JP2001207282A - インジウムの回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解精製後、電解液中のメタスズ酸の懸濁物
及び錫イオンを簡便にかつ効率良く除去して電解液を再
利用し、電解精製によるインジウムを効率良く回収する
方法を提供する。 【解決手段】 硫酸インジウム又は塩化インジウム水溶
液を用いるインジウムの電解精製において、電解液を活
性炭処理することにより、電解液中のメタスズ酸の懸濁
物及び錫イオンを除去することを特徴とする電解精製に
よるインジウムの回収方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電解精製後、電
解液中のメタスズ酸の懸濁物及び錫イオンを除去し、電
解液を再利用する電解精製によるインジウムの回収方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、酸化インジウム−酸化錫（ＩＴ
Ｏ）は液晶表示装置の透明導電性薄膜やガスセンサーな
どに広く使用されているが、多くの場合スパッタリング
法による薄膜形成手段を用いて基板等の上に薄膜が形成
されている。このスパッタリング法は薄膜形成手段とし
て優れた方法であるが、スパッタリングターゲットを用
いて、例えば透明導電性薄膜を製造する場合には、該タ
ーゲットの消耗が均一に消耗するわけではない。このタ
ーゲットの一部の特に消耗が激しい部分を一般にエロー
ジョン部と呼んでいるが、このエロージョン部の消耗が
進行し、ターゲットを支持するバッキングプレートが剥
き出しになる直前までスパッタリング操作を続行する
が、その後は新らしいターゲットと交換している。した
がって、使用済みのスパッタリングターゲットには多く
の非エロージョン部、すなわち未使用のターゲット部分
が残存することになり、これらは全てスクラップとな
る。

【０００３】酸化インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）材料に
は高純度材が使用されており、価格も高いので、一般に
このスクラップ材からインジウムを回収することが行わ
れている。このインジウム回収方法として、従来酸溶解
法、イオン交換法、溶媒抽出法などの湿式精製を組み合
わせた方法が用いられている。例えば、ＩＴＯスクラッ
プを洗浄及び粉砕後、硝酸に溶解し、溶解液に硫化水素
を通して、錫、鉛、銅などの不純物を硫化物として沈殿
除去した後、これにアンモニアを加えて中和し、水酸化
インジウムとして回収する方法である。しかし、この方
法によって得られた水酸化インジウムはろ過性が悪く操
作に長時間を要し、Ｓｉ、Ａｌ等の不純物が多く、また
生成する水酸化インジウムはその中和条件及び熟成条件
等により、粒径や粒度分布が変動するため、その後ＩＴ
Ｏターゲットを製造する際に、ＩＴＯターゲットの特性
を安定して維持できないという問題があった。

【０００４】このようなことから、本発明者は先に、Ｉ
ＴＯスクラップ等の酸化インジウムを含有する物質を、
予め７５０〜１２００°Ｃで還元性ガスにより還元して
金属インジウムとした後、該インジウムを電解精製する
インジウムの回収方法を提案した（特開平７−１４５４
３２号公報）。これによれば、高純度のインジウムを効
率良く安定して回収することが可能となった。しかし、
電解精製で特に問題となるのは、電解精製の進行ととも
に、電解液中にメタスズ酸や錫イオンが蓄積してくるこ
とである。ＩＴＯスクラップでは錫の混入は避けられな
い問題である。電解装置内のアノードとカソードの間に
隔膜を設けて、錫を含有するスライムの析出物への混入
を避ける方法が採られているが、メタスズ酸や錫イオン
が増加するにつれ、電解精製能力は急速に低下してく
る。したがって、このメタスズ酸や錫イオンを除去する
ことが必要であるが、従来簡便にかつ効率よく除去でき
る方法がなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決するために、電解精製後、電解液中のメタスズ酸
の懸濁物及び錫イオンを簡便にかつ効率良く除去して電
解液を再利用し、電解精製によるインジウムを効率良く
回収する方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、 １ 硫酸インジウム又は塩化インジウム水溶液を用いる
インジウムの電解精製において、電解液を活性炭処理す
ることにより、電解液中のメタスズ酸の懸濁物及び錫イ
オンを除去することを特徴とする電解精製によるインジ
ウムの回収方法 ２ 電解精製液中に活性炭を２０〜２００ｇ／Ｌ添加す
ることを特徴とする上記１に記載する電解精製によるイ
ンジウムの回収方法 ３ 電解精製液中に活性炭を５０〜１００ｇ／Ｌ添加す
ることを特徴とする上記１に記載する電解精製によるイ
ンジウムの回収方法 ４ 回転数４００ｒｐｍ以上で、５分以上撹拌すること
を特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載する電解精製
によるインジウムの回収方法 ５ 活性炭の細孔径が３０Å以下であることを特徴とす
る上記１〜４のそれぞれに記載する電解精製によるイン
ジウムの回収方法 ６ 活性炭の細孔径が２０Å以下であることを特徴とす
る上記１〜４のそれぞれに記載する電解精製によるイン
ジウムの回収方法 ７ 活性炭の粒径が２５０メッシュ以下であることを特
徴とする上記１〜６のそれぞれに記載する電解精製によ
るインジウムの回収方法 ８ 活性炭の比表面積が１０５０ｍ^２／ｇ以上であるこ
とを特徴とする上記１〜７のそれぞれに記載する電解精
製によるインジウムの回収方法、を提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】一般に、電解精製後液は錫イオン
として１０００〜２０００ｍｇ／Ｌ（Ｌは電解液量）、
固形物として２０００〜１００００ｍｇ／Ｌ含まれる。
本発明は、硫酸インジウム又は塩化インジウム水溶液を
用いるインジウムの電解精製において、電解液を活性炭
処理することにより、電解液中に懸濁するメタスズ酸だ
けでなく錫イオンを活性炭に吸着させ、これをろ過して
効果的にメタスズ酸及び錫イオン除去することが可能と
なった。ろ過後の電解液は再利用することができる。活
性炭は電解精製後、該電解精製液中に２０〜２００ｇ／
Ｌ（電解液）添加する。２０ｇ／Ｌ未満では吸着して除
去できる効果が殆どなく、また２００ｇ／Ｌを超えると
除去能が飽和し、処理量が増えるだけで活性炭が無駄と
なる。より好ましい範囲は、添加量５０〜１００ｇ／Ｌ
である。

