JP5996797B2 - High purity In and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、リン化インジウム(InP)の原料として特に有用である7N以上の純度を持つ高純度インジウム(In)及びそれを製造する方法を提供するものであり、さらに従来技術よりも安価に製造することができるという特徴を持つ電解精製による高純度Inの製造方法に関する。   The present invention provides a high-purity indium (In) having a purity of 7N or more that is particularly useful as a raw material for indium phosphide (InP), and a method for producing the same, and is manufactured at a lower cost than the prior art. The present invention relates to a method for producing high-purity In by electrolytic purification, which has a feature that it can be performed.

一般に、3−5族化合物半導体の1つであるInPのような化合物半導体単結晶の製造には、高純度の原料が使用されており、高純度のInの製造方法には、蒸留、ゾーン精製等の乾式法により、4Nから6N以上に精製され、特許文献としては以下が挙げられる。
下記特許文献1には、1250℃で蒸留することが、特許文献2には、ベーキング後にゾーンメルトすることが、特許文献3には、塩素ガスと反応させて蒸留し、塩化Inを蒸留水と不均化反応させることが、特殊な例として特許文献4に蒸留したInを連続して鋳造する方法が記載されている。
Generally, high-purity raw materials are used for the production of a compound semiconductor single crystal such as InP, which is one of Group 3-5 compound semiconductors. Distillation and zone purification are used for the production of high-purity In. It is refine | purified from 4N to 6N or more by dry methods, such as the following, and the following is mentioned as patent documents.
In Patent Document 1 below, it is distilled at 1250 ° C., in Patent Document 2 it is zone-melted after baking, and in Patent Document 3, it is distilled by reacting with chlorine gas, and In chloride is distilled with distilled water. As a special example of disproportionation reaction, Patent Document 4 describes a method of continuously casting In distilled.

一方、湿式精製における従来技術を見ると、特許文献5にInの精製方法が記載されている。その具体的内容は、次の通りである。
尚、本発明で使用する「ppm」の単位表記は、以下、「wtppm」を意味する。
Cdを10ppm未満、かつTlを1ppm未満含有する粗Inを原料として、これをアノードとして塩酸浴でIn濃度:100〜300g/L、pH:0.5〜2、電流密度:0.5〜2A/dmで電解精製を行っている。
隔膜によって陽極室と陰極室を分けて電解精製を行い、電解後は陽極室の電解液を抜き取って濾過後、陰イオン交換樹脂と接触させることにより浄液を行っている。更に電流密度 0.3〜2.5A/dmでの電解により電解液中のInより貴な不純物を除去し、これを陰極室に供給して電解精製を行っている。
On the other hand, looking at the prior art in wet refining, Patent Document 5 describes a method for purifying In. The specific contents are as follows.
The unit notation of “ppm” used in the present invention means “wtppm” hereinafter.
Crude In containing less than 10 ppm of Cd and less than 1 ppm of Tl is used as a raw material, and this is used as an anode in a hydrochloric acid bath. In concentration: 100 to 300 g / L, pH: 0.5 to 2, Current density: 0.5 to 2 A Electrolytic purification is performed at / dm 2 .
The anode chamber and the cathode chamber are separated by a diaphragm and subjected to electrolytic purification. After electrolysis, the electrolyte solution in the anode chamber is extracted, filtered, and then contacted with an anion exchange resin for purification. Further, noble impurities are removed from In in the electrolytic solution by electrolysis at a current density of 0.3 to 2.5 A / dm 2 , and this is supplied to the cathode chamber for electrolytic purification.

隔膜の材質としては、例として綿等の天然繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の合成繊維の織布、不織布が挙げられ、充分に小さな通孔を有するものが好ましいとされ、実施例ではテトロン濾布が使用されている。
フィルターについては、濾過ができれば良いという程度で、実施例ではカートリッジフィルターを使用している。
しかし、この特許文献5は、高価な陰イオン交換樹脂を使用しなければならないという問題及び電解液の浄液のため、不純物を除去する電解を行う必要があるという問題がある。
Examples of the material of the diaphragm include natural fibers such as cotton, and woven and non-woven fabrics of synthetic fibers such as polyethylene, polypropylene, and polyester, and those having sufficiently small holes are preferred. Cloth is used.
Regarding the filter, a cartridge filter is used in the embodiment as long as it can be filtered.
However, this Patent Document 5 has a problem that it is necessary to use an expensive anion exchange resin and a problem that it is necessary to perform electrolysis to remove impurities for the purification of the electrolytic solution.

下記特許文献6は、Inの精製方法の記載がある。これは、前記特許文献5の改良版と考えられる。実施例では4〜5Nの純度であるが、特許文献5よりも不純物の多い粗Inを原料として、これをアノードとして塩酸浴でIn濃度 100〜200g/L、pH:1.5〜2.5、電流密度:0.5〜2A/dmで電解精製を行っている。Patent Document 6 below describes a method for purifying In. This is considered an improved version of the above-mentioned Patent Document 5. In Examples, the purity is 4 to 5N, but crude In, which has more impurities than Patent Document 5, is used as a raw material, and this is used as an anode, with an In concentration of 100 to 200 g / L, pH: 1.5 to 2.5 in a hydrochloric acid bath. Electrolytic purification is performed at a current density of 0.5 to 2 A / dm2.

隔膜によって陽極室と陰極室を分けて電解精製を行い、電解後は陽極室の電解液を抜き取り、陰イオン交換樹脂と接触させることにより浄液を行っている。更に電流密度:0.3〜2.5A/dmでの電解、及び金属Inと電解液を接触することにより、電解液中のInより貴な不純物を除去し、これを陰極室に供給して電解精製を行っている。また、セラミックフィルター等を使用した隔膜電解により、Inイオンを電解液に補給する方法も記載されている。The anode chamber and the cathode chamber are separated by a diaphragm and subjected to electrolytic purification. After the electrolysis, the electrolyte solution in the anode chamber is extracted and brought into contact with an anion exchange resin for purification. Furthermore, by removing the current density from 0.3 to 2.5 A / dm 2 and contacting the metal In with the electrolyte, impurities more noble than In in the electrolyte are removed and supplied to the cathode chamber. Electrolytic purification is performed. In addition, a method of supplying In ions to the electrolytic solution by diaphragm electrolysis using a ceramic filter or the like is also described.

隔膜の材質としては、例として綿等の天然繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の合成繊維の織布、不織布が挙げられ、充分に小さな通孔を有するものが好ましいとなっている。実施例ではテトロン濾布を使用している。
濾過については必要に応じて行うこともできるという程度で、実施例ではカートリッジフィルターを使用している。
しかし、この特許文献6は、特許文献5と同様に、高価な陰イオン交換樹脂を使用しなければならないという問題及び電解液の浄液のため不純物を除去する電解を行う必要があるという問題がある。
Examples of the material of the diaphragm include natural fibers such as cotton, and woven fabrics and nonwoven fabrics of synthetic fibers such as polyethylene, polypropylene, and polyester, and those having sufficiently small through holes are preferable. In the examples, Tetron filter cloth is used.
In the embodiment, a cartridge filter is used so that the filtration can be performed as necessary.
However, as in Patent Document 5, this Patent Document 6 has a problem that an expensive anion exchange resin must be used and a problem that it is necessary to perform electrolysis to remove impurities for cleaning the electrolytic solution. is there.

