JP5002615B2

JP5002615B2 - 有価金属のリサイクル方法

Info

Publication number: JP5002615B2
Application number: JP2009114703A
Authority: JP
Inventors: 淳矢野; 博之大工; 鉄也井上
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: JP2009185389A

Description

本発明は、廃棄フラットパネルディスプレイからの有価金属のリサイクル方法に関するものである。

近年、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイ製品は、高画質化、及び薄肉化のニーズが高まっているが、製造工程の不良品は廃棄処分されているのが、現状である。しかしながら、市場拡大に伴い、ディスプレイ価格の低価格化が進み、結果として、製造単価の低減化も必要とされている。これに伴い、ディスプレイ材料であるガラスや内部回路に用いられる電極材料のリサイクル化も進められると考えられる。特に、電極材料として用いられる銀（Ａｇ）やインジウム（Ｉｎ）類は、高価で、かつ希少なためにリサイクルすれば、製造単価の低減へ最も効果も大きいものである。

ここで、従来のＩｎ等の金属または金属化合物の回収に関わる先行特許文献には、つぎのようなものがある。
特開２００２−２９２３４６号公報この特許文献１に記載の発明は、Ｉｎ等の金属または金属化合物の付着膜を有する成膜治具から、付着膜を経済的にリサイクル可能とし、かつ成膜治具の研削量が少なく、廃棄物の発生量が抑制された付着膜回収方法および付着膜回収装置に関するものである。

この特許文献１では、例えばインジウム、タンタル等の希少金属またはその化合物を含んでいる付着膜を有する成膜治具に対し、ウォータジェットを用いて付着膜を成膜治具から回収する付着膜回収装置であって、ウォータジェットのための高圧水を発生するための高圧水発生部が、水圧を３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲で発生するように設けられ、作業室が、ウォータジェットによる飛沫の外部への飛散を抑制するように、密封可能に設定されていることを特徴とするものである。

しかしながら、上記特許文献１記載の従来の回収方法によれば、水を大量に使用するために、経済的でないという問題があった。

本発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料であるＡｇ及びＩｎを高効率に抽出・回収し、かつ再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。また、低価格化に向けたディスプレイ製造への波及効果も大きい、有価金属のリサイクル方法を提供しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ（インジウム）及びＡｇ（銀）を回収し、再使用する有価金属のリサイクル方法であって、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ_３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液にＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液を濃縮して、所定のＩｎ濃度になるように溶液を調製する工程と、この調製されたＩｎ含有溶液を基板にスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成する工程と、さらに、回収したＡｇＣｌの沈殿物を焼成して、Ａｇを回収する工程とを備えていることを特徴としている。

上記請求項１記載の発明においては、抽出したＩｎ含有溶液を、Ｉｎ濃度が３０〜６０％になるように濃縮するのが、好ましい。

また、本発明の上記有価金属のリサイクル方法の発明において、抽出したＩｎ含有溶液内に、フラットパネルディスプレイの廃棄品からとは別の手段で回収された廃棄回収Ｉｎ酸化物を投入して、溶液中のＩｎ濃度を高め、かつ別途調製したスズ（Ｓｎ）またはアンチモン（Ｓｂ）の溶液を、Ｉｎ含有溶液に対して１〜１５％の割合で混合し、この混合液を所定の基板にスプレー塗布することにより、Ｉｎ含有透明皮膜を基板上に形成するのが、好ましい。

請求項２の発明は、上記請求項１記載の有価金属のリサイクル方法であって、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成する工程において、基板を真空、酸素分圧下、または分圧ガス雰囲気下のいずれかで所定温度に加熱し、この状態で濃縮Ｉｎ含有溶液をスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成することを特徴としている。

請求項３の発明は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ及びＡｇを回収し、再使用する有価金属のリサイクル方法であって、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ _３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液にＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液を電解することにより、Ｉｎを回収する工程と、さらに、回収したＡｇＣｌの沈殿物を焼成して、Ａｇを回収する工程を備えていることを特徴としている。

請求項１記載の有価金属のリサイクル方法の発明は、上述のように、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ及びＡｇを回収し、再使用する有価金属のリサイクル方法であって、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ_３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液にＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液を濃縮して、所定のＩｎ濃度になるように溶液を調製する工程と、この調製されたＩｎ含有溶液を基板にスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成する工程と、さらに、回収したＡｇＣｌの沈殿物を焼成して、Ａｇを回収する工程とを備えていることを特徴とするもので、請求項１の有価金属のリサイクル方法の発明によれば、廃棄フラットパネルディスプレイから高効率でＩｎ及びＡｇの希少金属を分離・回収し、かつ再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。また、低価格化に向けたディスプレイ製造への波及効果も大きいという効果を奏する。

本発明の上記有価金属のリサイクル方法において、抽出したＩｎ溶液を、Ｉｎ濃度が３０〜６０％になるように濃縮することにより、Ｉｎ溶液を再度透明導電膜として薄膜形成することができて、フラットパネルディスプレイを再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。

