JP6201193B2 - Electrolytic apparatus for indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, and method for producing sputtering target - Google Patents
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Description
本発明は、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法、及びスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。特に、粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を作製することが可能な水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置、その電解装置を用いた水酸化インジウム又は水酸化スズの製造方法、及び水酸化インジウム粉及び/又は水酸化スズ粉を用いた高密度のスパッタリングターゲットの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electrolysis apparatus for indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, a method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, and a method for producing a sputtering target. In particular, an indium hydroxide powder or tin hydroxide powder electrolyzer capable of producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder having a narrow particle size distribution, and production of indium hydroxide or tin hydroxide using the electrolyzer The present invention relates to a method and a method for producing a high-density sputtering target using indium hydroxide powder and / or tin hydroxide powder.
近年、太陽電池やタッチパネル等の用途として透明導電膜の利用が増えており、それに伴って、スパッタリングターゲット等において透明導電膜を形成するための材料の需要が増加している。これらの透明導電膜を形成するための材料には、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。スパッタリングターゲットに使用される酸化インジウム粉は、高密度のターゲットを得るために出来るだけ粒度分布の幅が狭いことが望ましい。 In recent years, the use of transparent conductive films has been increasing for applications such as solar cells and touch panels, and accordingly, the demand for materials for forming transparent conductive films in sputtering targets and the like has increased. As a material for forming these transparent conductive films, an indium oxide-based sintered material is mainly used, and indium oxide powder is used as the main raw material. The indium oxide powder used for the sputtering target is desirably as narrow as possible in order to obtain a high-density target.
酸化インジウム粉の製造方法では、主に、硝酸インジウム水溶液や塩化インジウム水溶液等の酸性水溶液を、アンモニア水等のアルカリ性水溶液で中和して生じる水酸化インジウムの沈澱物を乾燥して仮焼する、いわゆる中和法によって酸化インジウムが得られる。 In the method for producing indium oxide powder, the precipitate of indium hydroxide formed by neutralizing an acidic aqueous solution such as an indium nitrate aqueous solution or an indium chloride aqueous solution with an alkaline aqueous solution such as ammonia water is mainly dried and calcined. Indium oxide is obtained by a so-called neutralization method.
特許文献1には、中和法により得られる酸化インジウム粉の凝集を抑制するために、70℃〜95℃という高温の硝酸インジウム水溶液にアルカリ性水溶液を添加することで、針状の水酸化インジウムを得る方法が提案されている。この方法では、針状の水酸化インジウムを仮焼することで、凝集の少ない酸化インジウム粉を得ることができる。
In
しかしながら、中和法で製造した酸化インジウム粉には、粒径や粒度分布が不均一となり易く、スパッタリングターゲットを製造するとターゲットの密度が高くならず、密度にばらつきが生じるという問題や、スパッタリングの際に異常放電が生じ易いといった問題がある。また、中和法では、酸化インジウム粉を製造した後、大量の窒素を含む排水が発生するため、排水処理コストが大きくなるという問題がある。 However, the indium oxide powder produced by the neutralization method tends to have a non-uniform particle size and particle size distribution, and when the sputtering target is produced, the density of the target does not increase and the density varies. There is a problem that abnormal discharge tends to occur. Moreover, in the neutralization method, after producing indium oxide powder, wastewater containing a large amount of nitrogen is generated, and thus there is a problem that wastewater treatment costs increase.
このような問題を改善する方法として、特許文献2には、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の沈澱を生じさせ、これを仮焼して酸化インジウム粉を製造する方法、いわゆる電解法が提案されている。また、特許文献3には、特許文献2と同様に、スズを電解処理することで水酸化スズの沈澱を生じさせ、これを仮焼して酸化スズ粉を製造する方法も提案されている。電解法は、中和法に比べて、酸化インジウム粉や酸化スズ粉の製造した後の窒素排水量を格段に少なくすることができる以外に、得られる酸化インジウム粉や酸化スズ粉の粒径を均一化することができる。 As a method for solving such a problem, Patent Document 2 discloses a method of producing indium oxide powder by precipitating indium hydroxide by electrolytically treating metal indium, and so-called electrolytic method. Has been proposed. Patent Document 3 also proposes a method of producing tin oxide powder by causing tin hydroxide to precipitate by electrolytic treatment of tin, as in Patent Document 2, and calcining this. Compared with the neutralization method, the electrolysis method can reduce the amount of nitrogen drainage after the production of indium oxide powder and tin oxide powder to a great extent, and the obtained indium oxide powder and tin oxide powder have a uniform particle size. Can be
しかしながら、特許文献3のように、電解法で得られる水酸化インジウムには、電解液のpHが中性に近いことから非常に微細であり、凝集しやすいという問題がある。これを仮焼して得られる酸化インジウム粉は、その一次粒子径は比較的均一であるものの、一次粒子が強く凝集した凝集粉が得られやすくなる。電解法では、一次粒子の凝集によって粒度分布の幅が広くなるため、ターゲットの高密度化が阻害されるという問題がある。 However, as disclosed in Patent Document 3, indium hydroxide obtained by an electrolysis method has a problem that the pH of the electrolytic solution is very neutral and is very fine and easily aggregates. Although the indium oxide powder obtained by calcining this has a relatively uniform primary particle diameter, it becomes easy to obtain an agglomerated powder in which primary particles are strongly aggregated. The electrolytic method has a problem that the density of the target is hindered because the width of the particle size distribution is widened by aggregation of the primary particles.
特許文献4には、電解法において、槽内の電解液のpHを均一化する目的で、電解液中に水酸化インジウムを含む沈澱物を、懸濁させた状態で撹拌して電解する方法が提案されている。 Patent Document 4 discloses a method of performing electrolysis by stirring in a suspended state a precipitate containing indium hydroxide in an electrolytic solution in order to make the pH of the electrolytic solution in a tank uniform in the electrolytic method. Proposed.
しかしながら、特許文献4では、製造時間の経過と共に製造条件(液温、pH等)を一定に制御することが必ずしも容易ではなく、得られる水酸化物の粉末の諸特性のバラつきが生じるという問題がある。 However, in Patent Document 4, it is not always easy to control the production conditions (liquid temperature, pH, etc.) constantly with the lapse of the production time, and there is a problem that various characteristics of the obtained hydroxide powder vary. is there.
特許文献5には、電解槽にノズルを配置し、このノズルの開口部より流出させた電解液を、電解槽中の各カソード板とアノード板との間で回流させ、水酸化インジウム又は水酸化スズを含む化合物を電解液中に析出させる方法が提案されている。 In Patent Document 5, a nozzle is arranged in an electrolytic cell, and an electrolytic solution flowing out from an opening of the nozzle is circulated between each cathode plate and an anode plate in the electrolytic cell, and indium hydroxide or hydroxide is circulated. A method for precipitating a compound containing tin in an electrolytic solution has been proposed.
しかしながら、特許文献5では、電解液を回流させるために、電解液を高速で供給することが必要となるため、電解液の揮発やミストの飛散等により、電解装置周辺の環境の悪化や安全面での問題がある。 However, in Patent Document 5, it is necessary to supply the electrolytic solution at a high speed in order to circulate the electrolytic solution. Therefore, the environment around the electrolytic device is deteriorated due to volatilization of the electrolytic solution, mist scattering, and the like. There is a problem with.
特許文献6では、高密度のITOターゲット材料を得るために、水酸化インジウムや水酸化スズの粒径を、所定の範囲に揃えることが必要とされている。 In Patent Document 6, in order to obtain a high-density ITO target material, it is necessary to align the particle diameters of indium hydroxide and tin hydroxide within a predetermined range.
しかしながら、特許文献6の電解沈澱工程では、十分に粒径の揃った酸化インジウム粉を得るという技術が提供されているとは言い難い。 However, in the electrolytic precipitation process of Patent Document 6, it is difficult to say that a technique for obtaining indium oxide powder having a sufficiently uniform particle diameter is provided.
本発明は、上記問題点に鑑み、粒径の均一性に優れ、粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を生成することができる水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides an electrolysis apparatus for indium hydroxide powder or tin hydroxide powder that is capable of producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder having excellent uniformity in particle size and narrow particle size distribution. The purpose is to provide.
また、本発明は、上述の電解装置を用いることによって、粒径の均一性に優れ、粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を製造することが可能な水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法を提供することを目的とする。 Further, the present invention provides an indium hydroxide powder or a hydroxide that can produce an indium hydroxide powder or a tin hydroxide powder having excellent particle size uniformity and a narrow particle size distribution by using the above-described electrolysis apparatus. It aims at providing the manufacturing method of tin powder.
