JP2015086442A - Method of producing indium hydroxide powder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デンドライトの発生を抑制し、効率よく水酸化インジウム粉を製造することができる水酸化インジウム粉の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing indium hydroxide powder that can suppress the generation of dendrites and can produce indium hydroxide powder efficiently.
最近、太陽電池用途やタッチパネル用途として透明導電膜の利用が増えてきており、それに伴って、スパッタリングターゲットなどの透明導電膜形成用材料の需要が増加している。透明導電膜形成用材料には、酸化インジウム系焼結材料が主に使用されており、その主原料として酸化インジウム粉が使用されている。 Recently, the use of transparent conductive films has increased for solar cell applications and touch panel applications, and accordingly, the demand for transparent conductive film forming materials such as sputtering targets has increased. As a material for forming a transparent conductive film, an indium oxide-based sintered material is mainly used, and indium oxide powder is used as the main raw material.
酸化インジウム粉の製造方法の一つとしては、特許文献１に示すように、金属インジウムを電解処理することで水酸化インジウムスラリーを沈殿させる、いわゆる電解法を用いて水酸化インジウム粉を得て、これを仮焼して酸化インジウム粉を製造する方法が提案されている。 As one of the methods for producing indium oxide powder, as shown in Patent Document 1, indium hydroxide powder is obtained by using a so-called electrolytic method in which indium hydroxide slurry is precipitated by electrolytic treatment of metal indium, A method of calcining this to produce indium oxide powder has been proposed.
近年の酸化インジウム粉の需要に応えるため、電解法におけるより効果的な製造条件が求められている。生産設備の構成を変更しない場合は、一般的には電流密度を大きくすることで最も容易に生産性を向上させることができる。 In order to meet the recent demand for indium oxide powder, more effective production conditions in the electrolysis method are required. When the configuration of the production facility is not changed, generally, the productivity can be most easily improved by increasing the current density.
しかしながら、電解では、安易に電流密度を向上させると、アノードとカソードの間にデンドライトが成長し、最終的にショートして電解ができなくなってしまうという問題が発生する場合がある。 However, in the electrolysis, if the current density is easily improved, there may occur a problem that dendrite grows between the anode and the cathode and eventually becomes short-circuited so that the electrolysis cannot be performed.
例えば特許文献２に記載されているように、硝酸アンモニウム水溶液を電解液として用いた場合には、電流密度を１８Ａ／ｄｍ２よりも大きくするとデンドライトが発生し、電圧が上昇するなどの不具合が発生する場合がある。この問題を解決するため、特許文献２では、電解液をアノードとカソードの間で回流させる方法が提案されている。 For example, as described in Patent Document 2, when an aqueous ammonium nitrate solution is used as an electrolytic solution, if the current density is higher than 18 A / dm 2 , dendrites are generated, and problems such as an increase in voltage occur. There is a case. In order to solve this problem, Patent Document 2 proposes a method of circulating an electrolyte between an anode and a cathode.
しかしながら、特許文献２の方法では、電解液を回流させるために、電解装置そのものの構造を変更する必要があり、コストアップにつながるという問題が生じる。また、特許文献２の方法を用いた場合には、特定の条件内で電解を行うことによりデンドライトの発生は抑えられるが、電解液の回流速度等の条件が異なると作製される水酸化インジウム粉の粒径が異なってしまう。１つの電解装置には、電極が複数存在し、かつ生産量に応じて装置も複数台必要になる場合が考えられる。このような場合、各電解装置において各電極間の電解液の流れを全て一定にそろえることは困難であるため、各装置の全ての電極間での処理条件を均一に維持して、ばらつきの少ない水酸化インジウム粉を効率よく得ることが難しいという問題がある。 However, in the method of Patent Document 2, it is necessary to change the structure of the electrolysis apparatus itself in order to circulate the electrolytic solution, which causes a problem of increasing costs. In addition, when the method of Patent Document 2 is used, generation of dendrite can be suppressed by performing electrolysis within specific conditions, but the indium hydroxide powder produced when conditions such as the circulating speed of the electrolyte are different. The particle size of the particles will be different. One electrolytic device may have a plurality of electrodes, and a plurality of devices may be required depending on the production amount. In such a case, since it is difficult to make the flow of the electrolyte solution between the electrodes uniform in each electrolytic device, the processing conditions between all the electrodes of each device are kept uniform, and there is little variation. There is a problem that it is difficult to obtain indium hydroxide powder efficiently.
