JP2008208437A

JP2008208437A - インジウムの回収方法

Info

Publication number: JP2008208437A
Application number: JP2007047509A
Authority: JP
Inventors: Tokio Kamoshita; 時男鴨下
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】インジウムが付着した軍手や紙などの繊維質廃棄物、マスキングテープ等の接着性廃棄物から効率良くインジウムを回収する方法を提供する。
【解決手段】インジウム付着物を焼成した後に、焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液から不純物を除去して金属インジウムを回収することを特徴とするインジウムの回収方法であって、ＩＴＯスパッタリング工程等のインジウム含有物処理工程において発生する使用済みの軍手、拭き取り紙などの繊維質廃棄物、あるいはマスキングテープ等の接着質廃棄物を原料とし、好ましくは、上記インジウム付着物を低酸素雰囲気下で蒸し焼きにした後に焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液を濾過して溶解残渣を分離し、溶解濾液から不純物を除去して金属インジウムを回収する方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、インジウムが付着した軍手や紙などの繊維質廃棄物、マスキングテープ等の接着性廃棄物から効率良くインジウムを回収する方法に関する。

ＩＴＯターゲット屑などのインジウム含有スクラップからインジウムメタルを回収する方法として、インジウム含有スクラップを塩酸や塩酸と硫酸の混酸に溶解し、この溶解液に不活性雰囲気下で金属インジウムを投入して液中の不純物イオンを置換析出させて除去し、次いで、この溶解液を電解液として電解採取することによって金属インジウムを回収する方法が従来から知られている（特許文献１）。また、ＩＴＯターゲット屑などを塩酸に溶解し、この塩化インジウム溶液に水酸化ナトリウムを添加してインジウムスクラップに含まれるスズを水酸化スズとして沈澱させて除去し、次いで、この塩化インジウム溶液に亜鉛を添加してインジウムメタルを置換析出させて回収するインジウムの回収方法が知られている（特許文献２）。

従来の上記回収方法は、何れも最初にインジウム含有スクラップを酸溶解した後に、脱不純物工程を経てインジウムを回収する方法であり、ＩＴＯターゲット屑などの金属スクラップを原料としている。
特許第３１７３４０４号公報特開２００２−６９５４４号公報

ＩＴＯスパッタリング工程において、スパッタリングターゲットとバッキングプレートの貼り合わせを手作業で行う場合等には軍手を使用しており、インジウムメタルが付着した軍手が廃棄物として発生する。また、スパッタリング箇所を区画するためにマスキングテープが用いられており、余分な箇所に付着したインジウムは紙や布などによって拭き取っており、使用済みのマスキングテープや拭取紙等の廃棄物が発生する。

使用済み軍手やマスキングテープ等の廃棄物は、インジウムの付着量が少なく、種類も多様であって回収に手間がかかるため、大部分は産業廃棄物として廃棄されている。しかも、従来の回収方法のように、これらの廃棄物を直に酸溶解すると、金属廃棄物と異なり繊維材料等でるため、メタル分を溶解させるような高濃度の酸性液中では繊維質がドロドロになり、濾過処理が極めて面倒になるため、効率良くインジウムを分離することができない。

また、マスキングテープの廃棄物は接着面中のメタル分に酸が浸透し難いため、殆どメタル分が溶解せず、従来の方法では手間に見合う量のインジウムを回収することができない。さらに、これらの廃棄物は何れも容積が大きく嵩ばるので大量の酸を必要とし、酸の後処理の負担が増大する。しかも、溶解の終点が判断し難く、未溶解残渣の評価もできないと云う問題がある。

本発明は、従来の回収方法における上記問題を解決したものであり、インジウム含有物処理工程において発生する使用済みの軍手、拭き取り紙などの繊維質廃棄物、あるいはマスキングテープ等の接着性廃棄物から効率良くインジウムを回収する方法を提供する。

