JP5393213B2 - 稀少金属の製造方法 - Google Patents
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Description
従って、本発明を利用することで、殆んど廃棄物を出さないリサイクルが可能となり、理想的な廃パネルの処理方法等の提供が可能となる。
なお、本発明で使用する珪素(Si)は、半導体製造工程で不良となった廃シリコンウエハやシリコンインゴット製造工程での廃製品を利用できるため、本発明の方法は、非常に環境に優しい効率のよい方法と言える。
<S1>前処理工程
廃液晶パネル等(例えば液晶パネルの製造工場において廃棄される廃液晶パネル、液晶表示装置の組立工場にて廃棄され分解処理して排出される廃液晶パネル、及び市場にて廃棄された製品を解体処理して排出される廃液晶パネル等)について、基盤材料以外のプラスチック部材や金属部材、有機フィルム等を除外する。
<S2>パネル切断工程
上記前処理された基盤を切断する。
<S3>粉砕工程
切断された基盤をカレット状に粉砕する。
<S4>酸による薄膜溶解と中和、焼成
塩酸及び硝酸混液でガラス基板上に形成されている薄膜を除去し、基板上に形成されていた透明電極に含まれる稀少金属を前記混液中に溶解した後、アルカリ溶液にて中和し、得られた希少金属水酸化物や炭酸化物を焼成して、稀少金属酸化物とする。
<S5>メカノケミカル反応
上記希少金属酸化物を含むカレット状の基盤材料を、反応槽中、空気雰囲気下で、珪素(純度99.9%)と反応させる。この反応は、1気圧(0.10MPa)で攪拌しながら実施されるのがよい。この反応で、稀少金属酸化物は稀少金属(例えばインジウム)として、また珪素は酸化珪素として析出する。
<S6>洗浄・分離
上記反応生成物を50℃の10%KOH水溶液に入れ、2時間攪拌しながら処理することにより、酸化珪素を溶解処理する。この処理によって、インジウム(固体)と酸化珪素のKOH水溶液(K2SiO3)にして、固液分離し、生成したインジウムを回収する。
<S7>検査
生成したインジウムの純度検査を実施する。
なお、この際、(化学反応式1〜4)に示す化学反応が発生していると考えられる。
(化学反応式1)In2O3 + 6HCl――> 2InCl3 +3H2O
(化学反応式2)InCl3 +3NaOH――>In(OH)3 +3NaCl
(化学反応式3)InCl3 +3NH4OH――>In(OH)3 +3NH4Cl
(化学反応式4)InCl3 +3Na2CO3――>In2(CO)3 +6NaCl
得られた沈澱物、水酸化インジウムIn(OH)3及び炭酸インジウムIn2(CO)3は、乾燥・焼成(600℃〜700℃で2時間)することにより、酸化インジウム(In2O3)として安定な形態で保管する。
回収出来る為、取扱が容易である。又、原料に機械的エネルギーを与えて化学反応を促進するメカノケミカル反応を利用したものであり、反応が密封系で、反応に際して特段加熱する必要が無い。この様に非加熱であるため温度制御や安全装備等が不要であり、装置を小型化することができ、工業的な実施が容易である。
(化学反応式5) 2In2O3 +3Si → 4In + 3SiO2
上式のメカノケミカル反応では、化学反応の前後でのギブスの自由エネルギーの変化が、−906 KJ/molと負になる化学反応になっている。
(化学反応式6) 2SnO2 +2Si → 2SiO2 +2Sn; ΔG°f=−674KJ/mol
(化学反応式7) 2Sb2O3 +3Si → 3SiO2 + 4Sb ΔG°f=−2,823KJ/mol
Claims (5)
- 酸素を含む雰囲気で、稀少金属酸化物粉末を、珪素粉末と攪拌しながらメカノケミカル反応させて、稀少金属と酸化珪素を得るものであり、前記稀少金属がインジウム、錫又はアンチモンであることを特徴とする稀少金属の製造方法。
- 前記雰囲気が、空気である請求項1記載の製造方法。
- 前記メカノケミカル反応を大気圧下で実施する請求項1または2記載の製造方法。
- 上記反応生成物をKOH水溶液で処理し、酸化珪素をKOH水溶液として、稀少金属と酸
化珪素を固液分離する請求項1〜3いずれか1項の製造方法。 - 前記稀少金属酸化物が、廃液晶パネル、廃プラズマディスプレイパネル及び廃太陽電池の
基盤のカレット状粉砕物を、塩酸に溶解し、前記稀少金属を塩化物として沈殿させ、これ
を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウムからなる
群から選ばれる塩類を含むアルカリ水溶液で中和し、得られた稀少金属水酸化物又は炭酸
化物を、乾燥・焼成して得られたものである請求項1〜4いずれか1項の製造方法。
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