JP2008093509A

JP2008093509A - 表示パネル廃棄物の処理方法

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Publication number: JP2008093509A
Application number: JP2006274945A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Motohashi; 英一本橋; Hiromi Mochida; 裕美持田
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2026-10-06
Also published as: JP4918839B2

Abstract

【課題】表示パネル廃棄物について、ガラス基板に付着されているインジウム等の有価金を回収すると共に、該表示パネル廃棄物の粉砕物からガラス粉末と付着物とを分離して再利用に適するガラス粉末を回収する処理方法を提供する。
【解決手段】表示パネルの廃棄物について、ガラスの種類別に選別する工程（ガラス選別工程）、選別した表示パネル廃棄物を微粉砕する工程（粉砕工程）、上記微粉砕物を酸溶解して溶出した有価金属を回収する工程（酸溶解工程）、溶出金属を除去した微粉砕物を振動テーブルに供給して比重選別によりガラス粉末と付着物とを分離する工程（分離工程）を有することを特徴とする表示パネル廃棄物の処理方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなど（これら含めて表示パネルと云う）の廃棄物について、ガラス基板に付着されているインジウム等の有価金属を回収すると共に、該表示パネル廃棄物の粉砕物からガラス粉末と付着物とを分離し、再利用に適するガラス粉末を回収することができる処理方法に関する。

液晶パネルは、例えば、ガラス基板の間に配向膜やカラーフィルター等が挟み込まれ、これらはゲートラインやソーズラインによって縦横に区画され、ここに対向電極やアクティブ素子が組み込まれており、外表面は偏光板によって覆われ、これらが一体に積層された構造を有している。偏光板、配向膜およびカラーフィルター等は樹脂製であり、電極はＩＴＯ(In-Sn合金酸化物)などによって形成されており、ゲートラインやソーズラインはクロム、アルミニウムなどの蒸着によって形成されている。

このように液晶パネル等はガラス基板表面に有価金属が蒸着等によって付着形成されているので、液晶パネル廃棄物からこれらの有価金属を回収し、あるいはガラス表面を無害化する方法が従来知られている。

例えば、特開平１１−１９７６４１号（特許文献１）には、ＦＰＤを破砕した後に、このガラス粉砕物と研作材とを混ぜてタンク内に入れ、さらに細粒状に粉砕する物理的処理と、粉砕ガラスを各種洗浄剤に浸漬し洗浄する化学的処理との組み合わせからなるガラス表面無害化処理方法が知られている。

しかし、この方法は、ガラスの種別を選別していないので、ガラスの再利用には適さない。ガラスを再利用するには単一品種のガラスカレットが必要であり、この方法では単一品種のガラスカレットを回収することができない。また、この方法は、ガラス粉砕物に研作材を混合して細粒粉砕しているので、研作材が残留すると、これがガラス再利用の妨げになる。

特開２００１−３０５５０１号（特許文献２）には、液晶パネル廃棄物について、偏向板剥離、パネル切断、液晶回収の各工程を経て、蛍光Ｘ線分析でパネルのガラスを種類別に選別し、ガラス破砕してガラス表面の薄膜を機械的方法（ボールミル等）で剥離（除去）することによって、金属粉とガラスカレットとに分離する廃液晶パネル処理方法が記載されている。分離した金属粉からはＩｎ、Ｃｒ等の金属を回収し、ガラスカレットは単一品種なので原料ガラスとして再利用する。

この方法は、薄膜除去工程でガラス表面の薄膜を機械的に剥離して金属粉とガラスカレットとに分離するが、粉砕物の粒径が大きいと十分な剥離効果が得られず、しかも剥離した金属粉とガラス粉の分離については開示されておらず、これを分離回収する工程が不十分である。因みに、剥離した金属粉とガラス粉を篩等で分級しても、これらを十分に分離することは出来ない。

特開２００１−１７０６０３号（特許文献３）には、廃棄パソコン類を超臨界反応器に投入して分解・溶解し固体残渣を得る処理方法が記載されており、特開２０００−８４５３１号（特許文献４）には、液晶パネルを破砕してカレットを非鉄製錬炉に投入する処理方法が記載されている。さらに、特開２００１−３５０１３７号（特許文献５）には、熱分解したガラス基板の分離処理にサンドブラストを行なう処理方法が記載されている。