さらに、本発明は、上述の製造方法により得られた水酸化インジウム粉及び/又は水酸化スズ粉を用いることによって、高密度のスパッタリングターゲットを製造することが可能なスパッタリングターゲットの製造方法を提供することを目的とする。 Furthermore, this invention provides the manufacturing method of the sputtering target which can manufacture a high-density sputtering target by using the indium hydroxide powder and / or tin hydroxide powder obtained by the above-mentioned manufacturing method. For the purpose.
本発明に係る水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置は、インジウム又はスズを電解して水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を生成する電解装置であって、電解槽と、電解液を調整する調整槽と、電解槽と調整槽とに接続され電解液を循環する循環手段と、電解槽の上端縁に電解槽から調整槽へ電解液をオーバーフローさせる排液口とを有し、循環手段により、電解槽と調整槽の間で電解液を循環させ、電解槽には、槽底に、電解液を槽内に供給する供給口を設け、且つアノード及びカソードと槽底との間に液分散板を設けることを特徴とする。 An electrolysis apparatus for indium hydroxide powder or tin hydroxide powder according to the present invention is an electrolysis apparatus for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder by electrolyzing indium or tin, comprising an electrolytic cell and an electrolytic solution. An adjusting tank to be adjusted, a circulating means connected to the electrolytic tank and the adjusting tank and circulating the electrolytic solution, and a drainage port for overflowing the electrolytic solution from the electrolytic tank to the adjusting tank at the upper end edge of the electrolytic tank , and circulating The electrolytic solution is circulated between the electrolytic bath and the regulating bath by means, and the electrolytic bath is provided with a supply port for supplying the electrolytic solution into the bath at the bottom of the bath, and between the anode and cathode and the bath bottom. A liquid dispersion plate is provided .
本発明に係る水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置は、電解槽に対する調整槽の容積比が0.1以上であることが好ましい。 In the electrolysis apparatus for indium hydroxide powder or tin hydroxide powder according to the present invention, the volume ratio of the adjusting tank to the electrolytic tank is preferably 0.1 or more.
本発明に係る水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法は、インジウム又はスズをアノードとして電解により水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を製造する水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法であって、上記電解装置を用いることを特徴とする。 The method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder according to the present invention comprises producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder by electrolysis using indium or tin as an anode. Then, the electrolysis apparatus is used.
本発明に係る水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法は、電解槽当たりの電解液流量が0.007L/min/A〜0.03L/min/Aであることが好ましい。 In the method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder according to the present invention, the electrolyte flow rate per electrolytic cell is preferably 0.007 L / min / A to 0.03 L / min / A.
本発明に係る水酸化インジウム粉の製造方法は、アノードがインジウムの場合、電解液として0.1mol/L〜2.0mol/Lの硝酸アンモニウム水溶液を使用すると共に、電解液のpHを2.5〜4.0、液温を20℃〜60℃、且つ電極電流密度を4A/dm2〜20A/dm2の範囲に制御することが好ましい。
When the anode is indium, the method for producing indium hydroxide powder according to the present invention uses an aqueous solution of ammonium nitrate of 0.1 mol / L to 2.0 mol / L as the electrolytic solution, and the pH of the electrolytic solution is 2.5 to 2.5. 4.0, the
本発明に係る水酸化スズ粉の製造方法は、アノードがスズの場合、電解液として0.1mol/L〜2.0mol/Lの硝酸アンモニウム水溶液を使用すると共に、電解液のpHを2.5〜8.0、液温を20℃〜60℃、且つ電極電流密度を4A/dm2〜20A/dm2の範囲に制御することが好ましい。
When the anode is tin, the method for producing tin hydroxide powder according to the present invention uses an aqueous 0.1 mol / L to 2.0 mol / L ammonium nitrate aqueous solution as the electrolytic solution, and adjusts the pH of the electrolytic solution to 2.5 to 2.5. 8.0, the
本発明に係るスパッタリングターゲットの製造方法は、上記水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法によって得られた水酸化インジウム粉及び/又は水酸化スズ粉を用いて、スパッタリングターゲットを製造することを特徴とする。 The manufacturing method of the sputtering target which concerns on this invention manufactures a sputtering target using the indium hydroxide powder and / or tin hydroxide powder which were obtained by the manufacturing method of the said indium hydroxide powder or tin hydroxide powder. Features.
本発明では、粒径の均一性に優れ、粒度分布の狭い水酸化インジウム粉や水酸化スズ粉を得ることができる。 In the present invention, it is possible to obtain indium hydroxide powder or tin hydroxide powder having excellent particle size uniformity and narrow particle size distribution.
本発明のスパッタリングターゲットの製造方法によれば、上記水酸化インジウム粉や水酸化スズ粉を用いることにより、高密度のスパッタリングターゲットを得ることができる。 According to the method for producing a sputtering target of the present invention, a high-density sputtering target can be obtained by using the indium hydroxide powder or the tin hydroxide powder.
以下、本発明を具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という。)についてそれぞれ詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて適宜変更することができる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to specific embodiments (hereinafter referred to as “present embodiments”). Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately changed without changing the gist of the present invention.
1.水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置
1−1.電解槽
1−2.調整槽
1−3.循環手段
2.水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法
2−1.電気分解工程
2−2.電解液分離工程
2−3.リパルプ洗浄工程
2−4.洗浄液脱水工程
2−5.乾燥工程
3.酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法
4.スパッタリングターゲットの製造方法
1. 1. Indium hydroxide powder or tin hydroxide powder electrolyzer 1-1. Electrolytic cell 1-2. Adjustment tank 1-3. Circulation means 2. Method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder 2-1. Electrolysis process 2-2. Electrolyte separation process 2-3. Repulp washing process 2-4. Cleaning liquid dehydration step 2-5. 2. Drying process 3. Production method of indium oxide powder or tin oxide powder Manufacturing method of sputtering target
[1.水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置]
本実施の形態に係る水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置1は、図1に示すように、電解槽10と、調整槽20と、電解液11を電解槽10と調整槽20の間で循環させる循環手段30とを備える。循環手段30は、電解槽10と調整槽20とに接続され、電解液11を調整槽20から電解槽10に供給する供給流路31と、循環ポンプ32を備える。循環手段30は、供給流路31と循環ポンプ32により、電解液11を電解槽10と調整槽20の間で循環させるものである。
[1. Indium hydroxide powder or tin hydroxide powder electrolyzer]
As shown in FIG. 1, an
(1−1.電解槽)
図1及び図2に示すように、電解槽10は、アノード(陽極)12及びカソード(陰極)13と、液分散板14と、供給口15と、排液口16とを備える。アノード12及びカソード13は、電解槽10内に交互に配列して設けられている。液分散板14は、アノード12及びカソード13と電解槽10の槽底17との間に設けられている。供給口15は、電解槽10の槽底17に設けられ、排液口16は、調整槽20側の電解槽10の槽壁18に設けられている。
(1-1. Electrolytic cell)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
電解槽10には、図2に示すように、その槽内に電解液11が収容され、更にアノード12及びカソード13が配置されている。
As shown in FIG. 2, an