下記特許文献7には、高純度金属Inとその製造方法及び用途の記載がある。具体的内容は、次の通りである。
2段階の電解精製を行い、2段目の電解精製で得られた電析Inを鋳造する際に不活性ガスを吹き込むことで残留揮発分を除去することにより精製を行っている。この特許文献7の達成純度は「6N水準」であるとしている。
Patent Document 7 below describes high-purity metal In, a method for producing the same, and uses. The specific contents are as follows.
Purification is performed by removing residual volatiles by blowing an inert gas when casting the electrodeposited In obtained by the second stage of electrolytic purification. The achieved purity of Patent Document 7 is assumed to be “6N level”.

電解は塩酸浴でも硫酸浴でも良く、In濃度 20〜80g/L、pH:1.0〜2.5が好ましいとなっており、隔膜は使用していない。第1電解と第2電解の合計電流密度が100〜500A/m(1〜5A/dm)であること、第1電解よりも第2電解の電流密度を低くしている。鋳造時にフラックスとして水酸化Na、または水酸化Naと硝酸Naの混合物を添加してClを0.03ppm以下、Sを0.01ppm以下としている。The electrolysis may be a hydrochloric acid bath or a sulfuric acid bath, and an In concentration of 20 to 80 g / L and a pH of 1.0 to 2.5 are preferable, and no diaphragm is used. The total current density of the first electrolysis and the second electrolysis is 100 to 500 A / m 2 (1 to 5 A / dm 2 ), and the current density of the second electrolysis is made lower than that of the first electrolysis. At the time of casting, Na hydroxide or a mixture of Na hydroxide and nitrate is added as a flux so that Cl is 0.03 ppm or less and S is 0.01 ppm or less.

実施例1は不活性ガス吹き込みなし、実施例2は不活性ガス吹き込み、実施例3〜5はフラックスを使用して不活性ガスを吹き込んだ結果である。この特許文献7は、2段階での電解のためコスト高になるという問題があり、また1段目と2段目の間にアノード作製のための鋳造を行う必要があり、工程が複雑になるという問題がある。   Example 1 is the result of blowing inert gas, Example 2 is blowing inert gas, and Examples 3 to 5 are the results of blowing inert gas using a flux. This patent document 7 has a problem of high cost due to electrolysis in two stages, and it is necessary to perform casting for producing an anode between the first stage and the second stage, and the process becomes complicated. There is a problem.

特許文献8には、Inの精製方法において、陽極室から電解液を抜き取り、ろ過後、この電解液を陰イオン交換樹脂と接触させる工程、電解質が隔膜により陽極室と陰極室に隔てられた電解浄液槽の陰極室に供給して電解浄液する工程からなる精製方法が記載されている。この場合も、高価な陰イオン交換樹脂を使用しなければならないという問題及び電解液の浄液のため不純物を除去する電解を行う必要があるという問題がある。そして、達成している純度は6Nレベルに過ぎない。   In Patent Document 8, in the purification method of In, an electrolytic solution is extracted from the anode chamber, and after filtration, the electrolytic solution is contacted with an anion exchange resin, and the electrolyte is separated into an anode chamber and a cathode chamber by a diaphragm. A purification method comprising a step of supplying an electrolytic solution to the cathode chamber of the liquid tank is described. Also in this case, there is a problem that an expensive anion exchange resin must be used and a problem that it is necessary to perform electrolysis to remove impurities for the purification of the electrolytic solution. And the purity achieved is only 6N level.

特許文献9には、In含有物を塩酸で溶解し、この溶解液にアルカリを加えてpHが0.5〜4の範囲内の所定の値になるように中和し、溶解液中の所定の金属イオンを水酸化物として析出させて除去し、次いで、これに硫化水素ガスを吹き込み、次工程の電解に有害な金属イオンを硫化物として析出除去した後、この溶解液を電解元液としてInメタルを電解精製する。   In Patent Document 9, an In-containing material is dissolved with hydrochloric acid, and an alkali is added to the solution to neutralize the solution to a predetermined value within a range of 0.5 to 4, and a predetermined solution in the solution is obtained. Then, the metal ions are precipitated and removed as hydroxides, and then hydrogen sulfide gas is blown into the metal ions, and the metal ions harmful to the electrolysis in the next step are precipitated and removed as sulfides. In metal is electrolytically purified.

この方法によって、ITOターゲット屑から純度99.999%以上のInを回収できるとする記載がある。しかし、この場合は、5Nレベルの純度の回収方法に過ぎない。   There is a description that it is possible to recover 99.999% or more of In from ITO target waste by this method. However, in this case, it is only a recovery method having a purity level of 5N.

特許文献10には、後述する本願発明で使用する高純度炭酸ストロンチウムの製造方法が開示されているので、参考までに掲示する。   Patent Document 10 discloses a method for producing high-purity strontium carbonate used in the present invention, which will be described later.

特開2002−212647号公報JP 2002-212647 A 特開平04−026728号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-026728 特開平01−156437号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-156437 特開平10−121163号公報JP-A-10-121163 特開平01−031988号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-031988 特開平01−219186号公報JP-A-01-219186 特開2005−179778号公報JP 2005-179778 A 特開昭64−31988号公報JP-A 64-31988 特開2007−131953号公報JP 2007-131953 A 特開平9−77516号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-77516

本発明は、特にInPの原料として有用である7N以上の純度を持つ高純度In及びそれを製造する方法を提供することを課題とし、さらに従来技術よりも安価に製造することができる電解精製による製造方法を提供することを課題とする。InGaN、AlInGaPなどのLED用のIn需要が伸びていくという可能性があり、今後大量にかつ安価に製造することが要求されるが、本願発明はこれに対応できる技術を提供する。   An object of the present invention is to provide a high-purity In having a purity of 7N or more that is particularly useful as a raw material for InP and a method for producing the same, and further by electrolytic purification that can be produced at a lower cost than the prior art. It is an object to provide a manufacturing method. There is a possibility that In demand for LEDs such as InGaN and AlInGaP will increase, and it will be required to manufacture in large quantities at low cost in the future. The present invention provides a technology that can cope with this.

以上から、本出願は、次の発明を提供する。
尚、本発明において、ガス成分元素であるC(炭素)、N(窒素)、O(酸素)を除き、各元素濃度の分析値は、GDMS(Glow Discharge Mass Spectrometry)法によって分析した値である。
(1)Pb:0.05ppm以下、Zn:0.005ppm以下、S:0.02ppm以下であり、7N(99.99999%)以上の純度を有する高純度In。
(2)Fe:0.001ppm以下、Sn:0.01ppm未満、Si:0.005ppm未満である上記1)に記載の高純度In。
As described above, the present application provides the following inventions.
In the present invention, except for C (carbon), N (nitrogen), and O (oxygen), which are gas component elements, the analytical values of each element concentration are values analyzed by a GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) method. .
(1) Pb: 0.05 ppm or less, Zn: 0.005 ppm or less, S: 0.02 ppm or less, and high-purity In having a purity of 7N (99.99999%) or more.
(2) High purity In as described in 1) above, wherein Fe: 0.001 ppm or less, Sn: less than 0.01 ppm, and Si: less than 0.005 ppm.

