CN111606353A

CN111606353A - 一种从ito靶材磨削废液中回收ito粉末的方法

Info

Publication number: CN111606353A
Application number: CN202010493263.6A
Authority: CN
Inventors: 蔡小勇; 张科; 池铭浩; 李强
Original assignee: Fujian Acetron New Materials Co ltd
Current assignee: Fujian Acetron New Materials Co ltd
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2040-06-03
Also published as: CN111606353B

Abstract

本发明提供了一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法，属于ITO靶材制造技术领域。本发明将ITO靶材磨削废液进行固液分离，得到含ITO粉末的固体；将所述含ITO粉末的固体进行化学除油，得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末；将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末在60～80℃的饱和蔗糖水溶液中进行比重分离，再将比重分离后的混合液进行固液分离，得到粗ITO粉末；将所述粗ITO粉末依次进行水洗和干燥，得到ITO粉末。上述方法执行起来十分方便快捷，同时整个过程不需要过于复杂的设备，耗能小，使用的化学药品毒性小，对环境污染小。

Description

一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法

技术领域

本发明涉及ITO靶材制造技术领域，尤其涉及一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法。

背景技术

ITO(铟锡氧化物)导电薄膜具有优异的光学性能、电学性能和加工性能，如导电性能好(电阻率可达10～4Ω·cm级别)、可见光透过率高(可达85％)、对紫外光具有吸收性、对红外光具有高反射性(反射率大于80％)和薄膜的加工性能好等。因此，ITO透明导电薄膜被广泛应用于光电子领域，特别是在高速发展的FPD行业、等离子管显示器(PDP)、高清晰度电视(HDTV)、触摸屏等。此外，ITO薄膜玻璃也常被应用在汽车、潜望镜观察窗、飞机挡风玻璃等中，不仅起到隔热降温作用，而且通电后可以除冰霜。不仅如此，ITO薄膜还可以用于太阳能电池、防护等多个领域，可见其应用范围之广。

近年来，随着电子信息技术的发展，用于沉积ITO薄膜的靶材用量迅猛增加，但是目前ITO靶材的利用率只有30％左右，会有70％的靶材成为废料，存在很大的资源浪费问题。因此，从节约资源的角度出发，许多研究人员以及各大公司开始研究ITO废靶的回收，并得到了大量研究成果。但仅仅对ITO废靶进行回收是不够的，在生产ITO靶材的过程中，仍然有一定量的ITO粉末被浪费，例如磨削ITO靶材之后所剩下的磨削废液中，不仅含有切削液以及少量的SiC粉末，还含有大量的ITO粉末残留，将其中的ITO粉末进行回收以再利用不仅顺应了时代的发展需求，也减少了公司的生产成本。但目前还未见从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法，本发明所提供的方法能够将ITO粉末有效回收，实现了ITO资源的回收利用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法，包括如下步骤：

将ITO靶材磨削废液进行固液分离，得到含ITO粉末的固体；

将所述含ITO粉末的固体进行化学除油，得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末；

将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末在60～80℃的饱和蔗糖水溶液中进行比重分离，再将比重分离后的混合液进行固液分离，得到粗ITO粉末；

将所述粗ITO粉末依次进行水洗和干燥，得到ITO粉末。

优选地，所述化学除油用化学除油剂包括如下组分：NaOH 50～80g/L、Na₃PO₄·12H₂O 30～50g/L、Na₂CO₃ 35～40g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 20～30g/L、阴离子表面活性剂10g/L，其中，溶剂为水；所述化学除油剂的pH值为10～11。

优选地，所述阴离子表面活性剂为烷基甘油醚羧酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、环烷硫酸钠和月桂醇硫酸酯钠中的至少一种。

优选地，所述化学除油的温度为30～50℃，所述化学除油过程维持超声振动搅拌，所述超声振动搅拌的振动频率为30～45kHz，所述化学除油的时间为5min以上。

优选地，所述化学除油后，还包括将化学除油后的固体依次进行酸洗和水洗；所述酸洗所用酸洗液的pH值为1～3，所述酸洗的时间为1～2min。

优选地，所述比重分离包括如下步骤：将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末与60～80℃的饱和蔗糖水溶液混合后，在60～80℃依次进行搅拌和静置，然后去除上浮物，重复搅拌-静置-去除上浮粉末的操作，直至无上浮物出现。

