化合物的气体G12被移送至捕集基板40的表面，通过作为氧气泵而起作用的第二反应管41与透过捕集基板40的氧气，在捕集基板40的表面被氧化，生成第二固体镓化合物，以比第一镓含有率高的第二镓含有率，在作为捕集部31的捕集基板40的表面，将所生成的第二固体镓化合物捕集。含有未反应成分的废气G13由下部玻璃管14排出。
除上述以外，与图3所示的金属化合物的浓缩装置相同。
图5为本实施方式的变形例的金属化合物的浓缩装置的模式结构图。
在图3所示的金属化合物的浓缩装置中，在设置有捕集基板的第二反应管41一侧的相反侧的表面上，设置有于上部设置有开口部的第三反应管43，其配置为以捕集基板40的表面堵塞该开口部。
与第二反应管41和第三反应管43相同，其由若施加电压则内部会导电氧化物离子的材料构成。
通过将外部直流电源B1的正极连接于第二反应管41的外部表面，负极连接于第二反应管41的内部表面，并施加电压，第二反应管41发挥氧气泵的作用，除去来自第二反应管41的上端附近的内部的氧气。除去氧气形成还原气氛，通过使用加热器18加热至规定的温度，作为蒸发部30的坩埚42内的第一固体镓化合物的混合物中的第一固体镓化合物被还原，生成气体镓化合物。含有所生成的气体镓化合物的气体G10跟随因气体镓化合物的浓度差而产生的气体流动，被移送至捕集基板40的表面。
另一方面，通过将外部直流电源B2的正极连接于第三反应管43的内部表面，负极连接于第三反应管43的外部表面，并施加电压，第三反应管43发挥氧气泵的作用，氧气被导入至第三反应管43的下端附近内部。在第三反应管43与捕集基板40围成的空间中，氧气被移送至捕集基板40侧，更进一步透过捕集基板40。上述的气体镓化合物在捕集基板40的表面，被透过捕集基板40的氧气氧化，生成第二固体镓化合物，以比第一镓含有率高的第二镓含有率，在作为捕集部31的捕集基板40的表面捕集所生成的第二固体镓化合物。
除上述以外，与图3所示的金属化合物的浓缩装置相同。
在上述的本实施方式中，对浓缩镓化合物的方法及装置进行了说明，但并不限于镓化合物，与第一实施方式相同，可适用于铟、锗、碲及铯的各化合物。
＜第一实施例＞
表1表示作为含镓化合物的混合物的天然矿石I的组成、以及仿制矿石I的模拟矿石的除去氧化镓的部分的组成。
模拟矿石的氧化镓(Ga2O3)含有率约为1重量％，换算为镓(Ga)则为0.74重量％。此外，矿石I的镓(Ga)含有率为50ppm(0.005重量％)。
本实施例中，使用第一实施方式的镓化合物的浓缩装置及方法，以上述的模拟矿石为原料，混合作为还原剂的活性炭，将该混合粉末设置于纵型三域式电炉的中央部，将Al2O3烧结体设置于三域式电炉的下部。从三域式电炉的上部向下部流通N2气体，同时将中央部加热至1150℃，将下部加热至800℃～1150℃，进行镓化合物的浓缩。
[表1]
图6(a)及图6(b)为表示相对于本实施例的反应管位置的温度曲线的图表。将反应管上端计为0cm，以从上端的距离X表示反应管位置。
图6(a)为关闭第一加热器(不加热)、将第二加热器设定为1150℃、将第三加热器设定为900℃时的温度曲线。
图6(b)为关闭第一加热器(不加热)、将第二加热器设定为1150℃、将第三加热器设定为1000℃时的温度曲线。
如图6(a)及(b)图6所示，在反应管距离X为15cm～40cm左右的区域中，获得了超过1000℃的区域，此外，在反应管距离X为10cm～45cm左右的区域中，获得了超过900℃的区域。
图7为将上述的模拟矿石为原料进行镓化合物的浓缩，测定所得到的捕集物的X射线光电子分光光谱(XPS)的结果。
横轴表示1160eV～1110eV区域的束缚能E，纵轴表示光电子的强度I(相对值)。图中，对应Ga(2p1/2)与Ga(2p3/2)的束缚能以波浪线表示。
在此，关闭第一加热器(不加热)，将第二加热器设定为1150℃，将第三加热器设定为a：800℃，b：850℃，c：900℃，d：950℃，e：1000℃，f：1050℃，g：1100℃，h：1150℃。
如图7所示，关闭第一加热器(不加热)，将第二加热器设定为1150℃，将第三加热器设定为800～1150℃，在XPS上的得到对应Ga的峰，确认到在捕集物中存在Ga化合物。
上述的温度是整合基于热力学计算的所述化学式(1)的反应中生成Ga2O的900℃以上温度的某个温度。
图8为表示从本实施例的X射线光电子分光光谱(XPS)得到的捕集物中的元素含有率的热处理温度依存性的图表。
横轴表示第三加热器的设定温度T，纵轴表示各元素的含有率R(原子％)。
可知，在第三加热器为1000℃时的作为Al2O3烧结体的捕集基板的表面的Ga成分的浓度最高。
在此，若使用实际的矿石I以第三加热器为1000℃进行镓化合物的浓缩，则根据X射线光电子分光法(XPS)，作为Al2O3烧结体的捕集基板的表面的成分的浓度为：O：65.6原子％，Al：18.9原子％，C：10.2原子％，Si：4.3原子％，Ga：1原子％，Ca：0.1原子％。