しかし、超臨界反応や非鉄製錬炉を利用する方法は、処理物がスラグとなりガラスとして再利用ができず、しかも超臨界反応を利用するには設備費が嵩む問題がある。一方、サンドブラストを利用する方法は、液晶パネルのガラス基板の厚さが０.７ｍｍと非常に薄いため破損し易く、この方法でガラス表面の蒸着金属を剥離するのは困難である。
特開平１１−１９７６４１号公報特開２００１−３０５５０１号公報特開２００１−１７０６０３号公報特開２０００−８４５３１号公報特開２００１−３５０１３７号公報

本発明は、液晶パネル等の表示パネル廃棄物の処理方法について、従来方法の上記問題を解決したものであり、ガラス基板に金属電極や樹脂フィルム等（これらを含めて付着物と云う）が施されている表示パネルについて、付着されているインジウム等の有価金属を回収すると共に、該表示パネル廃棄物の粉砕物からガラス粉末と付着物とを効果的に分離し、再利用に適するガラス粉末を回収することができる処理方法を提供する。

本発明は、以下に示す構成によって上記問題を解決した、表示パネル廃棄物の処理方法に関する。
（１）ガラス基板上に電極構造が形成された表示パネルの廃棄物について、ガラスの種類別に選別する工程（ガラス選別工程）、選別した表示パネル廃棄物を微粉砕する工程（粉砕工程）、上記微粉砕物を酸溶解して溶出した有価金属を回収する工程（酸溶解工程）、溶出金属を除去した微粉砕物を比重差を利用した分離装置に供給して比重選別によりガラス粉末と付着物とを分離する工程（分離工程）を有することを特徴とする表示パネル廃棄物の処理方法。
（２）表示パネルが液晶パネル、またはプラズマディスプレイパネルである上記(１)に記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
（３）粉砕工程において、表示パネル廃棄物を２００メッシュ以下に粉砕する上記(１)または上記(２)に記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
（４）粉砕工程において、水分濃度２５〜７５％で表示パネルの粉砕を行う上記(１)〜上記(３)の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
（５）酸性溶液を粉砕工程に供給して粉砕を行うことによって、粉砕工程と酸溶解工程とを同時に行う上記(１)〜上記(４)の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
（６）分離工程において、僅かに傾斜している振動テーブルの上面に微粉砕物を液体と共に供給し、微粉砕物を比重差に応じて分離する薄流選別によってガラス粉末と付着物とを分離する上記(１)〜上記(５)の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
（７）分離工程において、振動テーブルによる比重選別に代えて、微粉砕物を浮遊選別によってガラス粉末と付着物とを分離する上記(１)〜上記(５)の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
（８）分離した付着物を重液選別によって有機物と金属粉とに分離する上記(１)〜上記(７)の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。

本発明の処理方法は、最初に表示パネル廃棄物をガラスの種類別に選別するので、単一種類のガラスカレットを得ることができ、ガラスを再利用するのに適する。また、表示パネルを微粉砕して酸溶解することによってＩＴＯなどの有価金属を溶出回収することができる。さらに、溶出金属を除去した微粉砕物を比重選別あるいは浮遊選別によって分離することによってガラス粉末を付着物から分離して回収することができる。また、分離工程は振動テーブルによる比重選別または浮遊選別を行うので、ガラス粉末と付着物との分離性が良く、蒸着金属などの付着物が非常に少ないガラス粉末を回収することができる。

本発明の処理方法は、粉砕工程において、表示パネル廃棄物を２００メッシュ以下に粉砕することによって、ガラス表面の蒸着物等の剥離効果を高めることができる。また、水分濃度２５〜７５％、好ましくは２５〜５０％で表示パネルを粉砕することによって、粉砕効果を高めることができる。

本発明の処理方法は、酸性溶液を粉砕工程に供給して粉砕を行うことによって、粉砕工程と酸溶解工程とを同時に行うことができ、粉砕工程後の溶解工程を省略することができるので、処理工程が簡略になり、処理時間を短縮することができる。