优选地，所述60～80℃的饱和蔗糖水溶液的用量以浸没ITO粉末和SiC粉末的混合粉末后，液面高于混合粉末表层7～10cm为准。

优选地，所述搅拌的时间为5～10min；所述静置的时间为30～60min。

优选地，各个步骤中的固液分离的方式为过滤，所述过滤所用滤膜为超滤膜。

优选地，所述超滤膜的孔径为0.002～0.01μm。

本发明提供了一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法，首先通过固液分离将ITO靶材磨削废液中的固体分离出来，同时去除大部分的脂肪酸和除锈剂，然后将所得含ITO粉末的固体进行化学除油，将附着在固体表面的油类物质去除，得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末；采用比重分离的方式，利用不同粉末颗粒与溶液间密度差的原理将SiC粉末和ITO粉末分离，具体而言：ITO粉末的密度为7.115g/cm³，SiC粉末的密度为3.2g/cm³，60～80℃下的饱和蔗糖溶液的密度为3.9～4.1g/cm³，在60～80℃下的饱和蔗糖溶液中ITO粉末沉积在底部，SiC粉末则漂浮在液体表面，从而可实现两者的分离，将比重分离后的混合液进行固液分离后，将所得固体进行水洗可去除残留在ITO粉末表面的蔗糖。上述方法执行起来十分方便快捷，同时整个过程不需要过于复杂的设备，耗能小，使用的化学药品价廉易得，毒性小，对环境污染小，且无论从水溶性磨削液，还是从油基磨削液中回收ITO粉末都可使用上述方法。本发明从ITO磨削废液中回收ITO粉末，契合当代绿色发展的生产需要，同时也为企业节约生产成本做出了贡献。

附图说明

图1为实施例1所得ITO粉末的XRD图；

图2为实施例2所得ITO粉末的XRD图。

具体实施方式

将ITO靶材磨削废液进行固液分离，得到含ITO粉末的固体；

将所述粗ITO粉末依次进行水洗和干燥，得到ITO粉末。

本发明将ITO靶材磨削废液进行固液分离，得到含ITO粉末的固体。

在本发明中，各个步骤中的固液分离的方式优选为过滤，所述过滤所用滤膜优选为超滤膜，所述超滤膜的孔径优选为0.002～0.01μm，更优选为0.01μm；在本发明中，如无特殊说明，所述过滤的条件均与上述条件相同。在本发明中，采用超滤膜过滤，有利于减少ITO粉末的损失，且过滤的方式可将一些小于滤膜孔径的残留物(如细小的固体杂质)清除，提高后续的分离纯度。

在本发明中，优选还包括将ITO靶材磨削废液进行固液分离所得固体进行水洗；所述水洗可进一步去除磨削液残留的杂质(如脂肪酸以及除锈剂)；所述水洗的方式优选为浸泡洗涤，所述水洗用水优选为去离子水，所述水洗的次数优选为2～3次；每次水洗后，优选采用过滤的方式将固体分离出来进行下一次水洗。

本发明对所述ITO靶材磨削废液的种类没有特殊限定，使用任意磨削液得到的磨削废液均可使用本发明的方法，在本发明实施例中，以NFG-10磨削液为例进行说明。

得到含ITO粉末的固体后，本发明将所述含ITO粉末的固体进行化学除油，得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末。

在本发明中，所述化学除油用化学除油剂优选包括如下组分：NaOH 50～80g/L、Na₃PO₄·12H₂O 30～50g/L、Na₂CO₃ 35～40g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 20～30g/L、阴离子表面活性剂10g/L，其中，溶剂为水；所述化学除油剂的pH值优选为10～11；所述化学除油剂中的NaOH的浓度优选为60～80g/L，Na₃PO₄·12H₂O的浓度优选为40～50g/L，Na₂SiO₃·9H₂O的浓度优选为30g/L；所述阴离子表面活性剂优选为烷基甘油醚羧酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、环烷硫酸钠和月桂醇硫酸酯钠中的至少一种；所述化学除油的温度优选为30～50℃，更优选为40℃；所述化学除油过程优选维持超声振动搅拌，所述超声振动搅拌的振动频率优选为30～45kHz，更优选为40kHz；所述化学除油的时间优选为5min以上，本领域技术人员可以根据除油的效果调整除油的时间，在本发明实施例中，所述化学除油的时间优选为7min。在本发明中，上述优选的化学除油剂渗透性较强，可以有效去除粉末中的油脂；使用超声振动搅拌可使粉末颗粒之间的接触面积减小，减少团聚，从而增大化学除油剂与粉末颗粒表面油脂的接触面积，加快除油的过程和效果；上述化学除油的温度也有利于加快除油速度。