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、電解の際に適用できる電流密度の幅が広く、特に電流密度を高くした場合であっても、デンドライトの発生を防止でき、効率よく水酸化インジウム粉を製造することができる水酸化インジウム粉の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of such a situation, and a wide range of current density that can be applied in electrolysis is wide. In particular, even when the current density is increased, generation of dendrites is prevented. An object of the present invention is to provide a method for producing indium hydroxide powder, which can efficiently produce indium hydroxide powder.
上述した目的を達成するために、本発明者らは、各種条件を変更してデンドライトの発生状況を検討した結果、電解液の濃度に対する電流密度の比率とデンドライト発生との間に関係があることを見出し、従来の電流密度よりも高い電流密度であってもデンドライトの発生を抑制できることを見出した。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have examined various conditions for dendrite generation and found that there is a relationship between the ratio of the current density to the electrolyte concentration and the generation of dendrite. And found that the generation of dendrites can be suppressed even at a current density higher than the conventional current density.
すなわち、本発明に係る水酸化インジウム粉の製造方法は、金属インジウムをアノードに用いた電解反応により水酸化インジウム粉を得る水酸化インジウム粉の製造方法であり、電解液の濃度に対する電流密度の比率を２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下に制御して電解を行うことを特徴とする。 That is, the method for producing indium hydroxide powder according to the present invention is a method for producing indium hydroxide powder by obtaining an indium hydroxide powder by an electrolytic reaction using metal indium as an anode, and the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution. Is controlled to 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less to perform electrolysis.
本発明では、電解の際に適用できる電流密度の幅が広く、電流密度を高くした場合であっても、デンドライトの発生を抑制でき、効率よく水酸化インジウム粉を製造することができる。 In the present invention, the range of current density that can be applied during electrolysis is wide, and even when the current density is increased, generation of dendrites can be suppressed, and indium hydroxide powder can be produced efficiently.
以下に、本発明を適用した水酸化インジウム粉の製造方法について説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。本発明を適用した水酸化インジウム粉の製造方法について、以下の順序で詳細に説明する。 Below, the manufacturing method of the indium hydroxide powder to which this invention is applied is demonstrated. Note that the present invention is not limited to the following detailed description unless otherwise specified. The method for producing indium hydroxide powder to which the present invention is applied will be described in detail in the following order.
１−１．電気分解工程
１−２．電解液分離工程
１−３．リパルプ洗浄工程
１−４．洗浄液脱水工程
１−５．乾燥工程
1-1. Electrolysis process 1-2. Electrolyte separation process 1-3. Repulp washing process 1-4. Cleaning liquid dehydration step 1-5. Drying process
（１−１．電気分解工程）
水酸化インジウム粉は、電解反応を利用して得る。水酸化インジウム粉の製造方法は、先ず、水酸化インジウム粉を含む電解液（以下、電解スラリーという。）を得る電気分解工程を行う。電気分解工程では、金属インジウムをアノード（陽極）とし、対極のカソード（陰極）に導電性の金属やカーボン電極を使用し、陽極及び陰極を電解液に浸漬して両極間に電位差を発生させて電流を生じさせることで陽極金属が溶解し、水酸化インジウム粉が晶析して、水酸化インジウム粉を含む電解液からなる電解スラリーを得る。
(1-1. Electrolysis process)
Indium hydroxide powder is obtained using an electrolytic reaction. In the method for producing indium hydroxide powder, first, an electrolysis process for obtaining an electrolytic solution containing indium hydroxide powder (hereinafter referred to as electrolytic slurry) is performed. In the electrolysis process, indium metal is used as an anode (anode), a conductive metal or carbon electrode is used for the cathode (cathode) of the counter electrode, and the anode and the cathode are immersed in an electrolytic solution to generate a potential difference between the two electrodes. When an electric current is generated, the anode metal is dissolved and the indium hydroxide powder is crystallized to obtain an electrolytic slurry made of an electrolytic solution containing the indium hydroxide powder.