電解槽10の形状は、特に限定されず、一般的な直方体、立方体等の方形体等がよく、槽内に配置するアノード12及びカソード13の数等を考慮して適宜決定する。また、電解槽10の形状は、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が流動でき、局所的な堆積が起こらないように、角を丸くすることが好ましい。
The shape of the
(アノード、カソード)
アノード12及びカソード13は、電解槽10内に交互に配列し、互いに平行となるように配置するといった一般的な配置を採用する。
(Anode, cathode)
The
アノード12とカソード13の間の電極間距離は、特に限定されないが、10mm〜50mmが好ましい。アノード12とカソード13の間の電極間距離が10mm未満である場合には、電極間での接触やショートが発生しやすくなる。一方、電極間距離が50mmを超える場合には、液抵抗による電圧降下が発生し、液温上昇が生じる。
The interelectrode distance between the
アノード12には、金属としてインジウム又はスズを用いることができる。アノード12に使用するインジウムは、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く、純度99.9999%(通称:6N品)のものが好ましい。また、アノード12に使用するスズも、上述したインジウムと同様に、特に限定されないが、水酸化スズ粉及びこれを焼成して得られる酸化スズ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。
In the
アノード12の厚みは、電極間距離が電解中に著しく変わらない程度にすることが好ましい。また、取り扱い時の重量から、いたずらにアノード12を厚くすることは好ましくない。
The thickness of the
カソード13には、電解液11によって腐食しない材質であればよく、導電性の金属やカーボン電極等を用いることができる。カソード13には、例えば、不溶性のチタンや白金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不溶性電極、ステンレス鋼(SUS)板であってもよい。
The
アノード12がインジウムである場合には、カソード13は、アノード12と同じ材料であるインジウムでもよい。また、アノード12がスズである場合には、カソード13は、アノード12と同じ材料であるスズでもよい。
When the
アノード12とカソード13の大きさは、生産規模に応じて適宜決定することができ、目標の製造量に見合うように適宜決定してもよい。
The sizes of the
例えば、図2に示すように、アノード12を4枚、カソード13を5枚用意して、電極中心間距離が所定の距離となるように設置する。そして、アノード12及びカソード13を導線19でつなぎ、図示しない整流器と結線することができる。
For example, as shown in FIG. 2, four
(液分散板)
液分散板14は、図2に示すように、電解槽10内に配置したアノード12及びカソード13と槽底17との間に設ける。
(Liquid dispersion plate)
As shown in FIG. 2, the
液分散板14は、銅、鉄、ニッケル、ステンレス等の金属或いは合金からなる薄板を所定の金型を用いてプレス加工することにより作製することができる。液分散板14は、電解槽10に合わせるように、大きさを適宜変更することできる。
The
液分散板14は、穴14aがマス目状に所定の等間隔に開いており、少なくともアノード12とカソード13との間隙と対向する位置に設けられている。また、液分散板14は、穴14aの数と大きさ等を適宜変更することができる。これにより、電解槽10では、循環手段30により電解槽10の供給口15から供給された電解液11が液分散板14と槽底17との間に広がり、液分散板14の穴14aを通過し、アノード12とカソード13の間隙を槽底17から液面に向かって、アノード12とカソード13に平行に流れ、偏流のないほぼ均一な液流を確保できる。液分散板14には、例えば、パンチプレート等が挙げられる。
The
液分散板14は、電解槽10の槽底17より所定の高さで槽底17と平行に設けることが好ましい。これは、供給口15から電解液11を電解槽10全体に噴流する際、供給された電解液11を分散させ、電解槽10内に電解液11を均一に噴流させるためである。
The
(供給口)
供給口15は、位置は限定されないが、電解槽10の槽底17に設けられており、特に槽底17の中央部に設けていることが好ましい。供給口15の形状は、接続する供給流路31の先端部の形状により適宜変更することができ、特に限定されない。
(Supply port)
Although the position of the
供給口15は、調整槽20から供給流路31を介して電解槽10に電解液11を供給させるためのものである。
The
(排液口)
排液口16は、電解槽10の槽壁18の上端縁全体である。すなわち、槽壁18の上端縁が排液口16となることにより、槽壁18の上端縁を電解液11が乗り越えて、電解槽10から調整槽20に電解液11をオーバーフローさせることができる。
(Drainage)
The
排液口16は、調整槽20側の槽壁18の上端縁中央部に槽壁18の一部を切り欠いて設けてもよい。このような構成にすることで、切り欠き部分から、電解液11が電解槽10から調整槽20に流れてオーバーフローさせることができる。切り欠いて設けられた排液口16は、槽壁18の上端縁全体からオーバーフローさせる場合と比較して、電解液11の流れる量を安定させることができる。
The
切り欠きの形状は、例えばU字状、長方形状等の方形状等であってもよく、特に限定されない。 The shape of the notch may be, for example, a square shape such as a U shape or a rectangular shape, and is not particularly limited.
(1−2.調整槽)
調整槽20は、図1に示すように、撹拌棒21と、pH電極22と、ヒーター23及び冷却器24と、薬液タンク25及び薬液添加用の定量ポンプ26と、送液口27とを備える。
(1-2. Adjustment tank)
As shown in FIG. 1, the
調整槽20は、電解後の電解液11をpHや液温を調整するために、この電解液11を収容する。
The
調整槽20の形状は、特に限定されず、一般的な直方体、立方体等の方形体等がよく、槽内に配置する各種機器等を考慮して適宜決定される。また、調整槽20の形状は、例えば、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が流動でき局所的な堆積が起こらないように、角を丸くすることが好ましい。
The shape of the
調整槽20は、電解槽10に対して調整槽20の容積比が0.1以上であることが好ましい。さらに、調整槽20は、電解槽10に対して調整槽20の容積比が1以上であることがより好ましい。電解槽10に対する調整槽20の容積比が0.1未満である場合には、pHや液温の均一制御が困難であるために水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の粒度分布が広くなる。
As for the
図1に示すように、電解装置1は、電解槽10と調整槽20とが一体となったものである。これは、一実施の形態にすぎず、電解槽10と調整槽20とが別個であって、電解液11を電解槽10から調整槽20にオーバーフローすることができるように、電解槽10と調整槽20とを隣接させることもできる。
As shown in FIG. 1, the
電解槽10の排液口16からオーバーフローした電解液11は、調整槽20で、pHや液温が調整され、循環ポンプ32によって、供給流路31を介して、再び電解槽10内へ供給される。調整槽20では、この電解液11のpHや液温に関する制御及び維持が適切に行われない場合には、電解槽10内全体の電解液11のpHや液温は、電解による通電時間の経過と共に、変化する。これにより、生成される水酸化物インジウム粉又は水酸化スズ粉の粒度分布が広くなってしまう。
The
(撹拌棒)
撹拌棒21は、調整槽20内に設置されており、電解液11を撹拌することにより、電解液11の全体についてpHや液温を均一にする。
(Stir bar)
The stirring
(pH電極)
pH電極22は、調整槽20内に設置されており、調整槽20内の電解液11のpHを測定する。
(PH electrode)
The
(ヒーター、冷却器)
ヒーター23と冷却器24は、調整槽20内に設置されており、電解液11を加熱又は冷却して、所定の液温に制御及び維持する。
(Heater, cooler)
The
(薬液タンク、定量ポンプ)
薬液タンク25と定量ポンプ26は、薬液を調整槽20に供給できるように調整槽20に隣接して設置されている。薬液タンク25には、pH調整剤が収容されている。調整槽20では、pHを調整する際に、定量ポンプ26の圧力を調整することにより、薬液タンク25中の1N硝酸の電解液11に対する添加量を調節し、電解液11のpHを調整する。
(Chemical tank, metering pump)
The
(送液口)
送液口27は、位置は限定されないが、調整槽20の槽底28の中央部に設けていることが好ましい。送液口27の形状は、供給流路31の先端部の形状により適宜変更することができ、特に限定されない。
(Liquid feeding port)
Although the position of the
送液口27は、調整槽20と供給流路31を接続し、調整槽20から供給流路31に電解液11を送液させるためのものである。
The
(1−3.循環手段)
循環手段30は、電解液11を調整槽20から電解槽10に供給するための供給流路31と、循環ポンプ32とを備える。循環ポンプ32は、供給流路31に設けられている。供給流路31は、電解槽10と調整槽20を接続するものである。循環手段30は、供給流路31と循環ポンプ32により、電解液11を電解槽10と調整槽20の間で循環させるものである。
(1-3. Circulation means)
The circulation means 30 includes a
供給流路31は、電解液11を供給するための配管であり、電解液11により腐食されない材質の配管である。供給流路31は、配管の端部が電解槽10の槽底17に設置された供給口15と調整槽20の槽底28に設置された送液口27に接続されている。供給流路31は、電解装置1の下側に設けられ、供給口15側の端部が槽底17に対して垂直になっている。電解装置1では、供給流路31が槽底17に対して垂直に接続されていることにより、電解液11を槽底17から液面に向って噴流させることができる。
The
循環ポンプ32は、調整槽20でpHや液温を調整された電解液11を送液口27から供給流路31へ送液し、電解槽10の槽底17の供給口15から槽内に送り出す。
The
循環手段30では、調整槽20で電解後の電解液11のpHや液温を薬液タンク25及び定量ポンプ26とヒーター23及び冷却器24により調整した電解液11を循環させる。
In the circulation means 30, the
循環手段30では、調整槽20で調整された電解液11を電解槽10の槽底17にある供給口15に供給する。循環手段30では、槽底17に供給した電解液11が、液分散板14の穴14aをそれぞれ通ることで均一に分散され、アノード12とカソード13の間で下から上へ流れることで、電解槽10内の全体に広がる。循環手段30では、この電解液11の供給により、電解槽10内の電解液11がオーバーフローして排液口16を通って、調整槽20に流入する。
In the circulation means 30, the
以上の構成からなる電解装置1では、調整槽20において所定のpH及び液温となるように調整した電解液11を循環ポンプ32により供給流路31を介して電解槽10の槽底17から槽内に供給する。これにより、電解装置1では、槽底17から供給された電解液11が液分散板14により槽底17から液面に向ってアノード12とカソード13との間に均一に流れるようになる。電解装置1では、アノード12とカソード13との間に均一に流れることで、電解槽10の液面付近と槽底17付近で電解液11のpHや液温を均一にすることができる。そして、電解装置1では、電解液11を排液口16から調整槽20にオーバーフローさせて電解槽10の液面付近の電解液11を調整槽20に送ることができる。そして、電解装置1では、再び調整槽20において電解液11のpH及び液温を調整し、調整した電解液11を循環手段30により電解槽10に送り込むことにより、電解槽10内全体の電解液11のpH及び液温を均一に維持することができる。
In the
したがって、電解装置1では、電解槽10内全体において電解液11のpH及び液温を均一維持できることにより、粒度分布の狭い水酸化物インジウム粉や水酸化物スズ粉を得ることができる。なお、電解装置1では、調整槽20から電解槽10への供給は連続的であっても、断続的であってもよく、適宜供給方法を選択する。
Therefore, in the
一方、電解液11を循環させない場合には、通電時間と共に電解槽10の液面付近と槽底17付近では、電解液11のpHや液温が不均一になる。これにより、液面付近と槽底17付近で生成した水酸化インジウム粉や水酸化スズ粉の粒度分布に差異が生じる。
On the other hand, when the
また、この電解装置1では、調整槽20を設けず、従来のように電解槽に撹拌棒を設置して電解液11を撹拌して電解を行う場合に比べて、調整槽20で調整した電解液11を循環手段30により電解槽10に送り込むことにより、電解槽10内全体の電解液11をより均一に維持することができる。
Moreover, in this
さらに、この電解装置1は、電解液11の揮発やミストの飛散等が抑えられ、電解装置1周辺の環境を悪化させず、安全面の問題が改善されている。
Furthermore, this
[2.水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法]
水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法は、本実施の形態に係る水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置1を用いることにより、電解法を利用して、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を得るものである。