また、本出願は、次の発明を提供する。
(3)電解により高純度Inを製造する方法であって、5N(99.999%)のInを原料とし、この原料を用いて電解精製する際に、電解液にSrCOを添加して電解液中のPbの含有量を低減させ、さらに、電着Inを陰極板から剥離し、大気中もしくは酸素含有ガス雰囲気下で鋳造し、7N(99.99999%)以上の純度とすることを特徴とする高純度Inの製造方法。
(4)アノード液(アノライト)とカソード液(カソライト)を5cm/cmsec以下の通気性をもつ隔膜で仕切り、カソードに接する電解液を予め0.5μm以下の細孔を持つフィルターで濾過し、精製することを特徴とする上記3)に記載の高純度Inの製造方法。
(5)電解精製による高純度Inの製造方法であって、アノード液(アノライト)とカソード液(カソライト)を、5cm/cmsec以下の通気性を持つ隔膜で仕切り、さらに、カソライトの一部を電解槽とは異なるカソライトタンクに取り出し、カソライトタンク中のカソライトにSrCOを添加することにより、カソライト中のPbを除去し、該Pbを除去したカソライトを細孔0.5μm以下のフィルターに通液して濾過した後、電解槽中のカソードボックスに再び戻すように循環供給しながら電解精製することを特徴とする高純度Inの製造方法。
(6)電解液を硫酸とし、pH:0.5〜1.5で電解することを特徴とする上記3)〜5)のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。
The present application also provides the following invention.
(3) A method for producing high-purity In by electrolysis, in which 5N (99.999%) In is used as a raw material, and when electrolytic purification is performed using this raw material, SrCO 3 is added to the electrolytic solution for electrolysis. The content of Pb in the liquid is reduced, and the electrodeposited In is peeled off from the cathode plate and cast in the air or in an oxygen-containing gas atmosphere to have a purity of 7N (99.99999%) or more. A method for producing high purity In.
(4) The anolyte (anolyte) and catholyte (catholyte) are partitioned by a breathable membrane of 5 cm 3 / cm 2 sec or less, and the electrolyte in contact with the cathode is filtered through a filter having pores of 0.5 μm or less in advance. The method for producing high-purity In according to 3) above, wherein the method is purified.
(5) A method for producing high-purity In by electrolytic purification, in which an anolyte (anolyte) and a catholyte (catholyte) are partitioned by a breathable diaphragm of 5 cm 3 / cm 2 sec or less, The part was taken out into a catholyte tank different from the electrolytic cell, and Pb in the catholite was removed by adding SrCO 3 to the catholite in the catholite tank, and the catholite from which the Pb had been removed had a pore size of 0.5 μm or less A method for producing high-purity In, characterized in that, after passing through a filter and filtering, electrolytic purification is performed while circulating supply so as to return to the cathode box in the electrolytic cell again.
(6) The method for producing high-purity In according to any one of (3) to (5) above, wherein the electrolytic solution is sulfuric acid and electrolysis is performed at a pH of 0.5 to 1.5.

また、本出願は、次の発明を提供する。
(7)電流密度:1〜5A/dmで電解することを特徴とする上記3)〜6)のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。
(8)電解液中のIn濃度:65〜120g/L、Cl濃度:6〜10g/Lとして電解することを特徴とする上記3)〜7)のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。
(9)SrCOを0.1〜2.0g/Lを添加して精製することを特徴とする上記3)〜8)のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。
(10)上記3)〜9)のいずれか一項に記載の高純度Inの電解精製方法で製造された高純度Inを陰極板から剥離し、大気中もしくは酸素含有ガス雰囲気下で鋳造する際、170〜190℃で鋳造することを特徴とする高純度Inの製造方法。
(11)上記3)〜10)のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法により、Pb:0.05ppm以下、Zn:0.005ppm以下、S:0.02ppm以下とし、7N(99.99999%)以上の純度とすることを特徴とする高純度Inの製造方法。
The present application also provides the following invention.
(7) The method for producing high-purity In according to any one of 3) to 6) above, wherein electrolysis is performed at a current density of 1 to 5 A / dm 2 .
(8) Electrolysis is performed at an In concentration in the electrolyte of 65 to 120 g / L and a Cl concentration of 6 to 10 g / L. The high purity In of any one of 3) to 7) above Production method.
(9) The method for producing high-purity In according to any one of (3) to (8) above, wherein SrCO 3 is purified by adding 0.1 to 2.0 g / L.
(10) When the high-purity In produced by the high-purity In electrolytic purification method according to any one of 3) to 9) above is peeled from the cathode plate and cast in the air or an oxygen-containing gas atmosphere A method for producing high-purity In, characterized by casting at 170 to 190 ° C.
(11) Pb: 0.05 ppm or less, Zn: 0.005 ppm or less, S: 0.02 ppm or less by the method for producing high-purity In according to any one of 3) to 10) above, and 7N (99 .. 99999%) or higher purity, a method for producing high purity In.

本願発明は、特にInPの原料として有用である7N以上の純度を持つ高純度In及びそれを製造する方法を提供することができる優れた効果を有する。また、本発明の電解精製による製造方法は、従来技術よりも安価に製造することができるという特徴を持つ。InGaN、AlInGaPなどのLED用のIn需要が、急速に伸びており、今後大量、かつ安価に製造することが要求されるが、本願発明はこれに対応できる技術を提供することができる。   The present invention has an excellent effect capable of providing high-purity In having a purity of 7N or more, which is particularly useful as a raw material for InP, and a method for producing the same. In addition, the production method by electrolytic purification of the present invention is characterized in that it can be produced at a lower cost than the prior art. The demand for In for LEDs such as InGaN and AlInGaP is growing rapidly, and it will be required to manufacture in large quantities at low cost in the future. However, the present invention can provide a technology that can cope with this demand.

本願発明の電解精製による高純度Inの製造において使用する電解槽の説明図である。It is explanatory drawing of the electrolytic cell used in manufacture of the high purity In by the electrolytic purification of this invention.

本発明の理解を容易にするために、試験の内容を説明する。
これまで、InP化合物半導体の原料であるInは、例えば4NのInをベーキング(1000℃)及び蒸留(1050℃)で6Nとする乾式法により精製されていた。しかし、乾式法は設備コスト及び製造コストがかかり、7N以上の高純度Inを増産するには、ベーキング工程と蒸留工程を複数回繰り返す必要もあり、多額の設備投資が必要である。そこで、湿式精製でInPに使用可能な高純度Inが得られるかを検討した。
また、従来技術では、6N以上という記載はあっても、実際は6NレベルのInしか達成しておらず、さらに高純度化が必要であった。本願発明は、目標純度は7N以上とし、硫酸浴での電解精製による試験を行った。
In order to facilitate understanding of the present invention, the contents of the test will be described.
Until now, In, which is a raw material for InP compound semiconductors, has been purified by a dry method in which, for example, 4N of In is baked (1000 ° C.) and distilled (1050 ° C.) to 6N. However, the dry method requires equipment costs and manufacturing costs, and in order to increase the production of high purity In of 7N or more, it is necessary to repeat the baking step and the distillation step a plurality of times, which requires a large amount of equipment investment. Therefore, it was examined whether high-purity In that could be used for InP was obtained by wet purification.
In addition, in the prior art, even though there is a description of 6N or more, in reality, only 6N level In was achieved, and higher purity was required. In the present invention, the target purity was set to 7N or more, and the test was conducted by electrolytic purification in a sulfuric acid bath.