陽極には、例えば金属インジウム等を用いる。使用する金属インジウムは、特に限定されないが、水酸化インジウム粉及びこれを焼成して得られる酸化インジウム粉への不純物の混入を抑制するため高純度のものが望ましい。金属インジウムとしては、純度９９．９９９９％（通称６Ｎ品）が好適品として挙げることができる。 For the anode, for example, metal indium or the like is used. The metal indium to be used is not particularly limited, but it is desirable that the metal indium has a high purity in order to suppress the mixing of impurities into the indium hydroxide powder and the indium oxide powder obtained by firing the indium hydroxide powder. As metal indium, a purity of 99.9999% (commonly called 6N product) can be mentioned as a suitable product.
陰極には、導電性の金属やカーボン電極等が用いられ、例えば不溶性のチタン等を用いることができ、チタンを白金でコーティングしたものであってもよい。 As the cathode, a conductive metal, a carbon electrode, or the like is used. For example, insoluble titanium or the like can be used, and titanium may be coated with platinum.
電解液としては、水溶性の硝酸塩、硫酸塩、塩化物塩等の一般的な電解質塩の水溶液を用いることができる。その中でも、硝酸アンモニウムが好ましい。硝酸アンモニウムは、水酸化インジウム粉を沈殿した後の乾燥、仮焼後に硝酸イオン及びアンモニウムイオンが窒素化合物として除去されて不純物として残らず、生成される水酸化インジウム粉の純度を高め、かつコストを削減することができる。 As the electrolytic solution, an aqueous solution of a general electrolyte salt such as a water-soluble nitrate, sulfate, or chloride salt can be used. Among these, ammonium nitrate is preferable. Ammonium nitrate, after drying indium hydroxide powder, drying and calcining, nitrate ions and ammonium ions are removed as nitrogen compounds and do not remain as impurities, increasing the purity of the indium hydroxide powder produced and reducing costs can do.
電解液は、生成された水酸化インジウム粉の溶解度が１０−６〜１０−３ｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましい。電解液では、水酸化インジウムの溶解度を１０−６〜１０−３ｍｏｌ／Ｌの範囲にすることで適度に一次粒子の成長が促進されるため、凝集が抑制され、粒度分布の幅が広くならず、粒度分布が狭く、粒径が均一な水酸化インジウム粉を得ることができる。 The electrolytic solution preferably has a solubility of the produced indium hydroxide powder in the range of 10 −6 to 10 −3 mol / L. In the electrolytic solution, the growth of primary particles is moderately promoted by setting the solubility of indium hydroxide in the range of 10 −6 to 10 −3 mol / L, so that aggregation is suppressed and the width of the particle size distribution is widened. Indium hydroxide powder having a narrow particle size distribution and a uniform particle size can be obtained.
電解液は、水酸化インジウム粉の溶解度が１０−６〜１０−３ｍｏｌ／Ｌの範囲であればよく、電解質塩の濃度、ｐＨ、液温等により溶解度を制御することができる。電解液は、例えば、硝酸アンモニウムの濃度を０．１〜２．０ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨを２．５〜４．０、液温を２０〜６０℃の範囲に調製することにより、溶解度を１０−６〜１０−３ｍｏｌ／Ｌの範囲に制御することができる。ｐＨは、硝酸アンモニウムの添加量により調製することができる。 The electrolyte solution may have a solubility of indium hydroxide powder in the range of 10 −6 to 10 −3 mol / L, and the solubility can be controlled by the concentration, pH, liquid temperature, etc. of the electrolyte salt. The electrolyte solution has a solubility of 10 −6 by adjusting the concentration of ammonium nitrate to 0.1 to 2.0 mol / L, the pH to 2.5 to 4.0, and the liquid temperature to 20 to 60 ° C., for example. It can control to the range of -10 < -3 > mol / L. The pH can be adjusted by the amount of ammonium nitrate added.
電解液のｐＨが２．５より小さい場合には、水酸化物の沈殿が生じず、また４．０よりも大きい場合には、水酸化物の析出速度が速過ぎて濃度不均一のまま沈殿が形成されるため粒度分布幅が広がってしまい好ましくない。したがって、電解液のｐＨは、２．５〜４．０の範囲が好ましい。 If the pH of the electrolyte is less than 2.5, no hydroxide precipitation occurs, and if it is greater than 4.0, the precipitation rate of the hydroxide is too high and the concentration is not uniform. Is not preferable because the particle size distribution width is widened. Therefore, the pH of the electrolytic solution is preferably in the range of 2.5 to 4.0.