本発明の処理方法は、比重差を利用した分離装置、例えば、僅かに傾斜している振動テーブルの上面に微粉砕物を液体と共に供給し、粉砕物を比重差に応じて分離する薄流選別を行うことによって、ガラス粉末と付着物とが比重に応じて振動テーブル上に分散するので、ガラス粉末と付着物との高い分離効果を得ることができる。

本発明の処理方法は、振動テーブルによる比重選別に代えて、微粉砕物を浮遊選別することによってガラス粉末と付着物とを効果的に分離し、付着物の少ないガラス粉末を回収することができる。また、分離したガラス付着物を重液選別によって更に有機物と金属粉とに分離することによって、有機物を除去して金属粉を回収することができる。

本発明の処理方法は液晶パネル、プラズマディスプレイパネルなどのガラス基板に金属や樹脂フィルム等が施されている表示パネルに広く適用することができる。

本発明の処理方法の概略を図１に示す。
図示するように、本発明の処理方法は、ガラス基板上に電極構造が形成された表示パネルの廃棄物について、ガラスの種類別に選別する工程（ガラス選別工程）、選別した表示パネル廃棄物を微粉砕する工程（粉砕工程）、上記微粉砕物を酸溶解して溶出した有価金属を回収する工程（酸溶解工程）、溶出金属を除去した微粉砕物を比重差を利用した分離装置に供給して比重選別によりガラス粉末と付着物とを分離する工程（分離工程）を有することを特徴とする表示パネル廃棄物の処理方法である。

〔ガラス選別工程〕
表示パネル廃棄物について、ガラスの種別を判定し、ガラスの種類ごとに分別する。ガラスの種別を判定する方法は蛍光Ｘ線分析等によることができる。Ｘ線分析によって得られる回折ピークによってガラス成分を把握し、種別を判定して組成の近いものにグループ分けする。

〔粉砕工程〕
ガラスの種類に応じて分別した表示パネル廃棄物を切断し、破砕機に入れて微粉砕する。破砕機としてはボールミル或いはタワーミル等を用いることができる。好ましくは、粒径２００メッシュ以下（７４μm以下）に粉砕する。ガラス基板とその上に構成される付着物（金属、有機物フィルム等）とは、サブミクロンオーダーまで破砕すれば、両者の物性の違いによって接合界面近傍より分離することが期待される。しかし、このサイズまで破砕するのは容易ではない。

本発明は、表示パネル廃棄物を粒径２００メッシュ以下に粉砕すれば、粒径がサブミクロンまで至らないものの、破砕物どうしの相互摩擦によってガラス表面の付着物の剥離効果が高まり、分離性が向上し、付着物が大幅に少ないガラス粉末を得ることができる効果を得た。また、この粉砕と相互摩耗によって粉砕物の形状が球形に近づくことから、後工程の比重選別等での分離効果を高めることができる。

粉砕の途中で篩にかけて、有機分（フィルムなど）の大半を分離しておけば、後の微粉砕が効率的になりなお良い。更に粉砕物を重液選別することによって、有機分と金属粉とに分離することができる。重液としては硫酸などを用いるとよい。

粉砕工程において、粉砕物に液体（純水等）を添加することによって破砕効率を高めることができる。ただし、スラリー濃度が高くなると流動性が低下するために排鉱能力が低下する。効率のよい水分濃度は２５〜７５％であり、最適は２５〜５０％である。添加する液体は、純水、酸溶液などを用いることができる。

〔酸溶解工程〕
上記粉砕物を酸溶解して溶出した有価金属を回収する。粉砕物に王水や硝酸などを加えることによって、ガラス表面に付着しているインジウム等の有価金属が溶出する。これを固液分離し、溶出金属を含む濾液からインジウム等を回収する。なお、インジウムを回収する場合には、インジウムと錫との分離性が高まるので硝酸を用いるとよい。

上記破砕工程において、王水や塩酸、硝酸を加えて破砕を行うことによって、破砕機内部で粉砕と同時に酸溶解が同時に進行するので、破砕工程と酸溶解工程とを同時に行うことができ、破砕工程後の酸溶解工程を省略することができる。この酸溶解工程の省略によって処理系全体の処理時間を短縮することができる。なお、王水や塩酸、硝酸を加えて破砕を行う場合にはスラリーの水分濃度は上記範囲が好ましい。