在本发明中，化学除油完成后，优选将所得料液过滤以将固体粉末从化学除油剂中分离出来。

在本发明中，所述化学除油后，优选还包括将化学除油后的固体依次进行酸洗和水洗；所述酸洗所用酸洗液的pH值优选为1～3，更优选为1～2；所述酸洗液的种类优选为硫酸和/或盐酸；所述酸洗的时间优选为1～2min；所述酸洗过程优选维持搅拌，以使酸洗液与固体粉末充分接触。在本发明中，所述酸洗可以将残留在固体粉末表面的化学除油剂去除。

在本发明中，酸洗完成后，优选将所得料液过滤以将固体粉末从酸洗液分离出来，再进行水洗。

得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末后，本发明将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末在60～80℃的饱和蔗糖水溶液中进行比重分离，再将比重分离后的混合液进行固液分离，得到粗ITO粉末。ITO粉末和SiC粉末的粒径大小范围重叠，难以通过常规的筛分的方法将两者分离，本发明采用比重法，能够将ITO粉末和SiC粉末有效分离，且所用蔗糖水溶液廉价易得，毒性小。

在本发明中，所述比重分离优选包括如下步骤：将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末与60～80℃的饱和蔗糖水溶液混合后，在60～80℃依次进行搅拌和静置，然后去除上浮物(即SiC粉末)，重复搅拌-静置-去除上浮物的操作，直至无上浮物出现；所述60～80℃的饱和蔗糖水溶液的用量以浸没ITO粉末和SiC粉末的混合粉末后，液面高于混合粉末表层7～10cm为准。本发明对所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末与60～80℃的饱和蔗糖水溶液混合的顺序没有特殊限定，可以先配制60～80℃的饱和蔗糖水溶液，再与所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末混合，也可以先将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末浸于水中，然后边升温边加入蔗糖，直至得到60～80℃的饱和蔗糖水溶液；当采用后一种混合的方式时，由于配制饱和蔗糖水溶液时，混合粉末始终浸泡在溶液中，相当于完成了重复过程中的搅拌步骤，因此，得到60～80℃的饱和蔗糖水溶液后可直接进行静置的步骤，然后去除上浮物后，重复搅拌-静置-去除上浮物的操作。在本发明中，上述用量既能够使SiC粉末上浮于液面，能够准确去除，又避免了使用过多的饱和蔗糖水溶液，可节省成本。

在本发明中，所述搅拌的时间优选为5～10min；所述静置的时间优选为30～60min。在本本发明中，所述搅拌和静置有利于使更多的SiC粉末上浮。

在本发明中，重复进行搅拌、静置和去除上浮物的操作，可将SiC充分去除。

得到粗ITO粉末后，本发明将所述粗ITO粉末依次进行水洗和干燥，得到纯净的ITO粉末。在本发明中，对所述粗ITO粉末进行水洗可将其表面残留的蔗糖去除，再经干燥，即可得到纯净的ITO粉末。

本发明对所述粗ITO粉末的水洗方式没有特殊限定，浸泡冲洗均可，能够去除粉末颗粒表面的蔗糖即可。

在本发明中，所述干燥的温度优选为80～100℃。本发明对所述干燥的气氛和时间没有特殊限定，能够得到恒重的产物即可。

下面结合实施例对本发明提供的一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

本实施例中过滤所用滤膜均为孔径为0.01μm的超滤膜。

将使用添加有SiC粉末的NFG-10磨削液磨削ITO靶材产生的ITO磨削废液过滤，然后将过滤所得固体用去离子水清洗两遍，每次清洗完成后，均采用过滤的方式将固体分离出来，得到含ITO粉末的固体；