電解液の液温が２０℃よりも低い場合には、析出速度が遅過ぎ、また６０℃よりも高い場合には析出速度が速過ぎて濃度不均一のまま沈殿が形成されるため粒度分布幅が広がり好ましくない。したがって、電解液の温度は、２０〜６０℃の範囲が好ましい。 When the electrolyte temperature is lower than 20 ° C., the precipitation rate is too slow, and when it is higher than 60 ° C., the precipitation rate is too high and precipitates are formed with non-uniform concentration, so the particle size distribution width Is unfavorable. Therefore, the temperature of the electrolytic solution is preferably in the range of 20 to 60 ° C.
ここで、電解を行う際には、電解工程における電解液の濃度に対する電流密度の比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下となるように制御する。電解の際にこのように制御することで、デンドライトが生成されずに電解を行うことができる。特に、従来の電解で一般的な電流密度である６〜７Ａ／ｄｍ２よりも高い電流密度で電解を行っても、電解液の濃度に対する電流密度の比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下となるように制御すれば従来発生していたデンドライトの発生を防止することができる。 Here, when electrolysis is performed, the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution in the electrolysis process is controlled to be 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less. By controlling in this way during electrolysis, electrolysis can be performed without generating dendrites. In particular, even when electrolysis is performed at a current density higher than 6 to 7 A / dm 2, which is a common current density in conventional electrolysis, the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution is 24 (A / dm 2 ) / ( mol / L) or less, it is possible to prevent the generation of dendrites that have been generated conventionally.
電解液の濃度としては、０．１〜２．０ｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。０．１ｍｏｌ／Ｌよりも低い場合には、電解液の電気伝導率が低過ぎて電流が生じないか、または必要電圧が実用範囲を越えるため好ましくない。一方、濃度が２．０ｍｏｌ／Ｌあれば、十分な電気伝導率が確保されるので、２．０ｍｏｌ／Ｌより高くすることは不経済でありその必要がない。 The concentration of the electrolytic solution is preferably 0.1 to 2.0 mol / L. When it is lower than 0.1 mol / L, the electric conductivity of the electrolytic solution is too low so that no current is generated or the necessary voltage exceeds the practical range, which is not preferable. On the other hand, if the concentration is 2.0 mol / L, sufficient electric conductivity is ensured, so it is uneconomical and unnecessary to make it higher than 2.0 mol / L.
電解時の電流密度としては、２〜４８Ａ／ｄｍ２が好ましく、広範囲の電流密度とすることができる。電流密度が２Ａ／ｄｍ２より低い場合には、水酸化インジウム粉の生産効率が低下してしまう。電流密度が４８Ａ／ｄｍ２であれば、十分に電解を行うことができるため、これ以上高くする必要がない。また、電流密度は、１８〜４８Ａ／ｄｍ２がより好ましく、電解液の上昇、金属インジウムの表面の不動態化を防止する等の観点から上限は３６Ａ／ｄｍ２であることが更に好ましい。 The current density during electrolysis is preferably 2 to 48 A / dm 2 and can be a wide range of current density. When the current density is lower than 2 A / dm 2 , the production efficiency of indium hydroxide powder is lowered. If the current density is 48 A / dm 2 , electrolysis can be carried out sufficiently, and there is no need to increase it further. The current density is more preferably 18~48A / dm 2, it is still more preferred upper limit from the viewpoint of preventing increase of the electrolyte, the passivation of the surface of the metallic indium is 36A / dm 2.
電解工程では、電解の際に上述の電解液の濃度、電流密度の範囲で、電解液の濃度に対する電流密度の比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下となるように制御することで、電流密度を高くしてもデンドライトの発生を防止できる。電解工程では、電流密度を高くしてもデンドライトが発生しないため、２〜４８Ａ／ｄｍ２の広範囲の電流密度で電解を行うことができる。電解工程では、デンドライトによる電極間の短絡を防止できるため、電流密度を高くして水酸化インジウム粉の生成を効率良くすることができる。 In the electrolysis process, the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution is controlled to be 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less in the range of the above-described electrolytic solution concentration and current density during electrolysis. By doing so, it is possible to prevent the generation of dendrites even when the current density is increased. In the electrolysis step, dendrites are not generated even when the current density is increased, and therefore electrolysis can be performed in a wide range of current densities of 2 to 48 A / dm2. In the electrolysis step, a short circuit between the electrodes due to dendrites can be prevented, so that the current density can be increased and the production of indium hydroxide powder can be made efficient.