【０００８】電解液中の上記塩素イオン源として、塩酸
又は塩化ナトリウム、塩化カリウム等のアルカリ金属塩
化物が使用されるが、前記活性炭による電解液の再生は
いずれの場合にも適応できる。一般に、酸化インジウム
−酸化錫（ＩＴＯスクラップ）等の酸化インジウムを含
有する物質については、これを予め還元して金属インジ
ウムとした後、電解精製が行なわれる。前記活性炭を添
加した後、回転数４００ｒｐｍ以上で、５分以上撹拌す
る。処理の温度は常温で良く、加熱や冷却は不要であ
る。なお、低温では電解液成分が析出する場合もあるの
で、むしろ必要以上の低温は好ましくない。上記のよう
に、回転数は４００ｒｐｍ以上と大きい方が望ましい。
撹拌の時間の増加により、錫の濃度は低下する。６０分
以上で殆ど吸着は完了する。

【０００９】活性炭の細孔径は、３０Å以下であること
が望ましい。特に活性炭の細孔径が２０Å以下である
と、錫の吸着が効果的に行われる。さらに、活性炭の粒
径が２５０メッシュ以下であり、かつ活性炭の比表面積
が１０５０ｍ^２／ｇ以上であることが望ましい。いずれ
の場合も吸着がより効果的に実施できる。このように、
活性炭を電解後液に入れて錫イオン及びメタスズ酸を吸
着除去した後、該電解液を再利用する。後述する実施例
に示すように、この活性炭処理により、回収するための
インジウムや電解液成分が影響を受けることがなく、錫
イオン及びメタスズ酸のみが選択的に除去できる。

【００１０】

【実施例】次に、実施例について説明する。なお、本実
施例は発明の一例を示すためのものであり、本発明はこ
れらの実施例に制限されるものではない。すなわち、本
発明の技術思想に含まれる他の態様及び変形を含むもの
である。電解精製の試料として、酸化インジウム−酸化
錫（ＩＴＯスクラップ）を使用し、この材料を予め１０
００°Ｃで水素ガスを流し、還元したものである。この
材料の中には、不純物として錫１２％、Ｆｅ１９ｐｐ
ｍ、酸素１ｐｐｍ含有した。この試料を使用し、電解液
及び条件を、インジウム濃度５５ｇ／Ｌ、ＰＨ１．５〜
２．５、電流密度０．６〜０．６３Ａ／ｄｍ^２、液温２
５〜４０°Ｃ、塩素イオン量２４〜５１ｇ／Ｌ、にかわ
０〜４ｍｇ／Ｌ、極間を４０〜６０ｍｍに調整して、電
解精製したものである。この結果、錫（イオン）濃度は
１１００ｍｇ／Ｌであった。この電解精製した後液に活
性炭を５〜１００ｇ／Ｌ添加し、錫（イオン）濃度を調
べた。この結果を表１に示す。なお、この場合に使用し
た活性炭の細孔径１６Å、粒径２５０メッシュ以下、比
表面積１０５０ｍ^２／ｇのものを使用し、撹拌時間６０
分、回転数４００ｒｐｍで処理した。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１から明らかなように、無添加のときＳ
ｎ濃度１１００ｍｇ／Ｌであったが、活性炭５ｇ／Ｌの
場合にＳｎ濃度が３６０ｍｇ／Ｌに減少し、活性炭１０
ｇ／Ｌの添加で１８４ｍｇ／Ｌ、活性炭２０ｇ／Ｌの添
加で８４ｍｇ／Ｌ、活性炭５０ｇ／Ｌの添加で３８ｍｇ
／Ｌ、活性炭１００ｇ／Ｌの添加で１５ｍｇ／Ｌに減少
した。電解液中に錫の沈殿物は約２０００〜１００００
ｍｇ／Ｌ存在したが、活性炭１００ｇ／Ｌの添加の場合
には、これらも同時に殆ど除去された。活性炭２０ｇ／
Ｌの添加で１／１０以下に減少することが分かる。以上
から活性炭は多いほど良いが、その効果が飽和し活性炭
の処理量が多くなるだけなので、２００ｇ／Ｌ以下の添
加で十分である。以上から活性炭の添加は、電解液中の
Ｓｎの吸着除去に極めて有効であることが分かる。