本発明は以下の構成によって上記問題を解決したインジウムの回収方法に関する。
（１）インジウム付着物を焼成した後に、焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液から不純物を除去して金属インジウムを回収することを特徴とするインジウムの回収方法。
（２）インジウム付着物が、ＩＴＯスパッタリング工程等のインジウム含有物処理工程において発生する使用済みの軍手、拭き取り紙などの繊維質廃棄物、あるいはマスキングテープ等の接着質廃棄物である上記(１)に記載するインジウムの回収方法。
（３）インジウム付着物を、低酸素雰囲気下で蒸し焼きにした後に焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液を濾過して溶解残渣を分離し、溶解濾液から不純物を除去して金属インジウムを回収する上記(１)または上記(２)に記載するインジウムの回収方法。
（４）インジウム付着物を低酸素雰囲気下で蒸し焼きにした後に焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液から不純物を除去して粗インジウムメタルを析出させ、該粗インジウムメタルを電解精製して金属インジウムを回収する上記(１)〜上記(３)の何れかに記載するインジウムの回収方法。

本発明の回収方法は、インジウムが付着した繊維質廃棄物や接着質廃棄物を焼成し、焼焼成灰を分離除去した残渣を酸溶解するので、溶解液がドロドロにならず、従って濾過処理が容易であり、効率良くメタル分を分離することができ、また処理コストを抑えることができる。

また、本発明の回収方法は、焼成灰を分離除去した残渣を酸溶解するので、溶解液を分析することによって廃棄物のインジウム含有率を容易に評価することができ、従来、廃棄処分されていた廃棄物を有価物として取引することが可能になる。

さらに、本発明の回収方法は、酸溶解液から繊維質等が除去されているので、溶解液から金属インジウムを回収する際に特別な処理を行う必要がなく、容易にインジウムを回収することができる。具体的には、例えば、上記酸溶解液から不純物除去工程を経て粗インジウムメタルを析出させ、該粗インジウムメタルを電解精製して高品質の金属インジウムを回収することができる。

以下、本発明を実施例と共に具体的に説明する。
本発明のインジウム回収方法の概略を図１に示す。図示する処理工程に示すように、本発明の回収方法は、インジウム付着物を焼成する工程〔焼成工程〕、焼成残渣を酸溶解する工程〔酸溶解工程〕、該酸溶解液から金属インジウムを回収する工程〔金属インジウム回収工程〕を有する。好ましくは、上記焼成工程の後に焼成灰を処理する工程、酸溶解工程の後に溶解残渣を分離する固液分離工程を有する。

〔処理原料〕
インジウム付着物として、ＩＴＯスパッタリング工程等のインジウム含有物処理工程において発生する使用済みの軍手、拭き取り紙などの繊維質廃棄物、あるいはマスキングテープ等の接着質廃棄物などが用いられる。

〔焼成工程〕
インジウム付着物を焼成する。好ましくは、低酸素雰囲気下で蒸し焼きにする。ＩＴＯスパッタリング工程などにおいて発生する使用済みの軍手、拭き取り紙などの繊維質廃棄物、あるいはマスキングテープ等の接着質廃棄物は大部分の成分が繊維質や樹脂成分であり、これを低酸素雰囲気下で蒸し焼きにすると、廃棄物の主成分である繊維質や樹脂成分の殆どは炭化し、あるいは灰になり、揮発成分は気化して容積が大幅に減少する。例えば容積が概ね１/１０以下に減少する。

インジウム付着物を焼成する設備としては、一般の焼却炉を用いることができる。具体的には、例えば、灯油バーナー炉を用い、上記軍手やマスキングテープ等のインジウム付着物を蓋付き容器に入れて酸素の流入が制限された状態にし、これを焼却炉に装入し、４００℃〜９００℃、通常は６５０℃前後で焼成すれば良い。廃棄物の繊維質や樹脂成分は灰または炭化し、付着しているインジウム（融点約１５６℃）は溶融し、一部は酸化インジウムになり、容器内に残留する。