また、この電解工程では、デンドライトによる金属インジウムの混入を防止できるため、純度の高い水酸化インジウム粉を生成することができる。更に、この電解工程では、電解液の濃度に対する電流密度の比率を２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下に制御するだけであり、電解液の流れや流速に依存しないため、複数の電極間で同一の条件とすることが容易にでき、生成する水酸化インジウム粉の粒径等にばらつきがなく均一な水酸化インジウム粉を生成することができる。また、複数の電解装置を用いた場合であっても、同様に装置間でばらつきなく水酸化インジウム粉を生成することができるため、より効率良く均一の水酸化インジウム粉を製造することができる。また、電解工程では、従来の電解装置を使用することができ、電解装置の構成を変える必要がない。 Moreover, in this electrolysis process, since mixing of metal indium by a dendrite can be prevented, indium hydroxide powder with high purity can be generated. Furthermore, in this electrolysis process, the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution is merely controlled to 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less, and does not depend on the flow or flow rate of the electrolytic solution. The same conditions can be easily achieved between the electrodes, and uniform indium hydroxide powder can be produced with no variation in the particle size and the like of the produced indium hydroxide powder. In addition, even when a plurality of electrolysis devices are used, indium hydroxide powder can be similarly produced without variation between devices, so that uniform indium hydroxide powder can be produced more efficiently. In the electrolysis process, a conventional electrolysis apparatus can be used, and there is no need to change the configuration of the electrolysis apparatus.
（１−２．電解液分離工程）
次に、上述した電解工程により得られた電解スラリーから電解液を固液分離する電解液分離工程を行う。
(1-2. Electrolyte separation process)
Next, an electrolytic solution separation step for solid-liquid separation of the electrolytic solution from the electrolytic slurry obtained by the above-described electrolytic step is performed.
電解液の分離には、微細な粉末であっても目詰まりを起こし難く、水酸化インジウム粉の回収効率が高いクロスフロー方式のロータリーフィルタを使用する。ロータリーフィルタで使用するろ布は、水酸化インジウム粉の回収率を高めるため、できるだけ通気度が小さい方が望ましい。通気度が０．３ｃｍ３／ｓｅｃ／ｃｍ２以下のものが好ましい。 For the separation of the electrolytic solution, a cross-flow type rotary filter is used which is unlikely to be clogged even with a fine powder and has high recovery efficiency of indium hydroxide powder. The filter cloth used in the rotary filter is preferably as low as possible in order to increase the recovery rate of indium hydroxide powder. The air permeability is preferably 0.3 cm 3 / sec / cm 2 or less.
（１−３．リパルプ洗浄工程）
次に、電解液分離工程後の電解スラリーには電解液が含まれているため、洗浄液を加えて電解スラリーをリパルプ洗浄する。リパルプ洗浄に使用する洗浄液は、不純物が少ない方が望ましいため純水を用いる。特にＪＩＳ Ｋ０５５７に規定されたＡ２グレード以上であることが望ましい。これ以下のグレードである場合には、シリカなどの不純物が混入し、生成された水酸化インジウム粉を使用したスパッタリングターゲットを作製する際に問題となるため、好ましくない。
(1-3. Repulp washing process)
Next, since the electrolytic slurry after the electrolytic solution separation step contains the electrolytic solution, the cleaning slurry is added to repulp the electrolytic slurry. Since it is desirable that the cleaning liquid used for the repulp cleaning has less impurities, pure water is used. In particular, it is desirable that it is A2 grade or higher defined in JIS K0557. If the grade is lower than this, impurities such as silica are mixed, which causes a problem in producing a sputtering target using the generated indium hydroxide powder, which is not preferable.
リパルプ洗浄は、水酸化インジウム粉１ｋｇに対して５〜２０Ｌの純水を用いて洗浄することが望ましい。使用する純水の量が５Ｌより少ない場合には、水酸化インジウム粉内に電解液成分である例えば硝酸アンモニウムが多く残留してしまい、水酸化インジウム粉の乾燥時、水酸化インジウム粉を仮焼し、酸化インジウム粉を得る際に火災が発生する危険性が高くなる。一方、２０Ｌの純水を使用すれば洗浄できるため、２０Ｌよりも多く使用すると洗浄後の排水処理量が増加し、コストアップとなってしまう。 The repulp cleaning is desirably performed using 5 to 20 L of pure water with respect to 1 kg of indium hydroxide powder. When the amount of pure water used is less than 5 L, a large amount of, for example, ammonium nitrate remains as an electrolyte component in the indium hydroxide powder, and when the indium hydroxide powder is dried, the indium hydroxide powder is calcined. When obtaining indium oxide powder, there is an increased risk of fire. On the other hand, since it can wash | clean if it uses 20L pure water, when it uses more than 20L, the wastewater treatment amount after washing | cleaning will increase and it will become a cost increase.