【００１３】次に、撹拌の時間を変えその影響を調べ
た。活性炭の添加量は１００ｇ／Ｌとした。電解液中の
Ｓｎ濃度は３３０ｍｇ／Ｌであり、他は上記と同様であ
る。この結果を表２に示す。表２に示す通り、無撹拌の
場合にＳｎ濃度は３３０ｍｇ／Ｌであったが、３０分の
撹拌でＳｎ濃度が４５ｍｇ／Ｌとなり、６０分以降は１
ｍｇ／Ｌ以下となった。このように、撹拌の効果は非常
に大きい。実験によれば、５分以上の撹拌でその効果が
現れた。

【００１４】

【表２】

【００１５】次に、活性炭の細孔径の影響を調べた。そ
の結果を表３に示す。処理前のＳｎ濃度は１１００ｍｇ
／Ｌであり、Ｉｎ濃度は４７．６ｇ／Ｌ、ＳＯ_４ ^２−濃
度は６０ｇ／Ｌ、Ｎａ^＋濃度は１８．７ｇ／Ｌ、Ｃｌ⁻
濃度は２９．０ｇ／Ｌである。活性炭の添加量は１００
ｇ／Ｌであり、該活性炭の粒径は２００メッシュ以下、
比表面積１４３０ｍ^２／ｇのものを使用し、撹拌時間６
０分、回転数４００ｒｐｍで処理した。活性炭の細孔径
は１６Åと３０Åの２種類を使用した。この結果を表３
に示す。この表３に示す通り、活性炭の細孔径が３０Å
に比べ、活性炭の細孔径は１６Åの方がＳｎイオンの吸
着が著しいことが分かる。活性炭の細孔径が３０Åでも
Ｓｎイオンの十分な吸着効果を示すが、より効率のよい
吸着効果を期待するとすれば、活性炭の細孔径が２０Å
以下であることが望ましい。なお、この表から明らかな
ように、Ｉｎ、ＳＯ_４ ^２−、Ｎａ^＋、Ｃｌ⁻には殆ど影
響がなく、Ｓｎイオンのみが選択的に吸着除去されてい
ることが分かる。

【００１６】

【表３】

【００１７】

【発明の効果】本発明は、硫酸インジウム又は塩化イン
ジウム水溶液を用いるインジウムの電解精製において、
電解液後液を活性炭処理することにより、電解液中のメ
タスズ酸の懸濁物及び錫イオンを簡便にかつ効率良く除
去し、該電解液を再利用することにより電解精製による
インジウムを効率良く回収することができる優れた効果
を有する。

フロントページの続き (72)発明者 山口 俊一郎 茨城県北茨城市華川町臼場187番地４ 株 式会社日鉱マテリアルズ磯原工場内 (72)発明者 中島 光一 茨城県北茨城市華川町臼場187番地４ 株 式会社日鉱マテリアルズ磯原工場内 Ｆターム(参考） 4K001 AA15 AA24 BA19 DB03 DB04 DB21 DB35 GB05 4K058 AA11 AA23 BA07 BB03 CA10 CA11 CA13 CA17 CA22 CA30 FC28

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫酸インジウム又は塩化インジウム水溶
   液を用いるインジウムの電解精製において、電解液を活
   性炭処理することにより、電解液中のメタスズ酸の懸濁
   物及び錫イオンを除去することを特徴とする電解精製に
   よるインジウムの回収方法。
2. 【請求項２】 電解精製液中に活性炭を２０〜２００ｇ
   ／Ｌ添加することを特徴とする請求項１に記載する電解
   精製によるインジウムの回収方法。
3. 【請求項３】 電解精製液中に活性炭を５０〜１００ｇ
   ／Ｌ添加することを特徴とする請求項１に記載する電解
   精製によるインジウムの回収方法。
4. 【請求項４】 回転数４００ｒｐｍ以上で、５分以上撹
   拌することを特徴とする請求項１〜３のそれぞれに記載
   する電解精製によるインジウムの回収方法。
5. 【請求項５】 活性炭の細孔径が３０Å以下であること
   を特徴とする請求項１〜４のそれぞれに記載する電解精
   製によるインジウムの回収方法。
6. 【請求項６】 活性炭の細孔径が２０Å以下であること
   を特徴とする請求項１〜４のそれぞれに記載する電解精
   製によるインジウムの回収方法。
7. 【請求項７】 活性炭の粒径が２５０メッシュ以下であ
   ることを特徴とする請求項１〜６のそれぞれに記載する
   電解精製によるインジウムの回収方法。
8. 【請求項８】 活性炭の比表面積が１０５０ｍ^２／ｇ以
   上であることを特徴とする請求項１〜７のそれぞれに記
   載する電解精製によるインジウムの回収方法。