〔分離工程〕
溶出金属を濾過洗浄等で除去した粉砕物（ガラス粉末および付着粉砕物）を比重差を利用した分離装置に供給して比重選別によりガラスと付着粉砕物とを分離する。比重選別は、例えば、僅かに傾斜している振動テーブルの上面に粉砕物を液体と共に供給する薄流選別によって、微粉砕物を比重差に応じて分離すればよい。振動テーブルは、比重選鉱に用いられている揺動テーブル、選鉱テーブルと称される一般的な振動テーブルを用いることができる。振動の強さや振動テーブル上面に供給する粉砕物および液体の量は装置条件や処理条件に応じて適宜定めればよい。振動テーブル上面に供給された粉砕物は比重差による運動の違いが生じ、水の力によって、比重の小さい粉砕物は比重の大きい粉砕物よりも遠方に流されるので、テーブル上面で比重差に応じて分散し、ガラス粉末と付着粉砕物とが分離される。振動テーブルは一段から多段とすることで、分離効果を高めることができる。比重選別の装置には、振動テーブルのほかにジグ選別機、エアーテーブルなどもある。

上記比重選別によれば、回収すべき基板ガラス粉末と、その他のガラス付着物（金属分の配向膜対向電極、液晶駆動電極、ゲートバスライン、ソースバスライン等、および有機分の配向膜等、フィルム等）とを比重差を利用して容易に分離することができる。また、比重選別に先立って粉砕工程を経ているので、粒径の影響が少なく、分離効果を高めることができる。

分離工程において、振動テーブルによる比重選別に代えて、微粉砕物を浮遊選別によってガラス粉末と付着粉砕物とを分離してもよい。ガラス粉末と付着粉砕物の濡れ性（親和力）の違いを利用し、適切な浮選剤を選択することによって、ガラス粉末と付着粉砕物を良好に分離することができる。

以下、本発明の実施例を示す。
〔実施例１〕
偏向板付液晶パネル廃棄物を蛍光Ｘ線分析によってガラスの種類ごとに分別し、同種類のパネル廃棄物を切断し、粉砕器（ボールミル）に入れて２００メッシュ以下に粉砕した。この粉砕物１００ｇに７％濃度塩酸２００mlを加えて２時間攪拌した。これを濾過して含水固形分を分離した。この含水固形分に水を加えて懸濁液にし、僅かに傾斜した振動テーブル上面に供給し、薄流選別を行い、ガラス粉末８２ｇを回収した。回収したガラス粉末の成分を表１に示した。比較のため液晶パネルに使用されている基板ガラス（Ａ種、Ｂ種、Ｃ種）の成分を表１に示した。回収したガラス粉末は基板ガラスＣの組成と一致しており、付着物は検出限界以下であった。

本発明の処理方法を示す工程図

Claims

ガラス基板上に電極構造が形成された表示パネルの廃棄物について、ガラスの種類別に選別する工程（ガラス選別工程）、選別した表示パネル廃棄物を微粉砕する工程（粉砕工程）、上記微粉砕物を酸溶解して溶出した有価金属を回収する工程（酸溶解工程）、溶出金属を除去した微粉砕物を比重差を利用した分離装置に供給して比重選別によりガラス粉末と付着物とを分離する工程（分離工程）を有することを特徴とする表示パネル廃棄物の処理方法。
表示パネルが液晶パネル、またはプラズマディスプレイパネルである請求項１に記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
粉砕工程において、表示パネル廃棄物を２００メッシュ以下に粉砕する請求項１または２に記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
粉砕工程において、水分濃度２５〜７５％で表示パネルの粉砕を行う請求項１〜３の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
酸性溶液を粉砕工程に供給して粉砕を行うことによって、粉砕工程と酸溶解工程とを同時に行う請求項１〜４の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
分離工程において、僅かに傾斜している振動テーブルの上面に微粉砕物を液体と共に供給し、微粉砕物を比重差に応じて分離する薄流選別によってガラス粉末と付着物とを分離する請求項１〜５の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
分離工程において、振動テーブルによる比重選別に代えて、微粉砕物を浮遊選別によってガラス粉末と付着物とを分離する請求項１〜５の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。
分離した付着物を重液選別によって有機物と金属粉とに分離する請求項１〜７の何れかに記載する表示パネル廃棄物の処理方法。