[2. Method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder]
The method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder uses indium hydroxide powder or tin hydroxide
水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法は、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を含む電解液11(以下、「電解スラリー」という。)を得る電気分解工程と、電解スラリーから電解液11を固液分離する電解液分離工程と、電解スラリーに電解液11を加えてリパルプ洗浄し、洗浄スラリーを得るリパルプ洗浄工程と、得られた洗浄スラリーから洗浄液を脱水するものである洗浄液脱水工程と、水酸化インジウム粉を乾燥する乾燥工程とを有し、各工程を経て水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を得る。以下、各工程を詳細にそれぞれ説明する。
The method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder includes an electrolysis process for obtaining an electrolytic solution 11 (hereinafter referred to as “electrolytic slurry”) containing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, and an electrolytic solution from the electrolytic slurry. 11 for solid-liquid separation, repulp washing step for adding an
(2−1.電気分解工程)
電気分解工程では、インジウム又はスズをアノード12とし、対極のカソード13に導電性の金属やカーボン電極等を使用し、アノード12及びカソード13を電解液11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アノード12が溶解し、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が晶析して、電解スラリーを生成する。
(2-1. Electrolysis process)
In the electrolysis process, indium or tin is used as the
電解液11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又は水酸化スズ粉を沈澱した後の乾燥、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ない。その結果、生成される水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の純度を高め、且つコストを削減することができる。
As the
電解液11は、生成された水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の溶解度が10−6mol/L〜10−3mol/Lであることが好ましい。電解液11では、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の溶解度を上記範囲にすることで、適度に一次粒子の成長が促進されるため、一次粒子の凝集が抑制されるので、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又は水酸化スズ粉を得ることができる。
It is preferable that the solubility of the produced indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is 10 −6 mol / L to 10 −3 mol / L in the
水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の溶解度が10−6mol/Lよりも低い場合には、アノード12から溶け出した金属イオンが核化しやすくなるため、一次粒子径が微細化し過ぎる。一次粒子径が微細化し過ぎた場合には、後の水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の分離回収が困難となるため好ましくない。
When the solubility of indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is lower than 10 −6 mol / L, the metal ions dissolved from the
一方、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の溶解度が10−3mol/Lよりも高い場合には、粒子成長が促進されるため、一次粒子径が大きくなる。このため、粒子を成長させるほど、成長する粒子と成長しない粒子の間で粒子径の違いが大きくなる。粒子径の違いは、凝集の度合いに影響を与えるため、結果として粒度分布の幅が広くなってしまう。水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の粒度分布の幅が広くなると、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を仮焼して得られる酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の粒度分布の幅も広くなり、これを焼結して得られるスパッタリングターゲットは高密度となり難いため好ましくない。 On the other hand, when the solubility of the indium hydroxide powder or the tin hydroxide powder is higher than 10 −3 mol / L, the particle growth is promoted, so that the primary particle diameter is increased. For this reason, the larger the particle is grown, the larger the difference in particle size between the growing particle and the non-growing particle. Since the difference in particle diameter affects the degree of aggregation, as a result, the width of the particle size distribution becomes wide. When the width of the particle size distribution of the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder becomes wider, the width of the particle size distribution of the indium oxide powder or tin oxide powder obtained by calcining the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder also becomes wider. A sputtering target obtained by sintering this is not preferable because it is difficult to obtain a high density.
電解液11の濃度は、0.1mol/L〜2.0mol/Lに調整することが好ましい。電解液11の濃度が0.1mol/L未満である場合には、電解時の電圧上昇が大きくなり、通電部が発熱したり、電力コストが高くなる等の問題が生じる。一方、電解液11の濃度が2.0mol/Lを超える場合には、電解によって水酸化インジウム粒子又は水酸化スズ粒子が粗大化し、粒径のばらつきが大きくなる。
The concentration of the
水酸化インジウム粉を得る場合には、電解液11のpHを2.5〜4.0に調整することが好ましい。電解液11のpHが2.5未満である場合には、水酸化インジウム粉の沈澱が生じない。一方、電解液11のpHが4.0を超える場合には、水酸化インジウム粉の析出するのが速すぎて電解液11の濃度不均一のまま沈澱が形成されるため、粒度分布幅が広くなり、粒度分布幅を小さく制御することができない。
When obtaining indium hydroxide powder, it is preferable to adjust the pH of the
水酸化スズ粉を得る場合には、電解液11のpHを2.5〜8.0に調整することが好ましい。電解液11のpHが2.5未満である場合には、水酸化スズ粉の沈澱が生じない。一方、電解液11のpHが8.0を超える場合には、水酸化スズ粉の析出するのが速すぎて電解液11の濃度不均一のまま沈澱が形成されるため、粒度分布幅が広くなり、粒度分布幅を小さく制御することができない。
When obtaining tin hydroxide powder, it is preferable to adjust the pH of the
電解液11の液温は、20℃〜60℃に調整することが好ましい。電解液11の液温が20℃未満である場合には、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の析出が遅すぎる。一方、電解液11の液温が60℃を超える場合には、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が析出するのが速すぎて電解液11の濃度が不均一のまま沈澱が形成されるため、粒度分布幅が広がる。
The liquid temperature of the
電解時の電極電流密度は、4A/dm2〜20A/dm2に調整することが好ましい。これにより、広範囲の電極電流密度とすることができる。電解時の電極電流密度が4A/dm2未満である場合には、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の生産効率が低下してしまう。一方、電解時の電極電流密度が20A/dm2を超える場合、電解液11の上昇、アノード12(例えば、金属インジウム)の表面に不動態化して電解し難しくなる等の問題が生じる。
Electrode current density during electrolysis is preferably adjusted to 4A / dm 2 ~20A / dm 2 . As a result, a wide range of electrode current densities can be obtained. When the electrode current density during electrolysis is less than 4 A / dm 2 , the production efficiency of indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is lowered. On the other hand, when the electrode current density during electrolysis exceeds 20 A / dm 2 , problems such as rise of the
電解槽当たりの電解液流量は、0.007L/min/A(槽電流)〜0.03L/min/A(槽電流)であることが好ましい。電解槽当たりの電解液流量が0.007L/min/A(槽電流)未満である場合には、核発生よりも核成長が優先し、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の粒子径が大きくなる。一方、電解槽当たりの電解液流量が0.03L/min/A(槽電流)を超える場合には、電解液11の揮発やミストの飛散等により、電解装置1周辺の環境の悪化や安全面等での問題がある。
The electrolyte flow rate per electrolytic cell is preferably 0.007 L / min / A (battery current) to 0.03 L / min / A (battery current). When the electrolytic solution flow rate per electrolytic cell is less than 0.007 L / min / A (battery current), nuclear growth has priority over nucleation, and the particle size of indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is large. Become. On the other hand, when the electrolytic solution flow rate per electrolytic cell exceeds 0.03 L / min / A (battery current), the environment around the
なお、電解槽当たりの電解液流量が、0.007L/min/A(槽電流)以上では、電解液11中に生成した水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が槽底17に晶析せず、懸濁した状態で、電解を行うことが好ましい。
When the electrolytic solution flow rate per electrolytic cell is 0.007 L / min / A (battery current) or more, the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder generated in the