また、本発明の上記有価金属のリサイクル方法において、抽出したＩｎ含有溶液内に、フラットパネルディスプレイの廃棄品からとは別の手段で回収された廃棄回収Ｉｎ酸化物を投入して、溶液中のＩｎ濃度を高め、かつ別途調製したスズ（Ｓｎ）またはアンチモン（Ｓｂ）の溶液を、Ｉｎ含有溶液に対して１〜１５％の割合で混合し、この混合液を所定の基板にスプレー塗布することにより、透明皮膜を基板上に形成すると、Ｉｎ溶液を再度透明導電膜として薄膜形成することができて、フラットパネルディスプレイを再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。また、低価格化に向けたディスプレイ製造への波及効果も大きいものである。

請求項２の発明は、請求項１記載の有価金属のリサイクル方法であって、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成する工程において、基板を真空、酸素分圧下、または分圧ガス雰囲気下のいずれかで所定温度に加熱し、この状態で濃縮Ｉｎ含有溶液をスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成することを特徴とするもので、請求項２の有価金属のリサイクル方法の発明によれば、フラットパネルディスプレイを確実に再生することが可能であるという効果を奏する。

請求項３の発明は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ及びＡｇを回収し、再使用する有価金属のリサイクル方法であって、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ _３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液にＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液を電解することにより、Ｉｎを回収する工程と、さらに、回収したＡｇＣｌの沈殿物を焼成して、Ａｇを回収する工程を備えていることを特徴とするもので、請求項３の有価金属のリサイクル方法の発明によれば、廃棄フラットパネルディスプレイから高効率でＩｎ及びＡｇの希少金属を分離・回収し、かつ再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。また、低価格化に向けたディスプレイ製造への波及効果も大きいという効果を奏する。

つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は、本発明による廃棄フラットパネルディスプレイからの有価金属のリサイクル方法の実施形態の一例（プロセスＢ）を示すフローシートである。

同図に示すプロセスＢを参照すると、本発明による有価金属のリサイクル方法は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ及びＡｇを回収し、かつ再生する方法である。

本発明による有価金属のリサイクル方法は、まず、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ_３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液（濾液ニ）に、ＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液（濾液ホ）を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液（濾液ホ）を濃縮して、所定のＩｎ濃度になるように溶液を調製する工程と、この調製されたＩｎ含有溶液を基板にスプレー塗布することにより、Ｉｎ含有透明皮膜を基板上に形成する工程とを備えているものである。

上記において、抽出したＩｎ含有溶液（濾液ホ）を、Ｉｎ濃度が３０〜６０％になるように濃縮するのが、好ましい。これにより、Ｉｎ含有溶液を再度透明導電膜として薄膜形成することができて、フラットパネルディスプレイを再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。

また、Ｉｎ含有透明皮膜を基板上に形成する工程において、基板を真空、酸素分圧下、または分圧ガス雰囲気下のいずれかで所定温度に加熱し、この状態で濃縮Ｉｎ含有溶液をスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成するのが、好ましい。これにより、フラットパネルディスプレイを確実に再生することが可能である。

なお、同プロセスＢの中央部の欄を参照すると、抽出したＩｎ含有溶液内に、フラットパネルディスプレイの廃棄品からとは別の手段で回収された廃棄回収Ｉｎ酸化物を投入して、溶液中のＩｎ濃度を高め、かつ別途調製したスズ（Ｓｎ）またはアンチモン（Ｓｂ）の溶液を、Ｉｎ含有溶液に対して１〜１５％の割合で混合し、この混合液を所定の基板にスプレー塗布することにより、透明皮膜を基板上に形成する。これにより、Ｉｎ含有溶液を再度、Ｉｎ含有透明導電膜として薄膜形成することができて、フラットパネルディスプレイを再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。

また、抽出したＩｎ含有溶液（濾液ホ）からスプレー塗布溶液を調製しない場合に、抽出したＩｎ含有溶液を電解することにより、Ｉｎを回収する。これにより、廃棄フラットパネルディスプレイから高効率でＩｎの希少金属を分離・回収し、かつ再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。また、低価格化に向けたディスプレイ製造への波及効果も大きいものである。

さらに、本発明の有価金属のリサイクル方法のプロセスＢにおいては、上記のように、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液（濾液ニ）に、ＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、回収したＡｇＣｌ沈殿物を、さらに焼成して、Ａｇを回収する工程が付加されている。これにより、廃棄フラットパネルディスプレイから高効率でＡｇの希少金属を分離・回収し、かつ再生することが可能となり、経済的にも環境的にも有効な手段となる。また、低価格化に向けたディスプレイ製造への波及効果も大きいものである。
なお、プロセスＢの発明において、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ_３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液（濾液ニ）と、残渣とに分離した場合、残渣は、カレット（基材ガラス）となり、これを再利用する。

つぎに、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の廃棄フラットパネルディスプレイからの有価金属のリサイクル方法の効果を確認するために、下記の実験を行なった。