リパルプ洗浄工程では、電解スラリーに洗浄液を加えて必要に応じて撹拌を行う。リパルプ洗浄工程では、リパルプ洗浄を１回以上行うことによって、電解スラリー中の電解液を除去でき、水酸化インジウム粉を洗浄することができる。 In the repulp washing step, a washing liquid is added to the electrolytic slurry and stirring is performed as necessary. In the repulp washing step, the electrolytic solution in the electrolytic slurry can be removed and the indium hydroxide powder can be washed by performing the repulp washing once or more.
（１−４．洗浄液脱水工程）
洗浄液脱水工程では、リパルプ洗浄工程の洗浄スラリーから洗浄液を脱水する。脱水には、微細な粉末であっても目詰まりを起こし難く回収効率の高いクロスフロー方式のロータリーフィルタを使用する。
(1-4. Cleaning liquid dehydration process)
In the cleaning liquid dehydration process, the cleaning liquid is dehydrated from the cleaning slurry in the repulp cleaning process. For the dehydration, a cross-flow type rotary filter is used that is highly resistant to clogging even if it is a fine powder.
（１−５．乾燥工程）
乾燥工程では、洗浄液脱水工程後の水酸化インジウム粉をスプレードライヤにて噴霧乾燥する。
(1-5. Drying step)
In the drying step, the indium hydroxide powder after the cleaning liquid dehydration step is spray-dried with a spray dryer.
乾燥条件は、水酸化インジウム粉の水分を除去できれば特に限定されないが、例えば乾燥温度は８０℃〜１５０℃の範囲が好ましい。乾燥温度が８０℃よりも低い場合には、乾燥が不十分となり、１５０℃よりも高い場合には、水酸化インジウムから酸化インジウムに変化してしまう。また、乾燥時間は、温度により異なるが、約１０時間〜２４時間程度である。 The drying conditions are not particularly limited as long as the moisture of the indium hydroxide powder can be removed. For example, the drying temperature is preferably in the range of 80 ° C to 150 ° C. When the drying temperature is lower than 80 ° C., the drying is insufficient. When the drying temperature is higher than 150 ° C., the indium hydroxide changes to indium oxide. Moreover, although drying time changes with temperature, it is about 10 hours-about 24 hours.
以上のような水酸化インジウム粉の製造方法では、電解工程における電解の際に、電解液の濃度に対する電流密度の比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下となるように制御することでデンドライトの発生を防止でき、特に電流密度を高くしてもデンドライトの発生を防止できるため、効率良く水酸化インジウム粉を生成することができる。 In the method for producing indium hydroxide powder as described above, the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution is controlled to be 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less during electrolysis in the electrolysis process. By doing so, the generation of dendrite can be prevented, and even when the current density is increased, the generation of dendrite can be prevented, so that indium hydroxide powder can be efficiently generated.
また、水酸化インジウム粉の製造方法では、デンドライトによる金属インジウムの混入を防止できるため、純度の高い水酸化インジウム粉を製造することができる。更に、水酸化インジウム粉の製造方法では、電解液の濃度に対する電流密度の比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下に制御するだけであり、電解液の流れや流速に依存しないため、複数の電極間、複数の電解装置間ですべて同一の条件で電解を行うことができ、電解条件にばらつきがないため、生成する水酸化インジウム粉の粒径等にばらつきがなく均一な水酸化インジウム粉を効率良く製造することができる。また、水酸化インジウム粉の製造方法では、電解液に回流等を発生させてデンドライトを防止する方法を採用する必要がないため、従来の電解装置を使用することができ、電解装置の構成を変える必要がなく、コスト上昇を避けることができる。 In addition, in the method for producing indium hydroxide powder, it is possible to prevent metal indium from being mixed with dendrite, and therefore it is possible to produce indium hydroxide powder with high purity. Furthermore, in the method for producing indium hydroxide powder, the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution is only controlled to 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less, and depends on the flow and flow rate of the electrolytic solution. Therefore, electrolysis can be performed under the same conditions between a plurality of electrodes and between a plurality of electrolyzers, and there is no variation in electrolysis conditions. Indium hydroxide powder can be produced efficiently. In addition, in the method for producing indium hydroxide powder, it is not necessary to adopt a method for preventing dendrite by generating a circulation or the like in the electrolytic solution, so that a conventional electrolytic device can be used and the configuration of the electrolytic device is changed. There is no need to avoid an increase in cost.