本発明の電解精製による高純度Inの製造は、図1に示すような装置を用いて行われる。図1について説明すると、電解槽(電槽)中に陰極板となるチタン(Ti)製の金属板が配置され、陽極には純度5NのInのインゴットが設置されている。カソードとアノードとの間には、隔壁の役割をする濾布を備えたカソードボックスが配置され、両電極板が仕切られている。
ここで、該濾布の細孔の規格は通気性というJIS L 1096で規格化されており、本発明では、124.5Paにおいて、5cm/cmsec以下の通気性を有する濾布を使用して、アノライト中の浮遊物等の不純物がカソライト中に混入されることを防いでいる。
Production of high purity In by electrolytic purification of the present invention is performed using an apparatus as shown in FIG. Referring to FIG. 1, a titanium (Ti) metal plate serving as a cathode plate is disposed in an electrolytic cell (battery cell), and an In ingot of purity 5N is disposed on the anode. A cathode box having a filter cloth serving as a partition is disposed between the cathode and the anode, and both electrode plates are partitioned.
Here, the specification of the pores of the filter cloth is standardized by JIS L 1096, which is air permeability, and in the present invention, a filter cloth having an air permeability of 5 cm 3 / cm 2 sec or less is used at 124.5 Pa. Thus, impurities such as suspended matters in the anolite are prevented from being mixed into the catholyte.

さらに、電解槽の外側に、カソライトタンクを配置し、カソードボックス内の電解液の一部をカソライトタンクに導入し、この中にSrCOを添加する。
この処理を行うことによって、カソライト中に含有される鉛(Pb)をPbCO−O−COSrとしてカソライトタンクの底部に沈殿させ、Pbを除去したカソライトを電槽内のカソードボックス内に戻すことで、Pb除去されたカソライトが循環して使用される。
ここで、カソライトタンク内でPb除去されたカソライトは、0.5μm以下の細孔を持つフィルターで濾過され、精製されることで、カソードボックス内へのPbの混入を防いでいる。フィルターの細孔は、0.2μmであることが、より好ましい。
原料となるInは、5N(99.999%)のInをアノードとして使用する。5NレベルのInは蒸留法を単独で用いることにより容易に製造でき、市販品の材料を使用できる。
Further, a catholyte tank is disposed outside the electrolytic cell, and a part of the electrolyte solution in the cathode box is introduced into the catholyte tank, and SrCO 3 is added thereto.
By carrying out this treatment, lead (Pb) contained in the catholite is precipitated as PbCO 2 —O—CO 2 Sr at the bottom of the catholyte tank, and the catholite from which Pb has been removed is placed in the cathode box in the battery case. By returning, the Pb-removed catholyte is circulated and used.
Here, the catholite from which Pb has been removed in the catholyte tank is filtered through a filter having pores of 0.5 μm or less and purified, thereby preventing Pb from being mixed into the cathode box. The pores of the filter are more preferably 0.2 μm.
As the raw material In, 5N (99.999%) In is used as the anode. 5N level In can be easily produced by using the distillation method alone, and commercially available materials can be used.

前記蒸留法を単独で用いることにより製造した5NのInの主たる不純物は、Pb(鉛)、Zn(亜鉛)、Sn(錫)であり、特に、Pbは1ppm程度含有する。電解精製法で、Sn、Fe(鉄)、Ni(ニッケル)などの不純物は低減できるが、最も問題となるのは、Pbの除去であり、このPbを簡便に除去することが大きな課題となる。
また、本願発明では、電解精製工程において硫酸溶液を使用しており、前記蒸留法によって製造された5NのIn原料中のS(硫黄)は、0.005ppmであるが、電解精製後に0.05ppmに増加し、7NのInを製造するためには、電解精製後のS分の低減が必要となる。
さらに、Znについても、前記蒸留法で製造された5NのIn原料中にはZnが0.1ppm含有されており、電解精製後0.05ppmに低減できているが、7NのInを製造するためには、さらに低減しなければならない。
The main impurities of 5N In produced by using the distillation method alone are Pb (lead), Zn (zinc), and Sn (tin), and in particular, Pb contains about 1 ppm. Impurities such as Sn, Fe (iron), and Ni (nickel) can be reduced by the electrolytic purification method, but the most problematic is the removal of Pb, and the simple removal of Pb is a major issue. .
In the present invention, a sulfuric acid solution is used in the electrolytic purification process, and S (sulfur) in the 5N In raw material produced by the distillation method is 0.005 ppm. In order to produce 7N In, it is necessary to reduce the S content after electrolytic purification.
Further, Zn was also contained in the 5N In raw material produced by the above-described distillation method in an amount of 0.1 ppm Zn, which could be reduced to 0.05 ppm after electrolytic purification, but in order to produce 7N In. It must be further reduced.

本発明の高純度Inの製造に際して、5N(99.999%)のInを使用し、かつ電解により精製しようとするものであるが、図1に示すような装置のカソライトタンク中の電解液にSrCOを添加してPbを低減させる。これが、本願発明の大きな特徴の一つである。基本は電解精製にあるので、乾式法による精製の1/5〜1/6のコストで達成できるという、優れた生産性向上の利点がある。In the production of the high-purity In of the present invention, 5N (99.999%) In is to be purified by electrolysis. The electrolytic solution in the catholyte tank of the apparatus as shown in FIG. SrCO 3 is added to reduce Pb. This is one of the major features of the present invention. Since the basis is electrolytic purification, there is an advantage of excellent productivity improvement that can be achieved at a cost of 1/5 to 1/6 of the purification by the dry method.

電解精製は硫酸溶液中で行ない、カソードの周囲を取り巻くように前記カソードボックスが配置され、カソードボックスはアノード板に対向する面に濾布を張り、アノライトとカソライト中の不純物が混同することを防ぐようにした。
この濾布は、上記の通り、通気性5cm/cmsec以下、さらに好ましくは1cm/cmsec以下のものを使用した。電解槽内にあり、カソードボックスの外側に、5NのInを配置する。電解槽の外側には、カソライトタンクを配置し、カソードボックス内のカソライトの一部をカソライトタンクに導入し、この中にSrCOを添加する。
Electrolytic purification is carried out in a sulfuric acid solution, and the cathode box is arranged so as to surround the cathode, and the cathode box is coated with a filter cloth on the surface facing the anode plate to prevent confusion of impurities in anolyte and catholyte. I did it.
As described above, the filter cloth used had a breathability of 5 cm 3 / cm 2 sec or less, more preferably 1 cm 3 / cm 2 sec or less. In the electrolytic cell, 5N In is arranged outside the cathode box. A catholyte tank is disposed outside the electrolytic cell, and a part of the catholyte in the cathode box is introduced into the catholyte tank, and SrCO 3 is added thereto.

電解に際しては、電解液を硫酸とし、pH0.5〜1.5で電解する。pH0.5未満では水素発生により電流効率が低下し、pH1.5を超えると電解電圧が高くなるためである。
さらに、電流密度:1〜5A/dmで電解する。これは、1A/dm未満では生産性が悪く、5A/dmを超えると電解電圧が高くなるためである。またデンドライトが発生しやすく、電解精製においてはInよりも貴な不純物がカソードに析出しやすいためである。
In electrolysis, the electrolytic solution is sulfuric acid and electrolysis is performed at pH 0.5 to 1.5. If the pH is less than 0.5, the current efficiency decreases due to hydrogen generation, and if the pH exceeds 1.5, the electrolysis voltage increases.
Furthermore, the current density: electrolysis at 1-5A / dm 2. This poor productivity is less than 1A / dm 2, is because the the electrolysis voltage exceeds 5A / dm 2 becomes high. In addition, dendrites are easily generated, and impurities more precious than In are easily deposited on the cathode in electrolytic purification.