電気分解工程では、以上のようなアノード12及びカソード13を使用し、両極間に電位差を発生させて、電流を生じさせることでアノード12を溶解させ、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が晶析して、電解スラリーを生成する。電気分解工程では、電解する際に、調整槽20に電解液11を調整し、電解液11を循環させる。電気分解工程では、電解液11を連続的又は断続的に循環させる。
In the electrolysis process, the
具体的に、電気分解工程では、循環ポンプ32により調整槽20から供給流路31を経て、電解液11が所定の電解槽当たりの電解液流量分供給される。電気分解工程では、電解液11の供給により、電解槽10内の電解液11がオーバーフローして、排液口16を通って、電解液11が送られる。
Specifically, in the electrolysis process, the
電気分解工程では、ヒーター23及び冷却器24により、電解槽10から送られた電解液11を所定の温度に制御及び維持する。ここで、電気分解工程では、定量ポンプ26により薬液タンク25から1N硝酸を調整槽20に添加し、pH電極22でpHを測定しながら、電解液11を所定のpHに制御及び維持する。また、電気分解工程では、撹拌棒21により、調整槽20内の電解液11のpHや液温の差をなくして均一にする。電気分解工程では、調整槽20内で電解槽10から送られた電解液11が所定の液温やpHに調整される。
In the electrolysis process, the
電気分解工程では、循環ポンプ32により、所定のpHや液温に制御された調整槽20内の電解液11が供給流路31を経て電解槽10の槽底17に供給される。電気分解工程では、電解液11が、電解槽10の槽底17に設置された供給口15から噴流される。電気分解工程では、その噴流した電解液11が液分散板14の穴14aをそれぞれ通ることにより分散され、アノード12とカソード13の間をそれぞれ均一に流れ、電解槽10内の全体において電解液11のpH及び液温が均一となる。
In the electrolysis step, the
これにより、電気分解工程では、電解槽10に所定のpHや液温に制御された電解液11が供給され、且つ電解液11が循環することにより、槽内の電極間の電解液11のpHや液温が均一となり、電解槽10内の電解液11全体が均一な状態で電気分解を行うことができる。
Thereby, in the electrolysis process, the
以上より、電気分解工程では、粒径が均一で粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を含む電解液11からなる電解スラリーが得られる。
As described above, in the electrolysis step, an electrolytic slurry made of the
(2−2.電解液分離工程)
電解液分離工程では、電気分解工程により得られた電解スラリーを電解液11と水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉とを固液分離する。
(2-2. Electrolyte separation process)
In the electrolytic solution separation step, the
電解液分離工程では、電解液11の分離には、微細な粉末であっても目詰まりを起こさず、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ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又は水酸化スズ粉の回収率を高めるために、できるだけ通気度の小さいものが好ましい。より好ましくは、通気度が0.3cm3/sec/cm2以下のものである。
In the electrolytic solution separation step, the
(2−3.リパルプ洗浄工程)
リパルプ洗浄工程では、電解液分離工程における固液分離後の水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉には電解液11が含まれるため、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉に洗浄液を加えて水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉をリパルプ洗浄する。
(2-3. Repulp washing process)
In the repulp washing process, since the
リパルプ洗浄工程では、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、純水は、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。一方、A1グレード以下である場合には、シリカ等の不純物が混入し、生成された水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を用い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。 In the repulp washing step, pure water is used because it is desirable that the washing liquid used for the repulp washing has less impurities. In particular, the pure water is desirably A2 grade or higher as defined in JIS K0557. On the other hand, when it is A1 grade or less, impurities such as silica are mixed, which causes a problem when a sputtering target using the produced indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is produced.
リパルプ洗浄工程では、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉1kgに対して5L〜20Lの純水を用いて洗浄することが好ましい。使用する純水の量が5L未満である場合には、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉に電解液成分である硝酸アンモニウムが多く残留してしまう。この残留物により、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の乾燥時において、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を仮焼し酸化インジウム粉又は酸化スズ粉を得る際に火災が発生する危険性が高くなる。一方、使用する純水の量が20Lを超える場合には、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。 In the repulp washing process, it is preferable to wash using 5 L to 20 L of pure water with respect to 1 kg of indium hydroxide powder or tin hydroxide powder. When the amount of pure water to be used is less than 5 L, a large amount of ammonium nitrate as an electrolyte component remains in the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder. Due to this residue, when indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is dried, there is a risk of fire occurring when indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is calcined to obtain indium oxide powder or tin oxide powder. Get higher. On the other hand, when the amount of pure water used exceeds 20 L, the amount of waste water treated after washing increases, resulting in an increase in cost.
リパルプ洗浄工程では、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉に洗浄液を加え、必要に応じて撹拌することができる。また、1回以上リパルプ洗浄することによって、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉中の電解液11を除去でき、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を洗浄することができる。
In the repulp washing step, a washing liquid can be added to the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder and stirred as necessary. Moreover, the
以上より、リパルプ洗浄工程では、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉をリパルプ洗浄することにより、洗浄スラリーが得られる。 From the above, in the repulp washing step, washing slurry is obtained by repulping the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder.
(2−4.洗浄液脱水工程)
洗浄液脱水工程では、リパルプ洗浄工程で得られた洗浄スラリーから洗浄液を脱水する。ここで、脱水には、微細な粉末でも目詰まりをおこし難く、回収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のが好ましい。
(2-4. Cleaning liquid dehydration step)
In the cleaning liquid dehydration process, the cleaning liquid is dehydrated from the cleaning slurry obtained in the repulp cleaning process. Here, for the dehydration, it is preferable to use a cross flow type rotary filter which is difficult to clog even with a fine powder and has a high recovery rate.
洗浄液脱水工程では、洗浄スラリーを洗浄脱水することにより、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が得られる。 In the cleaning liquid dehydrating step, indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is obtained by cleaning and dehydrating the cleaning slurry.
また、洗浄液脱水工程において、電解液11や洗浄液を再利用する場合には、洗浄液脱水工程で得られた洗浄液を加熱して所定の時間減圧蒸留し、濃縮液を得る。
In the cleaning liquid dehydration step, when the
洗浄液脱水工程では、得られた濃縮液を電解液分離工程により分離された電解液11と混合し、電気分解工程で使用した電解液11と同じになるように純水を添加して調整することができる。その後、その調整した電解液11を再び調整槽20に入れて循環ポンプ32により供給流路31を介して電解槽10に供給して、新たな電解を行うことができる。
In the washing liquid dehydration process, the obtained concentrated liquid is mixed with the
電気分解工程では、上述のように得られた電解液11を、再利用することができる。これにより、電解液11が廃液として廃棄されることがなくなる。
In the electrolysis process, the
(2−5.乾燥工程)
乾燥工程では、洗浄液脱水工程後に得られた水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を乾燥する。
(2-5. Drying step)
In the drying step, the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder obtained after the cleaning liquid dehydration step is dried.
乾燥工程では、乾燥する方法として、特に限定されないが、スプレードライヤ、空気対流型乾燥炉、赤外線乾燥炉等の乾燥機で行う。 Although it does not specifically limit as a drying method in a drying process, It carries out with drying machines, such as a spray dryer, an air convection type drying furnace, and an infrared drying furnace.