以上のような水酸化インジウム粉の製造方法により得られた水酸化インジウム粉は、６００℃〜８００℃で数時間、仮焼して酸化インジウム粉とすることができる。そして、得られた酸化インジウム粉は、スパッタリングターゲットの原料に用いられる。 The indium hydroxide powder obtained by the above method for producing indium hydroxide powder can be calcined at 600 ° C. to 800 ° C. for several hours to obtain indium oxide powder. And the obtained indium oxide powder is used for the raw material of a sputtering target.
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples to which the present invention is applied will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
実施例では、電解液の濃度に対する電流密度の比率と、デンドライトの発生の有無との関係を確認した。 In the examples, the relationship between the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution and the presence or absence of dendrite was confirmed.
先ず、電解方法について説明する。電解では、陽極に純度９９．９９％の金属インジウム板を使用し、陰極に不溶性Ｔｉ／Ｐｔ電極を使用した。電解液には、下記の表１に示す濃度の硝酸アンモニウム水溶液をｐＨ３．８、液温４０℃に調整したものを使用した。電解条件は、電解液の濃度と電流密度の関係が下記の表１となるように、電解液の濃度と電流密度を調整し、電解時間を５時間として電解を行った。 First, the electrolysis method will be described. In electrolysis, a metal indium plate having a purity of 99.99% was used for the anode, and an insoluble Ti / Pt electrode was used for the cathode. As the electrolytic solution, an aqueous ammonium nitrate solution having a concentration shown in Table 1 below adjusted to pH 3.8 and a liquid temperature of 40 ° C. was used. The electrolysis was performed by adjusting the concentration of the electrolytic solution and the current density so that the relationship between the concentration of the electrolytic solution and the current density was as shown in Table 1 below, and the electrolysis time was 5 hours.
以上のような電解条件で電解を行い、デンドライトの発生の有無を評価した。評価結果を表１及び図１に示す。表１において、デンドライトが発生している場合には×で示し、発生していない場合には○で示した。その結果、図１に示すように、電流密度と電解液の濃度との関係は、比例関係であり、電解液の濃度に対する電流密度の比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下の領域では、デンドライトが発生しないことがわかる。すなわち、電流密度を高くしても、電解液の濃度を調整して、比率が２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下となるように制御すればデンドライトの発生を防止できることわかる。
Electrolysis was performed under the above electrolysis conditions, and the presence or absence of dendrites was evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 and FIG. In Table 1, when dendrite has occurred, it is indicated by ×, and when it has not occurred, it is indicated by ○. As a result, as shown in FIG. 1, the relationship between the current density and the concentration of the electrolytic solution is a proportional relationship, and the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution is 24 (A / dm 2 ) / (mol / L). It can be seen that dendrite does not occur in the following areas. That is, even when the current density is increased, it is understood that dendrite can be prevented from being generated by adjusting the concentration of the electrolyte and controlling the ratio to be 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less.
Claims (3)
電解液の濃度に対する電流密度の比率を２４（Ａ／ｄｍ２）／（ｍｏｌ／Ｌ）以下に制御して電解を行うことを特徴とする水酸化インジウム粉の製造方法。 In the method for producing indium hydroxide powder, indium hydroxide powder is obtained by electrolytic reaction using metal indium as an anode,
A method for producing indium hydroxide powder, characterized in that electrolysis is performed by controlling the ratio of the current density to the concentration of the electrolytic solution to 24 (A / dm 2 ) / (mol / L) or less.
上記電流密度が、１８Ａ／ｄｍ２よりも大きく３６Ａ／ｄｍ２以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の水酸化インジウム粉の製造方法。 The electrolyte is an aqueous ammonium nitrate solution,
2. The method for producing indium hydroxide powder according to claim 1, wherein the current density is in a range greater than 18 A / dm 2 and 36 A / dm 2 or less.
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