〔焼成灰処理工程〕
焼成工程において発生した焼成灰は焼却炉内および容器の蓋に付着し、一部は排ガスと一緒に排気される。これらの焼成灰にはインジウムあるいは酸化インジウムが殆ど付着していないので系外に除去すればよい。インジウムあるいは酸化インジウムが付着しているものは、例えば、水中に浮遊させてメタル分と分離すればよい。回収したメタル分は残渣に加えて酸溶解工程に送る。

〔酸溶解工程〕
焼成工程において生じた焼成残渣、すなわち灰分、炭化物、メタル分等を塩酸や硫酸などの鉱酸に混合して酸浸出し、インジウムおよび酸化インジウム等のメタル分を溶解させる。廃棄物の主成分である繊維質や樹脂成分は灰化ないし炭化しているので、実質的に酸に溶解せず、濾過性の良い酸溶解液を得ることができる。因みに、大部分が繊維質や樹脂成分の廃棄物を焼成せずに酸溶解するとパルプ質のドロドロした溶解液になり、濾過困難になるが、本発明の回収方法では焼成工程によって繊維質や樹脂成分が灰分ないし炭化物などの溶解残渣分に変質しているので、このような高粘性のスラリーにならず、濾過性の良い酸溶解液を得ることができる。

〔固液分離工程〕
上記酸溶解液を固液分離し、灰分や炭化物などの溶解残渣を分離除去し、溶出したインジウム分を含む溶解濾液を得る。固液分離手段としては通常のフィルタープレスなどを用いることができる。例えば、本発明の酸溶解液は通常のフィルタープレスによって約６kgの液量を１０分程度で濾過することができる。

〔金属インジウム回収工程〕
上記溶解濾液から不純物を除去して金属インジウムを回収する。ＩＴＯスパッタリング処理工程において排出されたインジウム付着廃棄物にはインジウムと共にスズが含まれており、上記溶解濾液にはインジウムと共にススが溶解している。スズ等の金属不純物を除去する手段としては、例えば、上記溶解濾液に不活性ガスを通じて液中の溶存酸素を追い出し（脱酸素処理）、次いで金属インジウムを投入して液中の金属不純物を置換析出させる。脱酸素処理した溶解濾液に金属インジウムを投入すると、金属インジウムが溶解してイオン化する一方でスズが還元されて析出し、槽底に沈積するので、これを系外に抜き出せば良い。

上記溶解濾液の金属不純物を除去する他の手段としては、上記溶解濾液に水酸化ナトリウムまたは水酸化アンモニウムを添加して中和処理し、ｐＨ１〜２の強酸性に調整すると液中のスズが水酸化スズの沈澱を生じるので、これを除去すれば良い。溶解濾液に含まれるアルミニウム、クロム等の金属不純物も同様に中和澱物として除去することができる。

液中に含まれるスズなどの不純物を除去した後に、例えば、この溶解濾液を電解液として電解採取を行い、金属インジウムを回収する。あるいは、上記溶解濾液に亜鉛などのインジウムよりもイオン化傾向の大きな卑金属を投入してインジウムメタルを還元析出させ（セメンテーション）、このスポンジ状のインジウムメタルを溶融・鋳造し、電解精製することによって４Ｎ純度の金属インジウムを得ることができる。

または、上記溶解濾液に水酸化アルカリを添加してｐＨ７〜１０のアルカリ性に調整して水酸化インジウムを沈澱させ、これを回収し焼成して金属インジウムを得ることができる。

本発明のインジウム回収方法は、以上のように、インジウムが付着した使用済みの軍手や拭取り紙、マスキングテープなどの繊維質廃棄物あるいは接着性廃棄物を焼成して繊維質および樹脂成分を灰化ないし炭化した後に酸溶解するので、濾過性の良い酸溶解液を得ることができ、効率良くインジウムを回収することができる。因みに、焼成処理を含む有価金属回収方法として、廃リチウムイオン電池を高温オーブンで焼成処理した後に、焼成物を粉砕し、磁気選別や電解等によってリチウムを分離回収する方法が知られているが、この方法は焼成処理によって酸溶解液の濾過性を高めるものではなく、またインジウムの回収でもない。