乾燥工程では、乾燥条件について水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の水分を除去することができれば、特に限定されないが、好ましくは乾燥温度が80℃〜150℃に設定する。乾燥温度が80℃未満である場合には、水分を含んだ水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の乾燥が不十分となる。一方、乾燥温度が150℃を超える場合には、水分を飛ばしすぎることにより、水酸化インジウム粉から酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉から酸化スズ粉が生成されてしまう。 Although it will not specifically limit in a drying process if the water | moisture content of an indium hydroxide powder or a tin hydroxide powder can be removed about drying conditions, Preferably a drying temperature is set to 80 to 150 degreeC. When the drying temperature is less than 80 ° C., drying of water-containing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder becomes insufficient. On the other hand, when the drying temperature exceeds 150 ° C., too much moisture is blown off, so that indium oxide powder or tin oxide powder is produced from tin hydroxide powder.
また、乾燥工程では、乾燥温度により異なるが、好ましくは乾燥時間が約10時間〜24時間程度に設定する。 In the drying step, the drying time is preferably set to about 10 to 24 hours, although it varies depending on the drying temperature.
乾燥工程では、洗浄液脱水工程後の水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を乾燥することにより、水酸化物インジウム粉又は水酸化スズ粉が得られる。 In the drying step, indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is obtained by drying the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder after the cleaning liquid dehydration step.
以上より、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法では、上述した水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置1を用いることで、調整槽20で調整した電解液11が電解槽10に供給して電解液11が循環することにより、粒径が均一で粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が得られる。
From the above, in the method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, the
また、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法では、電解液11や洗浄液を再利用することで、従来のように排水処理しないため、電解液11や洗浄液の損失を抑制できると共に環境への負荷を抑制することができる。従って、この製造方法は、工業的価値が高いものとなる。
Moreover, in the manufacturing method of indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, since the wastewater treatment is not performed by reusing the
[3.酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法]
酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法では、所定の条件下、得られた水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を仮焼して、酸化インジウム粉又は酸化スズ粉が得られる。
[3. Method for producing indium oxide powder or tin oxide powder]
In the method for producing indium oxide powder or tin oxide powder, the obtained indium hydroxide powder or tin hydroxide powder is calcined under predetermined conditions to obtain indium oxide powder or tin oxide powder.
酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法では、仮焼条件を適宜決定するが、好ましくは仮焼温度600℃〜800℃に設定する。 In the method for producing indium oxide powder or tin oxide powder, the calcining conditions are appropriately determined, but the calcining temperature is preferably set to 600 ° C to 800 ° C.
仮焼温度が600℃未満である場合には、得られた酸化インジウム粉又は酸化スズ粉は、BET値が15m2/gを超えるため一次粒子が小さすぎることにより、凝集性を有する粉末となる。このような酸化インジウム粉又は酸化スズ粉では、高密度の焼結材料、例えば酸化インジウムスズ(ITO)焼結材料を得ることができない。 When the calcining temperature is less than 600 ° C., the obtained indium oxide powder or tin oxide powder becomes a powder having cohesiveness because the BET value exceeds 15 m 2 / g and the primary particles are too small. . With such indium oxide powder or tin oxide powder, a high-density sintered material, for example, indium tin oxide (ITO) sintered material cannot be obtained.
一方、仮焼温度が800℃を超える場合には、得られた酸化インジウム粉又は酸化スズ粉では、BET値が10m2/g未満であるため一次粒子径が大きくなり、粒子間に生じる空孔も大きくなることにより、焼結性が低下する。このような酸化インジウム粉又は酸化スズ粉では、高密度の焼結材料を得ることができない。従って、高密度の焼結材料を得るためには、好ましくは仮焼温度600℃〜800℃に設定する。 On the other hand, when the calcining temperature exceeds 800 ° C., in the obtained indium oxide powder or tin oxide powder, the BET value is less than 10 m 2 / g, so the primary particle diameter becomes large, and voids are generated between the particles. As a result, the sinterability decreases. With such indium oxide powder or tin oxide powder, a high-density sintered material cannot be obtained. Therefore, in order to obtain a high-density sintered material, the calcining temperature is preferably set to 600 ° C to 800 ° C.
また、酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法では、仮焼温度に従って仮焼条件を適宜決定するが、好ましくは仮焼時間1時間〜10時間と設定する。 Moreover, in the manufacturing method of an indium oxide powder or a tin oxide powder, although calcining conditions are suitably determined according to calcining temperature, Preferably calcining time is set to 1 hour-10 hours.
酸化インジウム粉又は酸化スズ粉は、比表面積のBET値が10m2/g〜15m2/gの範囲内に制御されており、粒度分布の累積粒度10%径(D10)が0.2μm以上、累積粒度90%径(D90)が2.7μm以下とする。このような酸化インジウム粉又は酸化スズ粉は、比表面積が制御されており、分散性が良く、凝集が少ないため、高密度の焼結材料を生成することができる。 Indium oxide powder or tin oxide powder is BET value of specific surface area is controlled within a range of 10m 2 / g~15m 2 / g, cumulative particle size of 10% the diameter of the particle size distribution (D10) is 0.2μm or more, The cumulative particle size 90% diameter (D90) is 2.7 μm or less. Such indium oxide powder or tin oxide powder has a specific surface area controlled, good dispersibility, and little aggregation, so that a high-density sintered material can be generated.
酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法では、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉をより所望の粒径とするために、必要に応じて解砕又は粉砕を行うことができる。また、酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法では、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解の際に電解液11として硝酸アンモニウムを用いた場合、硝酸アンモニウムの分解が生じるので、酸化インジウム粉又は酸化スズ粉への混入を防止することができる。
In the method for producing indium oxide powder or tin oxide powder, the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder can be crushed or pulverized as necessary in order to obtain a more desired particle size. Further, in the method for producing indium oxide powder or tin oxide powder, when ammonium nitrate is used as the
酸化インジウム粉又は酸化スズ粉は、上述したように水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置1によって得られた水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が有する粒度分布が狭いという特性を引き継いでいる。
As described above, the indium oxide powder or tin oxide powder inherits the characteristic that the particle size distribution of the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder obtained by the
以上より、酸化インジウム粉又は酸化スズ粉の製造方法は、上述した粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を用いることで、粒度分布の狭い酸化インジウム粉又は酸化スズ粉が得られる。 As mentioned above, the manufacturing method of indium oxide powder or tin oxide powder can obtain indium oxide powder or tin oxide powder with narrow particle size distribution by using the indium hydroxide powder or tin hydroxide powder with narrow particle size distribution described above.
[4.スパッタリングターゲットの製造方法]
スパッタリングターゲットの製造方法は、上述した水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法によって得られた粒度分布の狭い水酸化インジウム粉及び/又は水酸化スズ粉を酸化して、得られた酸化インジウム粉及び/又は酸化スズ粉を用いることで、スパッタリングターゲットが得られる。
[4. Manufacturing method of sputtering target]
The sputtering target is produced by oxidizing the indium hydroxide powder and / or tin hydroxide powder having a narrow particle size distribution obtained by the above-described method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, and obtaining the indium oxide obtained. A sputtering target is obtained by using powder and / or tin oxide powder.
水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法によって得られた粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉を乾燥させることで、粒度分布の狭い酸化インジウム粉又は酸化スズ粉が得られる。次に、得られた酸化インジウム粉と酸化スズ粉のターゲットを所定の割合で混合し造粒粉を作製する。次に、作製された造粒粉を用いて例えばコールドプレス法により成型体を作成する。次に、成型体を大気圧下で例えば1300℃〜1600℃で焼結を行う。次に、必要に応じて、焼結体の平面や側面を研磨する等の加工を行う。そして、焼結体をCu製のバッキングプレートにボンディングすることにより、酸化インジウムスズスパッタリングターゲット(ITOスパッタリングターゲット)が得られる。また、得られた酸化インジウム粉又は酸化スズ粉を用いて、スパッタ法により酸化インジウムスパッタリングターゲット又は酸化スズスパッタリングターゲットが得られる。 By drying indium hydroxide powder or tin hydroxide powder having a narrow particle size distribution obtained by the method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, indium oxide powder or tin oxide powder having a narrow particle size distribution is obtained. Next, the target of the obtained indium oxide powder and tin oxide powder is mixed at a predetermined ratio to produce granulated powder. Next, a molded body is produced by using the produced granulated powder, for example, by a cold press method. Next, the molded body is sintered at, for example, 1300 ° C. to 1600 ° C. under atmospheric pressure. Next, processing such as polishing the flat surface and side surfaces of the sintered body is performed as necessary. And an indium tin oxide sputtering target (ITO sputtering target) is obtained by bonding a sintered compact to Cu backing plate. Moreover, an indium oxide sputtering target or a tin oxide sputtering target is obtained by sputtering using the obtained indium oxide powder or tin oxide powder.
