CN105648217B - 一种废平板显示器面板中铟的再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种废平板显示器面板中铟的再生方法，将废平板显示器拆解获得玻璃面板，未去除偏光片；将所得玻璃面板破碎处理至粒径＜0.8mm；再将所得破碎后玻璃面板用硫酸溶液浸提，浸提液pH值为0.35~1；将P204与有机溶剂配制成萃取剂对浸提液进行萃取，其中P204占萃取剂体积分数为5%~25%；所得萃取液用4~6mol/L的HCl溶液进行反萃取；反萃取液电解得到铟单质。与现有技术相比，本发明无需剥除偏光片，减少了去除偏光片所需有机溶剂造成的污染及避免剥除偏光片所需的能耗；萃取与反萃取可实现铟与其他离子的高效分离，其中萃取率可达98%以上，反萃取率可达97.6%。
Description
技术领域
本发明涉及废旧电器配件、成分回收利用，具体为一种废平板显示器面板中铟的再生方法。
背景技术
平板显示器是当今社会人们生产、生活最常用的显示载体，被广泛运用在手机、电视和电脑等各种信息设备上，包括液晶显示器、等离子体显示器、有机发光二极管显示器等。其中液晶显示器产品应用最为广泛。进入21世纪以来，平板显示器以高速而稳定的发展态势，成为未来屏幕显示市场的绝对主导产品。由于手机、电脑等更新换代周期短、我国以液晶显示器为主体的平板显示器报废量逐年高速增长，数以千万台计，将成为电子废弃物的重要组成成分之一，蕴含在废平板显示器面板中的铟再生潜力和价值极大。目前、废平板显示器的处理方法多停留在简单拆解等较低水平上，未进行深度加工，产品附加值低，使得废平板显示器的综合利用问题没有得到根本解决。
发明内容
本发明提供了一种污染少、成本低、易于产业化的从废平板显示器中铟的再生方法。
本方法是通过以下方案实现的：
一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：
A、将废平板显示器拆解，去除塑料部件、线缆，获得玻璃面板，所述玻璃面板中未去除偏光片；
B、将步骤A所得玻璃面板经液氮冷冻后破碎处理至粒径＜0.8mm；
C、将步骤B所得破碎后玻璃面板与9mol/L的硫酸溶液按固液比1:1混合后于160℃恒温反应1h，得到浸提液，将所述浸提液进行抽滤，抽滤后的浸提液调节 pH值为0.35~1，得到预处理浸提液；
D、将P204与有机溶剂配制成萃取剂，其中P204占萃取剂体积分数为5%~25%，将萃取剂与步骤C所得预处理浸提液在体积比1:5的条件下进行萃取，萃取时间3~5min，得到所述萃取液；
E、将步骤D所得萃取液用4~6mol/L的HCl以有机/无机相体积比5:1进行反萃取，反萃取时间为3~5min，得到反萃取液；
F、将步骤E所述的反萃取液调节pH值至1.8~2.2，在槽电压330~350mV，电流密度60~80A/m2，极距60~80mm，电解温度为室温的条件下进行电解得到铟单质。
作为对萃取方法的改进，步骤D中所述萃取的方式为震荡萃取，萃取装置为将分液漏斗置于摇床中，转速为150转/分钟。
进一步的，步骤D中所述的萃取方式为超声萃取，功率300W。
进一步的，步骤D中所述的萃取方式为离心萃取，转速为2000~3000转/分钟。
作为对萃取剂中有机溶剂的改进，步骤D中所述的有机溶剂为航空煤油。
进一步的，航空煤油与P204分别占萃取剂总体积的92%和8%。
进一步的，步骤D中所述的有机溶剂为甲苯，甲苯与P204分别占萃取剂总体积的80%和20% ，
进一步的，步骤D中所述的有机溶剂为正辛醇，正辛醇与P204分别占萃取剂总体积的85%和15% 。
进一步的，步骤D中所述有机溶剂为TBP和航空煤油，P204、TBP、航空煤油分别占所述萃取剂总体积的25%、5%和70%。
作为对反萃取的改进，步骤E中所述反萃取的溶液为4.5mol/L HCL溶液，反萃取的方式为震荡萃取。
有益效果：
1）与现有技术相比，本发明无需剥除偏光片，减少了去除偏光片所需有机溶剂造成的污染及避免剥除偏光片所需的能耗；
2） 采用硫酸处理玻璃面板，可实现铟最大程度的浸取，萃取与反萃取可实现铟与其他离子的高效分离，其中萃取率可达98%以上，反萃取率可达97.6%；