将含ITO粉末的固体与10L以下配比的化学除油剂混合：NaOH 60g/L、Na₃PO₄·12H₂O 40g/L、Na₂CO₃ 35g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 30g/L、十二烷基硫酸钠10g/L，化学除油剂的溶剂为水，pH值为10，在40℃，维持超声振动搅拌器的振动频率为30kHz，除油7min，然后过滤，得到除油后的固体粉末；

将除油后的固体粉末浸于pH值为2的硫酸溶液中，搅拌2min后，经过滤，得到酸洗后的固体粉末；将酸洗后的固体粉末用去离子水清洗一遍，得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末；

将ITO粉末和SiC粉末的混合粉末加入至80℃的饱和蔗糖水溶液中，液面高于固体粉末表层10cm，在80℃搅拌5min，然后在80℃静置30min，将上浮的SiC粉末去除，重复上述搅拌-静置-去除SiC粉末的操作，直至无上浮物产生，然后经过滤，将所得固体用去离子水清洗两遍后，在80℃的干燥箱中干燥至恒重，得到ITO粉末。

实施例2

本实施例中过滤所用滤膜均为孔径为0.01μm的超滤膜。

将含ITO粉末的固体与10L以下配比的化学除油剂混合：NaOH 80g/L、Na₃PO₄·12H₂O 50g/L、Na₂CO₃ 40g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 30g/L、月桂醇硫酸酯钠10g/L，化学除油剂的溶剂为水，pH值为11，在50℃，维持超声振动搅拌器的振动频率为40kHz，除油7min，然后经过滤，得到除油后的固体粉末；

将除油后的固体粉末浸于pH值为1.0的盐酸溶液中，搅拌2min后，经过滤，得到酸洗后的固体粉末；将酸洗后的固体粉末用去离子水清洗一遍，得到ITO粉末和SiC粉末的混合粉末；

将ITO粉末和SiC粉末的混合粉末加入至60℃的饱和蔗糖水溶液中，液面高于固体粉末表层10cm，在60℃搅拌10min，然后在60℃静置30min，将上浮的SiC粉末去除，重复上述搅拌-静置-去除SiC粉末的操作，直至无上浮物产生，然后经过滤，将所得固体用去离子水清洗两遍后，在80℃的干燥箱中干燥至恒重，得到ITO粉末。

对实施例1～2所得ITO粉末进行X射线衍射，所得XRD图，如图1和图2所示。由图1和图2可知，图中未出现其他物质的特征峰，仅存在ITO的特征峰，说明产物中仅含有铟锡氧化物，具有较高的纯度，可以直接利用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种从ITO靶材磨削废液中回收ITO粉末的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将ITO靶材磨削废液进行固液分离，得到含ITO粉末的固体；

将所述粗ITO粉末依次进行水洗和干燥，得到ITO粉末。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学除油用化学除油剂包括如下组分：NaOH 50～80g/L、Na₃PO₄·12H₂O 30～50g/L、Na₂CO₃35～40g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 20～30g/L、阴离子表面活性剂10g/L，其中，溶剂为水；所述化学除油剂的pH值为10～11。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为烷基甘油醚羧酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、环烷硫酸钠和月桂醇硫酸酯钠中的至少一种。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述化学除油的温度为30～50℃，所述化学除油过程维持超声振动搅拌，所述超声振动搅拌的振动频率为30～45kHz，所述化学除油的时间为5min以上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学除油后，还包括将化学除油后的固体依次进行酸洗和水洗；所述酸洗所用酸洗液的pH值为1～3，所述酸洗的时间为1～2min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比重分离包括如下步骤：将所述ITO粉末和SiC粉末的混合粉末与60～80℃的饱和蔗糖水溶液混合后，在60～80℃依次进行搅拌和静置，然后去除上浮物，重复搅拌-静置-去除上浮物的操作，直至无上浮物出现。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述60～80℃的饱和蔗糖水溶液的用量以浸没ITO粉末和SiC粉末的混合粉末后，液面高于混合粉末表层7～10cm为准。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述搅拌的时间为5～10min；所述静置的时间为30～60min。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个步骤中的固液分离的方式为过滤，所述过滤所用滤膜为超滤膜。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述超滤膜的孔径为0.002～0.01μm。