スパッタリングターゲットの製造方法では、原料となる酸化インジウム粉と酸化スズ粉の粒度分布が狭いため、比表面積が制御されており、これらの酸化インジウム粉と酸化スズ粉は、分散性がよいものとなるため、高密度のスパッタリングターゲットを得ることできる。これにより、スパッタリングターゲットの製造方法では、ターゲットの加工中に割れや欠け等が生じず、スパッタの際に異常放電が発生することも制御することができる。 In the sputtering target manufacturing method, since the particle size distribution of the indium oxide powder and the tin oxide powder as raw materials is narrow, the specific surface area is controlled, and these indium oxide powder and tin oxide powder have good dispersibility. Therefore, a high-density sputtering target can be obtained. Thereby, in the manufacturing method of a sputtering target, a crack, a chip | tip, etc. do not arise during the process of a target, but it can also control that abnormal discharge generate | occur | produces in the case of sputtering.
次に、実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited by these.
<実施例1>
(1)電気分解工程
実施例1では、電気分解工程において、図1に示す電解装置1を用いて水酸化インジウム粉を生成した。図1に示す電解装置1は、縦100cm、横40cm、深さ50cmの200L電解槽10と、縦20cm、横40cm、深さ50cmの40L調整槽20とを備え、電解槽10と調整槽20は隣接して設けられている。電解装置1では、供給流路31が電解槽10と調整槽20に、供給流路31には循環ポンプ32が設けられている。
<Example 1>
(1) Electrolysis Step In Example 1, in the electrolysis step, indium hydroxide powder was generated using the
電解槽10には、槽底17より2cmの高さで槽底17と平行に、電解液11の液流を分散させるために液分散板14を設けた。即ち、液分散板14は、10cm四方あたり縦5列、横5列、計25個の直径3mmの穴14aがマス目状に等間隔に開いている。これにより、電解槽10では、循環ポンプ32により循環手段30から供給口15を介して供給された電解液11が液分散板14を通過し、各液流は偏流のないほぼ均一な液流量を確保した。
In the
また、電解槽10には、図2に示すように、複数のアノード12とカソード13を配置した。カソード13として、巾26cm、高さ40cm、厚み4mmのチタン金属板を5枚準備した。また、アノード12として、純度99.9999%の金属インジウムを、巾26cm、高さ40cm、厚み8mmの板状に成型したものを4枚準備した。電解装置1では、これらの5枚のカソード13と4枚のアノード12を、図2に示すように、電解槽10内の液分散板14上に、垂直にして両極が互いに平行となるように交互に配置した。電解装置1では、アノード12とカソード13との間の距離を、2.0cmに調節し配置した。4枚のアノード12は、5枚のカソード13と導線19で電気的に接続した。
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of
調整槽20には、電解液11を撹拌する撹拌棒21、pHを測定するpH電極22、電解液11の液温を制御及び維持するヒーター23及び冷却器24、電解液11のpHを制御及び維持する薬液タンク25及び薬液添加用の定量ポンプ26を、その槽内に又はその槽内に隣接し、それぞれ設置した。
The
電解装置1では、表1に示すように、電解槽10に1.0mol/L硝酸アンモニウム水溶液を200L、調整槽20に1.0mol/L硝酸アンモニウム水溶液を40L入れた。調整槽20において、電解液11の硝酸アンモニウム水溶液に対し、1N硝酸を添加し、水素イオン濃度指数pHを4.0に調整した。pHの測定は、調整槽20に取り付けたpH電極22を用いて行った。調整槽20では、この状態を維持しつつ、さらにヒーター23及び冷却器24を使用して電解液11の温度を25℃に維持した。調整槽20では、撹拌棒21で槽内の電解液11を撹拌して電解液11の調整を行った。
In the
電解装置1では、電解中、循環ポンプ32により、20L/minの速度で調整槽20内の電解液11を、供給流路31を経て、供給口15を介して電解槽10へ供給した。なお、電解液11では、電解槽当たりの電解液流量に換算すると、0.015L/min/A(槽電流)であった。電解槽10内の電解液11は、電解槽10の調整槽20側の槽壁18の上端の中央部に配置された排液口16より、オーバーフローにより調整槽20に送られた。
In the
電解装置1では、電極電流密度を15A/dm2に調節し、6時間電解を継続した。この電解により、電気分解工程では、水酸化インジウム粉を含む電解スラリーが得られた。
In the
(2)電解液分離工程
次に、実施例1では、電解液分離工程において、得られた水酸化インジウムスラリーの固液分離を行った。この工程では、水酸化インジウムスラリーの固液分離には、ロータリーフィルタ(寿工業株式会社製RFU−02B)と、ろ布(KE−022、通気度0.1cm3/sec/cm2)を使用して行った。電解液分離工程では、水酸化インジウムスラリーを固液分離した結果、水酸化インジウムケーキと、分離された電解液11とが得られた。
(2) Electrolyte separation process Next, in Example 1, the obtained indium hydroxide slurry was subjected to solid-liquid separation in the electrolyte separation process. In this step, a rotary filter (RFU-02B manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.) and a filter cloth (KE-022, air permeability 0.1 cm 3 / sec / cm 2 ) are used for solid-liquid separation of the indium hydroxide slurry. I went there. In the electrolytic solution separation step, the indium hydroxide slurry and the separated
(3)リパルプ洗浄工程
次に、実施例1では、洗浄液脱水工程において、リパルプ洗浄工程において、得られた水酸化インジウムケーキを洗浄した。リパルプ洗浄工程では、水酸化インジウムケーキに対して、純水を加えてステンレスバケツ容器で撹拌し、再分散した。次いで、これを電解液分離工程と同じ方法で固液分離操作を行い、再び水酸化インジウムケーキと洗浄液が得られた。
(3) Repulp washing process Next, in Example 1, the obtained indium hydroxide cake was washed in the repulp washing process in the washing liquid dehydration process. In the repulp washing step, pure water was added to the indium hydroxide cake, and the mixture was stirred in a stainless bucket container and redispersed. Subsequently, this was subjected to solid-liquid separation operation in the same manner as in the electrolytic solution separation step, and an indium hydroxide cake and a cleaning solution were obtained again.
(4)洗浄液脱水工程
実施例1では、洗浄液脱水工程において、日鉄住友環境株式会社製の減圧蒸留装置(エコプリマ)を使用して、濃縮加熱用ヒーター釜(容量1m3)に、リパルプ洗浄工程で得られた洗浄液100Lを仕込み、電気ヒーター100kW/hrで4時間減圧蒸留を実施した。
(4) Cleaning liquid dehydration process In Example 1, in the cleaning liquid dehydration process, using a vacuum distillation apparatus (Eco Prima) manufactured by Nippon Steel Sumitomo Environment Co., Ltd., the heater pot for concentration heating (capacity 1 m 3 ) is used for the repulp cleaning process. 100 L of the cleaning liquid obtained in the above was charged, and vacuum distillation was performed for 4 hours with an electric heater 100 kW / hr.
実施例1では、この濃縮液を、電解液分離工程で分離された電解液11と混合し、電気分解工程で使用した電解液11と同じになるように、純水を添加して調整した。その後、洗浄液脱水工程では、調整した電解液11を再び調整槽20に入れて、循環ポンプ32により供給流路31を経て電解槽10に供給し、新たな電解を行った。ここまでの工程において、電解液11は、廃液として廃棄されることはなかった。
In Example 1, this concentrated solution was mixed with the
実施例1では、洗浄液脱水工程を3回繰り返して、得られた水酸化インジウム粉を含む電解スラリーをサンプリングし、粒度分布をレーザー回折・散乱法(装置名:SALD−2200、社名:株式会社島津製作所)により測定した。 In Example 1, the washing liquid dehydration process was repeated three times, and the obtained electrolytic slurry containing indium hydroxide powder was sampled, and the particle size distribution was measured by a laser diffraction / scattering method (device name: SALD-2200, company name: Shimadzu Corporation). Measured by a manufacturing company).
(5)乾燥工程
実施例1では、乾燥工程において、洗浄脱水工程で得られた水酸化インジウム粉を含む電解スラリーをスプレードライヤで噴霧乾燥して、水酸化インジウム粉が得られた。得られた水酸化インジウム粉は、表1に示すように、最小径0.3μm、最大径1.2μmと極めて粒度分布が狭いものであった。
(5) Drying step In Example 1, in the drying step, the electrolytic slurry containing the indium hydroxide powder obtained in the washing and dehydrating step was spray-dried with a spray dryer to obtain indium hydroxide powder. As shown in Table 1, the obtained indium hydroxide powder had a very narrow particle size distribution with a minimum diameter of 0.3 μm and a maximum diameter of 1.2 μm.