若相对于该结果，除去来自Al2O3烧结体的贡献，则变成O：65.3重量％，C：13.4重量％，Si：13.2重量％，Ga：7.6重量％，Ca：0.4重量％，镓的浓度为金属成分中的35.8重量％。
如上所述，在本实施例中，相对于浓缩前的镓化合物的镓含有率50ppm(0.005重量％)的矿石I，能够将镓含有率提高至35.8重量％。
＜第二实施例＞
图9(a)为本实施例的捕集基板的模式平面图。
作为捕集基板，使用分别将氧化钇稳定化氧化锆(YSZ)基板Sa与氧化铝烧结体基板Sb成型为半圆形板状、在圆板上接合的基板，以含镓原料(SiO2：32％，Al2O3：12％，MgCO3：16％，CaCO3：12％，Fe2O3：8％，Ga2O3：20％)为原料，与第一实施例相同，将中央部加热至1150℃，将下部加热至1000℃，进行镓化合物的浓缩，考察因捕集基板不同而导致的相对于镓化合物的浓缩的效果的差异。
图9(b)为由YSZ构成的捕集基板上的捕集物的X射线光电子分光光谱(XPS)。
图9(c)为由氧化铝烧结体构成的捕集基板上的捕集物的X射线光电子分光光谱(XPS)。
由氧化铝烧结体构成的捕集基板的表面的捕集物的镓浓度为3.4原子％，与此相对，由YSZ构成的捕集基板的表面的捕集物的镓浓度为9.8原子％，作为捕集基板而言，相较于氧化铝烧结体，使用YSZ的浓缩效果高。这是由于从捕集基板中放出的氧气氧化了Ga2O。
作为捕集基板，即使是使用氧化铈-氧化锆固溶体等具有氧气存储容量的基板的情况下，与上述相同，会增加对于镓的浓缩效果。
＜第三实施例＞
在本实施例中，使用第一实施方式的镓化合物的浓缩装置及方法，在ITO粉末中混合作为还原剂的活性炭，将该混合粉末设置于纵型三域式电炉的中央部，将Al2O3烧结体设置于三域式电炉的下部。使N2气体从三域式电炉的上部向下部流动，将中央部加热至700℃，将下部加热至350℃，进行铟化合物的浓缩。
图10为本发明的第三实施例的X射线光电子分光光谱(XPS)。
图10中，检测到氧气(O)为74.4原子％，碳(C)为20.1原子％，硅(Si)为4.5重量％，铟(In)为1.0原子％，确认到捕集物中存在In化合物。未检测到对应Sn的峰，确认到可从ITO中分离回收In。在上述中，检测到硅(Si)可认为来自玻璃棉的混入。
上述的温度是整合基于热力学计算的所述化学式(3)的反应中生成IN2O的温度为700℃以上的温度。
＜比较例＞
图11为比较例的装置的模式结构图
反应管110的上部开口部被上部栓111栓塞，反应管110的下部开口部被下部栓112栓塞。
在反应管110的内部，设置有碳粒发热管120。碳粒发热管120的上端开口，与反应管110的内部的空间连通。另外，碳粒发热管120的下端封闭。
在碳粒发热管120的内部，设置有由碳粒发热管构成的基板台121，在基板台121上，保持有氧化铝基板等捕集基板122。
在上述结构的碳粒发热管120的内部，存储有固体镓化合物的混合物。
在反应管110的外周部，设置有加热反应管10的内部的加热器150。
通过加热器150加热固体镓化合物。碳粒发热管120的内部称作蒸发部130。
在本比较例中，以1：1的重量比混合上述实施例所示的矿石I和作为还原剂的石墨，将该混合粉末存储于图11所示的装置的蒸发部，加热加热器至1000℃，保持2小时。
图12为比较例的X射线光电子分光光谱(XPS)。将上述的矿石I与作为还原剂的石墨的混合粉末存储于图11所示的装置的蒸发部中，加热加热器至1000℃，保持2小时后，测定得到的捕集物的XPS的结果如图12中a所示。
横轴表示1160eV～1110eV区域的束缚能E，纵轴表示光电子的强度I(相对值)。图中，对应Ga(2p3/2)的束缚能用波浪线表示。
此外，对矿石I的粉末进行XPS测定。所得到的结果于图12中b所示。
如图12中a所示，本比较例的XPS中未出现与Ga对应的峰。
此外，如图12中b所示，矿石I粉末的XPS中未出现与Ga对应的峰。
本发明并不限于上述的说明。
例如，镓、铟、锗、碲、铯的各金属的化合物的混合物，除了从矿山挖掘的矿石以外，也可适用于使用过的电子部件。
此外，用于热处理的加热器在上述的实施方式中被分离为3个，使用了可分别进行温度控制的加热器，但也可以使用1个加热器进行处理，此外，也可以为使用3个以外的多个加热器的结构。
在本实施方式所示的化学反应式中，氧气被消耗，其可从上部玻璃管等进行供给，此外，也可以使用反应管内的既存成分。
温度控制也可以使用热电偶以外的控制装置。此外，也可以反馈由热电偶等控制的温度值而进行各加热器的温度控制。
上述的实施方式中，作为还原剂使用了活性炭，也可以使用其他的还原剂。
本发明可适用于能进行下述化学反应的金属元素的化合物，即：通过还原以第一金属含有率含有金属的第一固体金属化合物的混合物中的第一固体金属化合物，形成气体金属化合物，氧化所得到的气体金属化合物形成第二固体金属化合物，具体而言，除镓以外，可适用于铟、锗、碲及铯的各化合物。
除此以外，只要在不脱离本发明的主旨的范围内，可进行各种变更。