カソードに接する電解液(カソライト)中のIn濃度:65〜120g/L、Cl濃度:6〜10g/Lとして電解する。In濃度:65g/L未満では、特に電解精製では水素発生により電流効率が低下し、120g/Lを超えると高価なInの工程内在庫が増えるためである。Cl濃度6g/L未満ではInの電着がデンドライト上に析出し隔膜を破損する。また、10g/Lを超えても大きな問題点ではないが、周辺機器の腐食に影響を与え、装置の寿命が短くなるため、好ましくない。   Electrolysis is carried out at an In concentration of 65 to 120 g / L and a Cl concentration of 6 to 10 g / L in the electrolyte solution (catholyte) in contact with the cathode. This is because, when the In concentration is less than 65 g / L, current efficiency decreases due to hydrogen generation particularly in electrolytic refining, and when it exceeds 120 g / L, the in-process inventory of expensive In increases. If the Cl concentration is less than 6 g / L, the electrodeposition of In is deposited on the dendrite and the diaphragm is damaged. Moreover, although it is not a big problem even if it exceeds 10 g / L, since it will affect the corrosion of a peripheral device and the lifetime of an apparatus will become short, it is not preferable.

SrCOについては、0.1〜2.0g/Lをカソライトタンク中のカソライトに添加して、PbをPbCO−O−COSrとしてカソライトタンクの底部に沈殿させる。Pbを沈殿させたカソライトタンク中のカソライトは、PbCO−O−COSrを含まないように、細孔0.5μm以下のフィルターを通して、カソードボックス内の電解液中に戻すことで、カソライトが循環して使用される。For SrCO 3 , 0.1-2.0 g / L is added to the catholite in the catholite tank to precipitate Pb as PbCO 2 —O—CO 2 Sr at the bottom of the catholite tank. The catholyte in the catholyte tank in which Pb is precipitated is returned to the electrolyte in the cathode box through a filter having a pore size of 0.5 μm or less so as not to contain PbCO 2 —O—CO 2 Sr. Is used cyclically.

以上の工程によって、カソライトタンク中のカソライトに、SrCOを添加することにより、Pb2+はPbCO−O−COSrとして析出させ、カソライトタンクの底部に沈殿するので、電解液中のPbが低減でき、電解精製されるInからPbを除去することが可能となる。SrCOの濃度0.1g/L未満ではPbの除去効果が低減し、2.0g/Lを超えるとフィルターが目詰まりし、フィルターの交換頻度が高くなる。By adding SrCO 3 to the catholyte in the catholyte tank by the above process, Pb 2+ is precipitated as PbCO 2 —O—CO 2 Sr and is precipitated at the bottom of the catholyte tank. Pb can be reduced, and Pb can be removed from the electrolytically purified In. When the concentration of SrCO 3 is less than 0.1 g / L, the effect of removing Pb is reduced, and when it exceeds 2.0 g / L, the filter is clogged and the frequency of filter replacement is increased.

本願発明による電解精製を行うと、アノードとして使用する原料Inは電解液(アノライト)に溶解する。適正な電解条件では、Inよりも貴な不純物はカソードに電着せず、アノード表面に残るか、電解液中に微細な浮遊物として混入するが、浮遊物となった場合はカソードに電着するInに混入する可能性がある。したがって、電解精製の場合は、充分に小さい細孔を持つ隔壁を、アノードとカソードの間に配置することが好ましい。   When the electrolytic purification according to the present invention is performed, the raw material In used as the anode is dissolved in the electrolytic solution (anolite). Under proper electrolysis conditions, impurities more precious than In do not electrodeposit on the cathode and remain on the anode surface or are mixed as fine floating substances in the electrolyte, but if they become floating substances, they are electrodeposited on the cathode. There is a possibility of mixing in In. Therefore, in the case of electrolytic purification, it is preferable to arrange a partition wall having sufficiently small pores between the anode and the cathode.

(電極反応)
カソード反応は、次の通りである。
In3++3e → In
濾布膜
(アノード室)
In3+ → In3+(カソード室)
アノード反応は、次の通りである。
In → In3++3e
(微量)Pb → Pb2++2e
(カソライト室(タンク))
Pb2++SrCO−O−COSr→PbCO−O−COSr+Sr2+
(Electrode reaction)
The cathode reaction is as follows.
In 3+ + 3e → In
Filter cloth membrane (anode chamber)
In 3+ → In 3+ (cathode chamber)
The anodic reaction is as follows.
In → In 3+ + 3e
(Trace) Pb → Pb 2+ + 2e
(Catholite room (tank))
Pb 2+ + SrCO 2 —O—CO 2 Sr → PbCO 2 —O—CO 2 Sr + Sr 2+

上記カソライト室(タンク)の反応に示すように、SrCOの添加によりPb2+はPbCO−O−COSrとして析出するので、除去が可能となる。カソライトは、さらにカソライトタンクに導入され、Ti電極上にはアノライトに溶出したInが析出し、6N以上の純度を有するInを得ることができる。As shown in the reaction in the catholyte chamber (tank), Pb 2+ precipitates as PbCO 2 —O—CO 2 Sr by the addition of SrCO 3 , and thus can be removed. The catholyte is further introduced into the catholyte tank, and the In eluted in the anolyte is deposited on the Ti electrode, so that In having a purity of 6N or more can be obtained.

カソライトタンクへ導入するSrCOの不純物は、Si:0.51ppm、S:4.9ppm、Ca:50ppm、Fe<0.5ppm、Ni<05ppm、Pb<0.1ppmであるが、カソライト中では希釈されるので、実際にIn中へ混入する量は、後述する実施例に示すように低減する。SrCOの高純度化の技術は、上記特許文献10(特開平9−77516号公報)に開示されているので、高純度化は容易に達成できる。Impurities of SrCO 3 introduced into the catholyte tank are Si: 0.51 ppm, S: 4.9 ppm, Ca: 50 ppm, Fe <0.5 ppm, Ni <05 ppm, Pb <0.1 ppm. Since it is diluted, the amount actually mixed into In is reduced as shown in the examples described later. Since the technology for increasing the purity of SrCO 3 is disclosed in Patent Document 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-77516), the purification can be easily achieved.

すなわち、上記の製造方法により、Pb:0.05ppm以下、Zn:0.05ppm以下、S:0.05ppm以下であり、6N(99.9999%)以上の純度を有する高純度Inを得ることが可能となる。
さらには、上記において、Fe:0.001ppm以下、Sn:0.01ppm未満、Si:0.005ppm未満である高純度Inを得ることができる。
That is, by the above production method, Pb: 0.05 ppm or less, Zn: 0.05 ppm or less, S: 0.05 ppm or less, and high purity In having a purity of 6N (99.9999%) or more can be obtained. It becomes possible.
Furthermore, in the above, high purity In which is Fe: 0.001 ppm or less, Sn: less than 0.01 ppm, and Si: less than 0.005 ppm can be obtained.