3） 在本发明所选取的pH值条件下，萃取剂萃取铟的同时伴随离子进入萃取剂的含量极少，可以使萃取剂延缓因杂质离子导致的老化现象，延长萃取剂的寿命，降低萃取成本，萃取剂可多次循环使用，适用于大规模的工业生产；
4）萃取剂中P204含量为5%~25%，相比于现有技术低浓度的P204适用于低浓度铟的萃取。
具体实施方式
实施例1
一种废平板显示器面板中铟的再生方法，
A、将废平板显示器拆解，去除塑料部件、线缆，获得玻璃面板，所述玻璃面板中未去除偏光片；
B、将步骤A所得玻璃面板经液氮冷冻后破碎处理至粒径＜0.8mm；
C、 将步骤B所得破碎后玻璃面板与9mol/L的硫酸溶液按固液比1:1混合后于160℃恒温反应1h，得到浸提液，将所述浸提液进行抽滤，滤膜孔<0.45μm，抽滤后的浸提液调节pH值为0.35~1，得到预处理浸提液；
D、将P204与有机溶剂配制成萃取剂，其中P204（二(2-乙基己基磷酸)，D2EHPA，Acros Organics)占萃取剂体积分数为5%~25%，将萃取剂与步骤C所得预处理浸提液在体积比1:5的条件下进行萃取，萃取时间3~5min，得到所述萃取液；
E、将步骤D所得萃取液用4~6mol/L的HCl以有机/无机相体积比5:1进行反萃取，反萃取时间为3~5min，得到反萃取液；
F、 将步骤E所述的反萃取液调节pH值至1.8~2.2，在槽电压330~350mV，电流密度60~80A/m2，极距60~80mm，电解温度为室温的条件下进行电解得到铟单质，电流效率为92%左右。
在现有技术中，回收平板显示器中的铟，通常需要将其玻璃面板中的偏光片剥除，认为这样可以提高萃取率，本发明在研究过程中发现，在不剥除偏光片的情况下，将废液晶显示器面板酸浸后，铟的浸出浓度与剥除无差别，其它各金属离子也与剥除偏光片后酸浸的离子浓度基本没有差别；在不剥除偏光片的情况下，铟的萃取率可以达到98%以上，而不剥除偏光片可以大大减少回收工作量，减少了去除偏光片所需有机溶剂造成的污染及避免剥除偏光片所需的能耗。
本工艺得到的浸提液pH在0.35~1，跟其它专利需将浸提液pH调至1~2相比，浸提液中的Fe、Al等伴随离子将基本不会同铟一起被萃取到有机相中，同时萃取剂中络合的金属离子也比较单一，经反萃取后还可以循环被使用，延长了萃取剂的寿命。浸提温度和时间的选择可实现废平板显示器面板中铟一次性被浸提出来的效率很高，且伴随离子浸出浓度相对很低。
在本工艺条件下，玻璃面板破碎粒径在0.8mm以下以硫酸浸提效果最好，与硫酸作用充分，硫酸为非挥发性酸，在浸提过程中损伤较少。在萃取时间3~5min内，铟的萃取率最高且杂质离子的萃取率较低，可实现铟的高效分离，同时，反萃取也控制在该时间范围内，才能更好的实现铟的高纯富集。
实施例2
在实施例1的基础上作进一步的改进，其中，步骤D中所述萃取的方式为震荡萃取，萃取装置为将分液漏斗置于摇床中，转速为150转/分钟；步骤D中所述的有机溶剂为航空煤油，航空煤油与P204分别占萃取剂总体积的92%和8%，萃取率在98%以上。反萃取的溶液为4.5mol/L HCL溶液，反萃取的方式为震荡萃取，反萃后铟的浓度达到g/L级别（浸提液中浓度为50ppm以下），反萃率可达到97.6%。
本发明在研究中发现，低浓度的P204适用于低浓度铟的萃取；离心萃取需要浸提液本身铟浓度达到较高萃取的效率才较高，若浸提液中铟浓度较低，震荡萃取效率较高，离心萃取需经多次萃取才能实现较高的萃取率。所以在含铟浸出液浓度较低，且不对浸出液进行浓缩的情况下，选用P204含量较低的萃取剂，同时选用震荡萃取方法是比较适合的。
实施例 3
在实施例1的基础上作进一步的改进，其中，步骤D中所述萃取的方式为超声萃取，功率为300W。步骤D中所述的有机溶剂为航空煤油，航空煤油与P204分别占萃取剂总体积的75%和25%，萃取率在98%以上。反萃取的溶液为4 mol/L HCL溶液，反萃取的方式为震荡萃取，反萃后铟的浓度达到g/L级别（浸提液中浓度为50ppm以下），反萃率可达到97.6%。
实施例4