実施例１
図１に示す本発明による有価金属のリサイクル方法のプロセスＢについて実験を行なった。

サンプルとして、液晶表示パネルやプラズマディスプレイ部が割れて廃棄されるカレット品（ガラス廃棄物）を用いて行なった。この廃棄フラットパネルディスプレイの粉末は、Ａｇを３０ｇ／ｋｇ、Ｉｎを１ｇ／ｋｇをそれぞれ含むものであった。

なお、このサンプルには、ディスプレイの廃棄品のみならず、フラットパネルディスプレイの表面を研摩してできたスラッジ（微粉体）やディスプレイ製造工程の透明導電膜（ＩＴＯ膜）製造装置（蒸着装置）内に堆積する被膜を投入し、同時に回収処理することも可能である。

上記のガラス廃棄物（平均粒径１００μｍ）１００ｇを、８０℃で、５ｍｏｌ／リットルの硝酸水溶液５００ｍｌに投入し、２時間スターラーで攪拌を行なった。溶液を濾過し、抽出したＡｇ・Ｉｎ含有溶液（濾液ニ）について、ＩＣＰ分析装置で調べたところ、Ａｇは２．９ｇ、Ｉｎは、０．０９ｇ含まれていることが判った（Ａｇ回収率：９６．７％、Ｉｎ回収率：９０％）。

ついで、このＡｇ・Ｉｎ含有溶液（濾液ニ）に、液中に含まれるＡｇと同モル量のＫＣｌを含む水溶液を添加したところ、白色の沈殿物が得られた。白色沈殿物を濾過した後、乾燥し、粉末Ｘ線回析を行なったところ、ＡｇＣｌであることを確認した。白色沈殿物の濾過後の濾液中には、Ａｇは含まれていなかった。得られたＡｇＣｌ沈殿物を、さらに焼成して、Ａｇを回収することができた。

一方、濾過後の溶液（濾液ホ）について、ＩＣＰ分析装置で調べたところ、Ａｇは０ｇで全く含まれていなかったのに対し、Ｉｎは、０．０９ｇであり、全量残留していた。これにより、ＡｇおよびＩｎの分離、回収が可能であることを確認した。

つぎに、このＩｎ含有溶液（濾液ホ）のＩｎ濃度が５０％となるように加熱濃縮し、得られた溶液を真空中で６００℃に加熱した基板上にスプレー塗布した結果、面抵抗８ｋΩ／ｓｑのＩｎ含有透明導電膜を形成することができた。
また、この溶液に、別途調製したＳｎ溶液（ＳｎＣｌ：水：濃塩酸＝１０：５：１）を、重量比率で５％混合して、同様に被膜形成した結果、面抵抗１ｋΩ／ｓｑとなり、さらに、薄膜形成を数Ｔｏｒｒの酸素分圧下で行なったところ、面抵抗７００Ω／ｓｑと改善された。
一方、薄膜形成を行なわない場合に、Ｉｎ含有溶液（濾液ホ）を、正極にＰｔメッキしたＴｉ、陰極にＴｉを用いて０．０５（Ａ／ｃｍ ^２）の電流密度の条件で電解することにより、陰極上にＩｎ金属を得た。電解後の溶液中のＩｎ濃度は、０ｐｐｍであった。
ところで、この実施例１のプロセスＢの発明において、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ_３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液（濾液ニ）と、残渣とに分離した場合、残渣は、カレット（基材ガラス）となり、これを再利用することができた。

本発明による有価金属のリサイクル方法の実施形態の一例（プロセスＢ）を示すフローシートである。

Claims

液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ（インジウム）及びＡｇ（銀）を回収し、再使用する有価金属のリサイクル方法であって、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ_３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液にＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液を濃縮して、所定のＩｎ濃度になるように溶液を調製する工程と、この調製されたＩｎ含有溶液を基板にスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成する工程と、さらに、回収したＡｇＣｌの沈殿物を焼成して、Ａｇを回収する工程とを備えていることを特徴とする、有価金属のリサイクル方法。
基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成する工程において、基板を真空、酸素分圧下、または分圧ガス雰囲気下のいずれかで所定温度に加熱し、この状態で濃縮Ｉｎ含有溶液をスプレー塗布することにより、基板上にＩｎ含有透明皮膜を形成することを特徴とする、請求項１記載の有価金属のリサイクル方法。
液晶表示パネルやプラズマディスプレイよりなるフラットパネルディスプレイの廃棄品から電極材料としてパネル表面に付着した有価金属であるＩｎ及びＡｇを回収し、再使用する有価金属のリサイクル方法であって、粉砕または解体された廃棄フラットパネルディスプレイをＨＮＯ _３溶液に浸漬し、溶液を濾過して、Ｉｎ及びＡｇを含む溶液と、残渣とに分離して、Ｉｎ及びＡｇを抽出する工程と、抽出したＩｎ及びＡｇ含有溶液にＫＣｌ又はＮａＣｌを添加して、Ｉｎ含有溶液を得るとともに、ＡｇＣｌ沈殿物を回収する工程と、抽出したＩｎ含有溶液を電解することにより、Ｉｎを回収する工程と、さらに、回収したＡｇＣｌの沈殿物を焼成して、Ａｇを回収する工程を備えていることを特徴とする、有価金属のリサイクル方法。