図1では、硫酸を使用した例を示しているが、塩酸浴での電解精製の場合、アノードからの塩素ガス発生を防ぎたいのであれば、特開平08−060264号公報(特許3089595号公報)の電解採取によるInの回収方法(日鉱金属)のようにアノードボックスを設置して、アノードを硫酸と接触させるとよい。   FIG. 1 shows an example in which sulfuric acid is used. However, in the case of electrolytic purification in a hydrochloric acid bath, if it is desired to prevent generation of chlorine gas from the anode, Japanese Patent Laid-Open No. 08-060264 (Japanese Patent No. 3089595). It is good to install an anode box like the collection | recovery method (Nikko metal) of In by electrowinning, and to make an anode contact with a sulfuric acid.

電解後、カソードから電析Inを剥離し、170〜190℃で溶解・鋳造してインゴットを作製する。この溶解・鋳造の際に、大気中もしくは酸素含有ガス雰囲気下で実施することによりZn、Sの酸化物が形成され、固体又は気体の状態で、In中から分離、除去される。この結果、In中のZnを0.005ppm以下とすることができ、またIn中のSを0.01ppm以下にすることができる。尚、上記酸素含有ガスとしては、高純度アルゴンと高純度酸素の混合ガスや酸素富化空気等が使用できる。   After electrolysis, electrodeposited In is peeled from the cathode, and melted and cast at 170 to 190 ° C. to produce an ingot. When this melting and casting is performed in the atmosphere or in an oxygen-containing gas atmosphere, Zn and S oxides are formed and separated and removed from In in a solid or gas state. As a result, Zn in In can be made 0.005 ppm or less, and S in In can be made 0.01 ppm or less. As the oxygen-containing gas, a mixed gas of high purity argon and high purity oxygen, oxygen-enriched air, or the like can be used.

次に、本願発明の実施例及び比較例について説明する。
(実施例1)
実施例1として硫酸浴を用いた電解精製(図1に示す装置を使用)について説明する。カソードボックスで仕切られたアノライトとカソライトの間には、通気性5cm/cmsec以下の濾布が配置され、アノライト中に存在する浮遊物等の不純物がカソライト側へ混入することを防止した。なお、電解精製の条件については、カソライト中In濃度:80g/L、pH:1.2、SrCO:0.5g/L、電流密度:3A/dm、カソライト中Cl濃度を8g/Lした。
Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.
Example 1
As Example 1, electrolytic purification using a sulfuric acid bath (using the apparatus shown in FIG. 1) will be described. Between the anolyte and catholyte partitioned by the cathode box, a filter cloth with air permeability of 5 cm 3 / cm 2 sec or less is arranged to prevent impurities such as suspended solids existing in the anolyte from entering the catholyte side. . The conditions for electrolytic purification were as follows: In concentration in catholyte: 80 g / L, pH: 1.2, SrCO 3 : 0.5 g / L, current density: 3 A / dm 2 , Cl concentration in catholite was 8 g / L. .

カソライトタンクへ添加したSrCOの不純物の含有量は、Si:0.51ppm、S:4.9ppm、Ca:50ppm、Fe<0.5ppm、Ni<05ppm、Pb<0.1ppmであった。
このSrCOを使用して、カソライトタンク中のカソライトへSrCOを0.5g/Lの濃度となるように添加し、Pbを除去したカソライトを、細孔0.5μm以下のフィルターを通して、再びカソードボックスへ戻すように循環供給しながら、電解精製を実施した。電解精製後の電析したInをカソードのTi電極板から剥離し、不純物を分析した結果を表1に示す。
The content of impurities of SrCO 3 added to the catholyte tank was Si: 0.51 ppm, S: 4.9 ppm, Ca: 50 ppm, Fe <0.5 ppm, Ni <05 ppm, Pb <0.1 ppm.
Using this SrCO 3, was added SrCO 3 into the catholyte during catholyte tank at a concentration of 0.5 g / L, the catholyte was removed Pb, through the following filter pores 0.5 [mu] m, again Electrolytic purification was performed while circulatingly feeding back to the cathode box. Table 1 shows the results of separating the electrodeposited In after electrolytic purification from the cathode Ti electrode plate and analyzing impurities.

その結果、電解精製後のIn中の不純物は、Pb:0.02ppmに低減でき、Sn:0.01ppm未満(検出限界未満)、Ni:0.006ppm、Fe:0.001ppmに低減できた。また、Znも0.05ppmに低減できたが、この含有量では、7Nの純度を達成できるものではなく、さらに、Sは蒸留法で製造した5NのIn原料中では0.005ppmであったが、電解精製後には0.05ppmに増加し、7NのInを製造するためには、低減しなくてはならないことになる。   As a result, the impurities in In after electrolytic purification could be reduced to Pb: 0.02 ppm, Sn: less than 0.01 ppm (less than the detection limit), Ni: 0.006 ppm, and Fe: 0.001 ppm. Zn could also be reduced to 0.05 ppm, but with this content, 7N purity could not be achieved, and S was 0.005 ppm in the 5N In raw material produced by the distillation method. After the electrolytic purification, it increases to 0.05 ppm and must be reduced in order to produce 7N In.

次に、電解精製後の電析したInをカソード板から剥離し、180℃で溶解し、大気中で鋳造した。その結果、鋳造後のIn中の不純物は、表1に示すように、Na:0.001ppm、Si:0.005ppm未満(検出限界未満)、Ca:0.005ppm、Fe:0.001ppm未満(検出限界未満)、Ni:0.002ppm、Sn:0.01ppm未満(検出限界未満)であり、またPb:0.02ppmであり、電解精製後の含有量に維持されている。特に、Zn、Sについては、鋳造時の大気中酸素と反応して酸化物を形成し、特にZnは酸化物(スラグ)を形成して固体(浮遊物)の状態となり、溶解しているInから分離、除去され、又は、Sは硫黄酸化物の気体となり、溶解しているInから分離、除去されることで、Zn:0.005ppm、S:0.01ppmに低減された。   Next, the electrodeposited In after electrolytic purification was peeled off from the cathode plate, melted at 180 ° C., and cast in the atmosphere. As a result, as shown in Table 1, impurities in In after casting were Na: 0.001 ppm, Si: less than 0.005 ppm (less than detection limit), Ca: 0.005 ppm, Fe: less than 0.001 ppm ( Less than the detection limit), Ni: 0.002 ppm, Sn: less than 0.01 ppm (less than the detection limit), and Pb: 0.02 ppm, which are maintained at the content after electrolytic purification. In particular, Zn and S react with atmospheric oxygen during casting to form an oxide, and in particular, Zn forms an oxide (slag) to form a solid (floating matter) and is dissolved in In It was separated and removed from, or S became a sulfur oxide gas, and was separated and removed from dissolved In, thereby reducing Zn to 0.005 ppm and S to 0.01 ppm.

また、本実施例1では、上記以外の不純物として、Li、Be、B、F、Mg、Al、P、Cl、K、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Cu、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Sb、Te、I、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Bi、Th、Uの元素の含有濃度は、GDMSの検出限界値未満なので、これらの元素は除く。以下の実施例においても、同様である。   In Example 1, as impurities other than the above, Li, Be, B, F, Mg, Al, P, Cl, K, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Cu, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Sb, Te, I, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Bi, Th, and U are contained in GDMS. These elements are excluded because they are below the detection limit. The same applies to the following embodiments.