在实施例1的基础上作进一步的改进，其中，步骤D中所述萃取的方式为离心萃取，转速为2000~3000转/分钟。步骤D中所述有机溶剂为TBP（磷酸三丁酯）和航空煤油，P204、TBP、航空煤油分别占所述萃取剂体积的25%、5%和70%，萃取率在98%以上。反萃取的溶液为4mol/L HCL溶液，反萃取的方式为震荡萃取，反萃后铟的浓度达到g/L级别（浸提液中浓度为50ppm以下），反萃率可达到97%。
实施例 5
在实施例1的基础上作进一步的改进，其中，步骤D中所述萃取的方式为震荡萃取，萃取装置为将分液漏斗置于摇床中，转速为150转/分钟；步骤D中所述的有机溶剂为甲苯，甲苯与P204分别占萃取剂总体积的80%和20%，萃取率在98%以上。反萃取的溶液为4.5mol/LHCL溶液，反萃取的方式为震荡萃取，反萃后铟的浓度达到g/L级别（浸提液中浓度为50ppm以下），反萃率可达到97.6%。
实施例 6
在实施例1的基础上作进一步的改进，其中，步骤D中所述萃取的方式为震荡萃取，萃取装置为将分液漏斗置于摇床中，转速为150转/分钟；步骤D中所述的有机溶剂为正辛醇，正辛醇与P204分别占萃取剂总体积的85%和15%，萃取率在98%以上。反萃取的溶液为5mol/L HCL溶液，反萃取的方式为震荡萃取，反萃后铟的浓度达到g/L级别（浸提液中浓度为50ppm以下），反萃率可达到97.6%。
Claims (7)
1.一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：
A、将废平板显示器拆解，去除塑料部件、线缆，获得玻璃面板，所述玻璃面板中未去除偏光片；
B、将步骤A所得玻璃面板经液氮冷冻后破碎处理至粒径＜0.8mm；
C、将步骤B所得破碎后玻璃面板与9mol/L的硫酸溶液按固液比1:1混合后于160℃恒温反应1h，得到浸提液，将所述浸提液进行抽滤，抽滤后的浸提液调节 pH值为0.35~1，得到预处理浸提液；
D、将P204与有机溶剂配制成萃取剂，其中P204占萃取剂体积分数为5%~25%，将萃取剂与步骤C所得预处理浸提液在体积比1:5的条件下进行萃取，萃取时间3~5min，得到萃取液；
E、将步骤D所得萃取液用4~6mol/L的HCl溶液以有机/无机相体积比5:1进行反萃取，反萃取时间为3~5min，得到反萃取液；
F、将步骤E所述的反萃取液调节pH值至1.8~2.2，在槽电压330~350mV，电流密度60~80A/m2，极距60~80mm，电解温度为室温的条件下进行电解得到铟单质；
步骤D中所述的萃取方式为超声萃取，萃取时间5min，超声功率300W；或
步骤D中所述的萃取方式为离心萃取，萃取时间3~5min，转速2000~3000转/分钟。
2.根据权利要求1所述的一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：步骤D中所述的有机溶剂为航空煤油。
3.根据权利要求2所述的一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：航空煤油与P204分别占萃取剂总体积的92%和8%。
4.根据权利要求1所述的一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：步骤D中所述的有机溶剂为甲苯，甲苯与P204分别占萃取剂总体积的80%和20% 。
5.根据权利要求1所述的一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：步骤D中所述的有机溶剂为正辛醇，正辛醇与P204分别占萃取剂总体积的85%和15% 。
6.根据权利要求1所述的一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：步骤D中所述有机溶剂为TBP和航空煤油的混合液，P204、TBP、航空煤油分别占所述萃取剂总体积的25%、5%和70%。
7.根据权利要求1所述的一种废平板显示器面板中铟的再生方法，其特征在于：步骤E中所述反萃取的溶液为4.5mol/L HCl溶液，反萃取的方式为震荡萃取。
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