附图标记说明
10.反应管，10a.第一反应管，10b.第一反应管，11.上部栓，11a.第一上部栓，11b.第二上部栓，12.上部玻璃管，12a.第一上部玻璃管，12b.第二上部玻璃管，13.下部栓，14.下部玻璃管，15.第一加热器，15a.第一热电偶，16.第二加热器，16a.第二热电偶，17.第三加热器，17a.第三热电偶，18.加热器，20.第一碳粒发热管，20a.喷嘴，21.第二碳粒发热管，22.第三碳粒发热管，22a.碳粒发热管排气口，23.基板台，23a.捕集基板，24.第二反应管，24a.喷嘴，25.第一坩埚，26.第二坩埚，30.蒸发部，31.捕集部，40.捕集基板，41.第二反应管，42.坩埚，43.第三反应管，G1.载气，G2.蒸发气体，G3.含镓的混合气体，G4.废气，G5.混合气体，G6.混合气体，G7.蒸发气体，G8.含镓的混合气体，G9.废气，G10.含气体镓化合物的气体，G11.载气，G12.含气体镓化合物的气体，G13.废气，B、B1、B2.外部直流电源。

Claims (9)

1.一种金属化合物的浓缩方法，该方法包括：
还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯中的金属的第一固体金属化合物的混合物中的所述第一固体金属化合物，形成气体金属化合物的工序，以及
氧化所述气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比所述第一金属含有率高的第二金属含有率捕集该第二固体金属化合物的工序。
2.如权利要求1所述的金属化合物的浓缩方法，其中，在蒸发部中进行还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序，
更进一步，具有将所述气体金属化合物从所述蒸发部移送到捕集部的工序，
在捕集部中进行氧化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序。
3.如权利要求1或2所述的金属化合物的浓缩方法，其中，在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，在所述第一固体金属化合物与固体还原剂的混合物中、还原性气体气氛中、或还原性气体气氛中的所述第一固体金属化合物与固体还原剂的混合物中，还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的金属化合物的浓缩方法，其中，在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物。
5.如权利要求4所述的金属化合物的浓缩方法，其中，
所述金属为镓，
在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物至900℃以上。
6.如权利要求5所述的金属化合物的浓缩方法，其中，
在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，还原所述第一固体金属化合物，形成气体Ga2O，
在氧化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序中，氧化所述气体Ga2O，形成固体Ga2O3。
7.如权利要求4所述的金属化合物的浓缩方法，其中，
所述金属为铟，
在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物至600℃以上。
8.如权利要求7所述的金属化合物的浓缩方法，其中，
在还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，还原所述第一固体金属化合物，形成气体In2O，
在氧化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序中，氧化所述气体In2O，形成固体In2O3。
9.一种金属化合物的浓缩装置，该装置包括：
反应管；
蒸发部，该蒸发部设置于所述反应管内，存储以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯中的金属的第一固体金属化合物的混合物，通过加热还原所述第一固体金属化合物，生成气体金属化合物；
捕集部，该捕集部设置于所述反应管内，其移送所述气体金属化合物，氧化所述气体金属化合物形成第二固体金属化合物，在捕集基板上捕集该第二固体金属化合物；
加热器，该加热器设置于反应管的外周部，其加热所述反应管的内部，从而形成在所述蒸发部中还原所述第一固体金属化合物形成气体金属化合物、在所述捕集部中氧化所述气体金属化合物并以比所述第一金属含有率高的第二金属含有率捕集所述第二固体金属化合物的温度曲线。
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