以下に、本発明の実施例を比較例と共に示す。
〔実施例１〕
ＩＴＯスパッタリング工程において廃棄された軍手、マスキングテープ、拭取り紙などのインジウム付着原料９６,６１８ｇを蓋付き容器に入れ、一般焼却炉で６５０℃に加熱して焼成処理した。炉から焼成物を取り出し、焼成残渣６４,８１６ｇ、灰分１,４１９ｇを得た。灰分は焼却炉内部と容器の蓋に付着分、および排ガスに含まれていた分の合計量である。この焼成残渣を濃硫酸約１００Ｌに２４時間溶解し、溶解液をフィルタープレスで濾過した。濾過時間１０分で溶解残渣３３,９１４ｇを分離し、残渣洗浄液を含め、約１５０Ｌを得た。この溶解液から卑な金属を還元剤としてインジウム精製スポンジを析出させ、さらにアノードに鋳造し、電解精製によりインジウム３０,００５ｇを回収した。

〔比較例１〕
実施例１と同様のインジウム付着物９７,１３８ｇについて、焼成処理を行わずに濃塩酸約１０００Lを加え、２４時間酸溶解を行い、溶解液をフィルタープレスで濾過した。濾過時間２４時間で溶解残渣１４,２２６ｇを回収した。

上記実施例の酸溶解における溶解残渣は比較例の溶解残渣の約１/２であり、処理容量が大幅に減量される。また、実施例において酸溶解液の濾過時間は約１/１５０であり、処理時間が格段に短縮される。さらに、回収される金属インジウム量は約１/２であり、未焼成の場合は溶解残渣中に相当量のインジウムが残留した。

〔実施例２、比較例２〕
実施例１と同様のインジウム付着廃棄物９０ｋｇについて、本発明の回収方法と、焼成処理を行わない比較例の回収方法とを表１に対比して示す。なお、本発明の回収方法の焼成処理は実施例１と同様である。表１に示すように、本発明の回収方法は、比較例に対して、焼成処理によって処理容量が１/１０に減少し、従って、酸溶解に必要な濃塩酸の量も１/１０で足りる。また、酸溶解時間は本発明の回収方法では約１日であるが、比較例の方法では５〜６日必要であり、溶解時間が格段に相違する。さらに、本発明の方法は酸溶解液の粘性が低く濾過性が良いので濾過時間１０分であるが、比較例の酸溶解液はドロドロしたスラリー状の溶液であるため２４時間の濾過時間を必要とし、濾液量が１０倍、残渣量が２倍相違する。

本発明の回収方法を示す工程図

Claims

インジウム付着物を焼成した後に、焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液から不純物を除去して金属インジウムを回収することを特徴とするインジウムの回収方法。
インジウム付着物が、ＩＴＯスパッタリング工程等のインジウム含有物処理工程において発生する使用済みの軍手、拭き取り紙などの繊維質廃棄物、あるいはマスキングテープ等の接着質廃棄物である請求項１に記載するインジウムの回収方法。
インジウム付着物を、低酸素雰囲気下で蒸し焼きにした後に焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液を濾過して溶解残渣を分離し、溶解濾液から不純物を除去して金属インジウムを回収する請求項１または２に記載するインジウムの回収方法。
インジウム付着物を低酸素雰囲気下で蒸し焼きにした後に焼成残渣を酸溶解し、該酸溶解液から不純物を除去して粗インジウムメタルを析出させ、該粗インジウムメタルを電解精製して金属インジウムを回収する請求項１〜請求項３の何れかに記載するインジウムの回収方法。