以上の結果により、電解精製および鋳造処理によって、いずれの不純物も低減し、特に、本発明では、蒸留法を単独で用いることにより製造された5NのInをアノード原料として使用したが、アノード原料中に主たる不純物であるPb、Zn、Sn、Fe、Niや、電解精製工程で使用した硫酸溶液から混入されたSなどの不純物が低減でき、7N純度のInが製造できた。又、歩留りは、いずれも98%以上であった。   Based on the above results, both impurities were reduced by electrolytic purification and casting treatment. In particular, in the present invention, 5N In produced by using the distillation method alone was used as the anode raw material. Impurities such as Pb, Zn, Sn, Fe, Ni which are main impurities and S mixed from the sulfuric acid solution used in the electrolytic purification process can be reduced, and 7N purity In can be produced. Also, the yield was 98% or more in all cases.

(比較例1)
次に、比較例1として、上記実施例1において、カソライトタンク内の電解液中へSrCOを添加する工程を無くしたこと以外は、全て実施例1と同様の条件でInの電解精製を行い、さらに170℃の溶湯温度で鋳造した。
その結果を表2に示す。比較例2の条件で精製されたIn中には、Pbが0.5ppm、S:0.03ppm、Zn:0.02ppm含有しており、7Nの純度を達成することはできなかった。その他の不純物については、実施例1と同等の含有量に低減できていた。(Na:0.001ppm、Si:0.005ppm未満(検出限界未満)、Ca:0.004ppm、Fe:0.001ppm、Ni:0.001ppm、Sn:0.01ppm未満(検出限界未満))。
(Comparative Example 1)
Next, as Comparative Example 1, electrolytic purification of In was performed under the same conditions as in Example 1 except that the step of adding SrCO 3 into the electrolyte solution in the catholyte tank in Example 1 was eliminated. And cast at a molten metal temperature of 170 ° C.
The results are shown in Table 2. In In refined under the conditions of Comparative Example 2, Pb contained 0.5 ppm, S: 0.03 ppm, and Zn: 0.02 ppm, and a purity of 7N could not be achieved. About other impurities, it was able to be reduced to content equivalent to Example 1. FIG. (Na: 0.001 ppm, Si: less than 0.005 ppm (less than detection limit), Ca: 0.004 ppm, Fe: 0.001 ppm, Ni: 0.001 ppm, Sn: less than 0.01 ppm (less than detection limit)).

(実施例2)
実施例2として、カソライトタンク中へのSrCOの添加濃度を0.1g/Lとし、カソライト中In濃度:65g/L、pH:0.5、電流密度:1A/dm、カソライト中Cl濃度を6g/Lした。実施例1との大きな相違点は、カソライト中のSrCOの添加濃度を実施例1よりも低濃度にしたことである。
(Example 2)
In Example 2, the concentration of SrCO 3 added to the catholyte tank was set to 0.1 g / L, the In concentration in the catholyte: 65 g / L, pH: 0.5, the current density: 1 A / dm 2 , Cl in the catholyte. The concentration was 6 g / L. The major difference from Example 1 is that the additive concentration of SrCO 3 in the catholyte was made lower than that of Example 1.

カソライトタンクへ導入したSrCOの不純物は、Si:0.51ppm、S:4.9ppm、Ca:50ppm、Fe<0.5ppm、Ni<05ppm、Pb<0.1ppmであった。
上記の条件で電解精製を行い、その後、電析したInを170℃で鋳造した後のIn中の不純物濃度の結果を表3に示す。
Impurities of SrCO 3 introduced into the catholyte tank were Si: 0.51 ppm, S: 4.9 ppm, Ca: 50 ppm, Fe <0.5 ppm, Ni <05 ppm, Pb <0.1 ppm.
Table 3 shows the results of impurity concentration in In after electrolytic refining under the above-mentioned conditions and then casting electrodeposited In at 170 ° C.

その結果、Pb:0.04ppmであり、また、Zn:0.005ppm、S:0.01ppmとなり、さらに、その他の不純物も、Na:0.001ppm、Si:0.005ppm未満(検出限界未満)、Ca:0.005ppm、Fe:0.001ppm未満(検出限界未満)、Ni:0.002ppm、Sn:0.01ppm未満(検出限界未満)となり、また、上記以外の不純物についてもGDMSで分析したが、実施例1と同様に検出下限値未満であり、定量評価できなかった。以上により、7Nの純度を有するInが製造できた。   As a result, Pb: 0.04 ppm, Zn: 0.005 ppm, S: 0.01 ppm, and other impurities Na: 0.001 ppm, Si: less than 0.005 ppm (less than detection limit) , Ca: 0.005 ppm, Fe: less than 0.001 ppm (less than detection limit), Ni: 0.002 ppm, Sn: less than 0.01 ppm (less than detection limit), and impurities other than the above were analyzed by GDMS However, it was less than the detection lower limit as in Example 1, and could not be quantitatively evaluated. In this way, In having a purity of 7N could be produced.

上記のように、7NのInが製造でき、又、歩留りは、いずれも98%以上であった。   As described above, 7N In could be produced, and the yield was 98% or more in all cases.

(実施例3)
実施例3として、カソライトタンク中へのSrCOの添加濃度を2.0g/Lとし、カソライト中In濃度:120g/L、pH:1.5、電流密度:5A/dm、カソライト中Cl濃度を10g/Lした。実施例1、2との大きな相違点は、カソライト中のSrCOの添加濃度を実施例1よりも高い濃度にしたことである。
(Example 3)
As Example 3, the concentration of SrCO 3 added to the catholyte tank was 2.0 g / L, the In concentration in the catholyte: 120 g / L, pH: 1.5, the current density: 5 A / dm 2 , Cl in the catholyte. The concentration was 10 g / L. The major difference from Examples 1 and 2 is that the additive concentration of SrCO 3 in the catholyte was made higher than that in Example 1.

カソライトタンクへ導入したSrCOの不純物は、Si:0.51ppm、S:4.9ppm、Ca:50ppm、Fe<0.5ppm、Ni<05ppm、Pb<0.1ppmであった。
上記の条件で電解精製を行い、その後、電析したInを190℃で鋳造した後のIn中の不純物濃度の結果を表4に示す。その結果、Pb:0.01ppmであり、また、Zn:0.005ppm、S:0.01ppmとなり、さらに、その他の不純物も、Na:0.001ppm、Si:0.005ppm未満(検出限界未満)、Ca:0.005ppm、Fe0.001ppm未満(検出限界未満)、Ni:0.002ppm、Sn:0.01ppm未満(検出限界未満)となり、また、上記以外の不純物についてもGDMSで分析したが、実施例1、2と同様に検出下限値未満であり、定量評価できなかった。以上により、7Nの純度を有するInが製造できた。
Impurities of SrCO 3 introduced into the catholyte tank were Si: 0.51 ppm, S: 4.9 ppm, Ca: 50 ppm, Fe <0.5 ppm, Ni <05 ppm, Pb <0.1 ppm.
Table 4 shows the result of impurity concentration in In after electrolytic refining under the above conditions and then casting the electrodeposited In at 190 ° C. As a result, Pb: 0.01 ppm, Zn: 0.005 ppm, S: 0.01 ppm, and other impurities Na: 0.001 ppm, Si: less than 0.005 ppm (less than detection limit) , Ca: 0.005 ppm, Fe less than 0.001 ppm (less than detection limit), Ni: 0.002 ppm, Sn: less than 0.01 ppm (less than detection limit), and impurities other than the above were also analyzed by GDMS. As in Examples 1 and 2, it was less than the lower limit of detection and could not be quantitatively evaluated. In this way, In having a purity of 7N could be produced.

上記のように、7NのInが製造でき、又、歩留りは、いずれも98%以上であった。   As described above, 7N In could be produced, and the yield was 98% or more in all cases.

本発明は、Pb:0.05ppm以下、Zn:0.005ppm以下、S:0.02ppm以下であり、7N(99.99999%)以上の純度を有する高純度Inを得ること、さらには5N(99.999%)のInを電解精製する際に、電解液にSrCOを添加してPbを低減させ、7N(99.99999%)以上の純度とすることを特徴とする高純度Inの製造方法を提供するものである。InGaN、AlInGaPなどのLED用のIn需要が伸びていくという可能性があり、今後大量にかつ安価に製造することが要求されるが、本願発明はこれに対応できる技術を提供する。
さらに、乾式精製法に比べて、効果な設備費を必要とせず、またランニングコストも低減できるので、コスト低減を図ることができるという効果を有する。
In the present invention, Pb: 0.05 ppm or less, Zn: 0.005 ppm or less, S: 0.02 ppm or less, obtaining high purity In having a purity of 7N (99.99999%) or more, and further 5N ( When 99.999% In is electrolytically purified, SrCO 3 is added to the electrolytic solution to reduce Pb, and a purity of 7N (99.99999%) or higher is produced. A method is provided. There is a possibility that In demand for LEDs such as InGaN and AlInGaP will increase, and it will be required to manufacture in large quantities at low cost in the future. The present invention provides a technology that can cope with this.
Furthermore, compared with the dry refining method, an effective equipment cost is not required, and the running cost can be reduced, so that the cost can be reduced.

Claims (10)

Pb:0.05ppm以下、Zn:0.005ppm以下、S:0.02ppm以下であり、Fe:0.001ppm以下、Sn:0.01ppm未満、Si:0.005ppm未満であり、7N(99.99999%)以上の純度を有する高純度In。 Pb: 0.05 ppm or less, Zn: 0.005 ppm or less, S: 0.02 ppm or less, Fe: 0.001 ppm or less, Sn: less than 0.01 ppm, Si: less than 0.005 ppm , 7N (99. High-purity In having a purity of 99999%) or higher. 電解により高純度Inを製造する方法であって、5N(99.999%)のInを原料とし、この原料を用いて電解精製する際に、電解液にSrCOを添加して電解液中のPbの含有量を低減させ、さらに、電着Inを陰極板から剥離し、大気中もしくは酸素含有ガス雰囲気下で鋳造し、7N(99.99999%)以上の純度とすることを特徴とする高純度Inの製造方法。 A method for producing high-purity In by electrolysis, in which 5N (99.999%) In is used as a raw material, and when electrolytic purification is performed using this raw material, SrCO 3 is added to the electrolytic solution. The Pb content is reduced, and the electrodeposited In is peeled off from the cathode plate and cast in the air or in an oxygen-containing gas atmosphere to obtain a purity of 7N (99.99999%) or higher. Production method of purity In. アノード液(アノライト)とカソード液(カソライト)を5cm/cmsec以下の通気性をもつ隔膜で仕切り、カソードに接する電解液を予め0.5μm以下の細孔を持つフィルターで濾過し、精製することを特徴とする請求項2に記載の高純度Inの製造方法。 The anolyte (anolyte) and catholyte (catholyte) are separated by a membrane with a permeability of 5 cm 3 / cm 2 sec or less, and the electrolyte in contact with the cathode is previously filtered through a filter with pores of 0.5 μm or less and purified. The method for producing high purity In according to claim 2 , wherein: 電解精製による高純度Inの製造方法であって、アノード液(アノライト)とカソード液(カソライト)を、5cm/cmsec以下の通気性を持つ隔膜で仕切り、さらに、カソライトの一部を電解槽とは異なるカソライトタンクに取り出し、カソライトタンク中のカソライトにSrCOを添加することにより、カソライト中のPbを除去し、該Pbを除去したカソライトを細孔0.5μm以下のフィルターに通液して濾過した後、電解槽中のカソードボックスに再び戻すように循環供給しながら電解精製することを特徴とする高純度Inの製造方法。 A method for producing high-purity In by electrolytic purification, in which an anolyte (anolyte) and a catholyte (catholyte) are partitioned by an air-permeable membrane of 5 cm 3 / cm 2 sec or less, and a part of catholyte is electrolyzed Remove the Pb in the catholite by removing it into a catholyte tank different from the tank and add SrCO 3 to the catholite in the catholite tank, and pass the Pb-free catholite through a filter with a pore size of 0.5 μm or less. A method for producing high-purity In, characterized by performing electrolytic purification while circulating and feeding back to the cathode box in the electrolytic cell after liquid and filtration. 電解液を硫酸とし、pH:0.5〜1.5で電解することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。 The method for producing high purity In according to any one of claims 2 to 4 , wherein the electrolytic solution is sulfuric acid and electrolysis is performed at a pH of 0.5 to 1.5. 電流密度:1〜5A/dmで電解することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。 Current density: 1-5A process for producing a high-purity In according to any one of claims 2-5, characterized in that the electrolysis / dm 2. 電解液中のIn濃度:65〜120g/L、Cl濃度:6〜10g/Lとして電解することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。 7. The method for producing high-purity In according to claim 2 , wherein electrolysis is performed with an In concentration in the electrolytic solution of 65 to 120 g / L and a Cl concentration of 6 to 10 g / L. SrCOを0.1〜2.0g/Lを添加して精製することを特徴とする上記請求項2〜7のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法。 Process for producing a high-purity In according to any one of the claims 2-7, characterized in that the SrCO 3 purified with the addition of 0.1 to 2.0 g / L. 上記請求項2〜8のいずれか一項に記載の高純度Inの電解精製方法で製造された高純度Inを陰極板から剥離し、大気中もしくは酸素含有ガス雰囲気下で鋳造する際、170〜190℃で鋳造することを特徴とする高純度Inの製造方法。 When the high purity In produced by the high purity In electrolytic purification method according to any one of claims 2 to 8 is peeled from the cathode plate and cast in the air or in an oxygen-containing gas atmosphere, 170 to A method for producing high-purity In, characterized by casting at 190 ° C. 上記請求項2〜9のいずれか一項に記載の高純度Inの製造方法により、Pb:0.05ppm以下、Zn:0.005ppm以下、S:0.02ppm以下とし、Fe:0.001ppm以下、Sn:0.01ppm未満、Si:0.005ppm未満とし、7N(99.99999%)以上の純度とすることを特徴とする高純度Inの製造方法。 Pb: 0.05 ppm or less, Zn: 0.005 ppm or less, S: 0.02 ppm or less , Fe: 0.001 ppm or less by the method for producing high purity In according to any one of claims 2 to 9 , Sn: less than 0.01 ppm, Si: less than 0.005 ppm, and a purity of 7N (99.99999%) or higher.
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