(6)酸化インジウム粉の製造工程
実施例1では、乾燥工程で得られた水酸化インジウム粉を大気中、700℃で焼成して、酸化インジウム粉が得られた。
(6) Manufacturing process of indium oxide powder In Example 1, the indium hydroxide powder obtained in the drying process was baked at 700 ° C in the air to obtain indium oxide powder.
<実施例2>
実施例2では、表1に示すように調整槽20の液量を200Lとしたこと以外は実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉が得られた。得られた水酸化インジウム粉は、表1に示すように、最小径0.3μm、最大径1.2μmと極めて粒度分布が狭いものであった。
<Example 2>
In Example 2, as shown in Table 1, indium hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of liquid in the
実施例2では、実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉を大気中、700℃で焼成して、酸化インジウム粉が得られた。 In Example 2, in the same manner as in Example 1, indium hydroxide powder was baked at 700 ° C. in the air to obtain indium oxide powder.
<実施例3>
実施例3では、表1に示すように電解槽当たりの電解液流量を0.027L/min/Aとしたこと以外は実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉が得られた。得られた水酸化インジウム粉は、表1に示すように、最小径0.3μm、最大径1.1μmと極めて粒度分布が狭いものであった。
<Example 3>
In Example 3, as shown in Table 1, indium hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution flow rate per electrolytic cell was set to 0.027 L / min / A. As shown in Table 1, the obtained indium hydroxide powder had a very narrow particle size distribution with a minimum diameter of 0.3 μm and a maximum diameter of 1.1 μm.
実施例3では、実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉を大気中、700℃で焼成して、酸化インジウム粉が得られた。 In Example 3, as in Example 1, indium hydroxide powder was baked at 700 ° C. in the atmosphere to obtain indium oxide powder.
<実施例4>
実施例4では、アノード12に純度99.99%の金属スズを使用し、電解液11のpHを7.0に調整したこと以外は実施例1と同様にして、水酸化スズ粉が得られた。得られた水酸化スズ粉は、表2に示すように、最小径0.3μm、最大径3.4μmであることから、極めて粒度分布の狭いものであった。
<Example 4>
In Example 4, tin hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that metal anode having a purity of 99.99% was used for the
実施例4では、実施例1と同様にして、得られた水酸化スズ粉を大気中、700℃で焼成して、酸化スズ粉が得られた。 In Example 4, the obtained tin hydroxide powder was baked at 700 ° C. in the air in the same manner as in Example 1 to obtain tin oxide powder.
<実施例5>
実施例5では、表2に示すように調整槽20の液量を200Lとしたこと以外は実施例3と同様にして、水酸化スズ粉が得られた。得られた水酸化スズ粉は、表2に示すように、最小径0.3μm、最大径3.4μmであることから、極めて粒度分布の狭いものであった。
<Example 5>
In Example 5, a tin hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 3 except that the amount of liquid in the
実施例5では、実施例1と同様にして、得られた水酸化スズ粉を大気中、700℃で焼成して、酸化スズ粉が得られた。 In Example 5, the obtained tin hydroxide powder was baked at 700 ° C. in the air in the same manner as in Example 1 to obtain tin oxide powder.
<実施例6>
実施例6では、実施例1により得られた酸化インジウム粉990gと、実施例4により得られた酸化スズ粉10gを、混合コールドプレス法により成形体を形成した。次に、実施例6では、大気圧中において、1400℃にて、得られた成形体を30時間焼結し、酸化インジウム−酸化スズ系焼結体が得られた。得られた焼結体の相対密度は、表3に示すように、アルキメデス法により測定したところ、99.7%であった。
<Example 6>
In Example 6, 990 g of indium oxide powder obtained in Example 1 and 10 g of tin oxide powder obtained in Example 4 were formed by a mixed cold press method. Next, in Example 6, the obtained molded body was sintered for 30 hours at 1400 ° C. in an atmospheric pressure to obtain an indium oxide-tin oxide based sintered body. As shown in Table 3, the relative density of the obtained sintered body was 99.7% when measured by the Archimedes method.
<実施例7>
実施例7では、実施例2により得られた酸化インジウム粉990gと、実施例5により得られた酸化スズ粉10gを混合コールドプレス法により成形体を形成した。次に、実施例7では、大気圧中において、1400℃にて、得られた成形体を30時間焼結し、酸化インジウム−酸化スズ系焼結体が得られた。得られた焼結体の相対密度は、表3に示すように、アルキメデス法により測定したところ、99.7%であった。
<Example 7>
In Example 7, 990 g of indium oxide powder obtained in Example 2 and 10 g of tin oxide powder obtained in Example 5 were formed by a mixed cold press method. Next, in Example 7, the obtained molded body was sintered for 30 hours at 1400 ° C. in atmospheric pressure to obtain an indium oxide-tin oxide based sintered body. As shown in Table 3, the relative density of the obtained sintered body was 99.7% when measured by the Archimedes method.
<比較例1>
比較例1では、調整槽を使用せず電解槽のみで電解した。その際、撹拌棒、pH電極、ヒーター、冷却器を電解槽に設置し、且つ電解槽内の液分散板を外した。比較例1では、表1に示すように、電解槽内の撹拌棒の回転数(60rpm)で撹拌させたこと以外は実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉が得られた。得られた水酸化インジウム粉は、表1に示すように、最小径0.2μm、最大径12.0μmであることから、粒度分布の広いものであった。
<Comparative Example 1>
In the comparative example 1, it electrolyzed only with the electrolytic tank, without using an adjustment tank. At that time, a stirring bar, a pH electrode, a heater, and a cooler were installed in the electrolytic cell, and the liquid dispersion plate in the electrolytic cell was removed. In Comparative Example 1, as shown in Table 1, indium hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that stirring was performed at the number of rotations of the stirring rod in the electrolytic cell (60 rpm). As shown in Table 1, the obtained indium hydroxide powder had a wide particle size distribution because it had a minimum diameter of 0.2 μm and a maximum diameter of 12.0 μm.
比較例1では、実施例1と同様に乾燥して、得られた水酸化インジウム粉を大気中、700℃で焼成して、酸化インジウム粉が得られた。 In Comparative Example 1, drying was performed in the same manner as in Example 1, and the obtained indium hydroxide powder was baked at 700 ° C. in the atmosphere to obtain indium oxide powder.
<比較例2>
比較例2では、調整槽を使用せず電解槽のみで電解した。その際、撹拌棒、pH電極、ヒーター、冷却器を電解槽に設置した。電解槽内の液分散板を外した。比較例2では、表1に示すように、電解槽内の撹拌棒の回転数(300rpm)で撹拌させたこと以外は実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉が得られた。得られた水酸化インジウム粉は、表1に示すように、最小径0.2μm、最大径4.0μmであることから、粒度分布の広いものであった。
<Comparative example 2>
In the comparative example 2, it electrolyzed only with the electrolytic cell, without using an adjustment tank. At that time, a stirring bar, a pH electrode, a heater, and a cooler were installed in the electrolytic cell. The liquid dispersion plate in the electrolytic cell was removed. In Comparative Example 2, as shown in Table 1, indium hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that stirring was performed at the rotation speed (300 rpm) of the stirring rod in the electrolytic cell. As shown in Table 1, the obtained indium hydroxide powder had a wide particle size distribution because it had a minimum diameter of 0.2 μm and a maximum diameter of 4.0 μm.
比較例2では、実施例1と同様にして、得られた水酸化インジウム粉を大気中、700℃で焼成して、酸化インジウム粉が得られた。 In Comparative Example 2, the obtained indium hydroxide powder was fired at 700 ° C. in the air in the same manner as in Example 1 to obtain indium oxide powder.
<比較例3>
比較例3では、表1に示すように電解槽当たりの電解液流量を0.005L/min/Aとしたこと以外は実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉が得られた。得られた水酸化インジウム粉は、表1に示すように、最小径0.2μm、最大径8.0μmであることから、粒度分布の広いものであった。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, as shown in Table 1, indium hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of the electrolytic solution per electrolytic cell was 0.005 L / min / A. As shown in Table 1, the obtained indium hydroxide powder had a wide particle size distribution since it had a minimum diameter of 0.2 μm and a maximum diameter of 8.0 μm.
比較例3では、実施例1と同様にして、得られた水酸化インジウム粉を大気中、700℃で焼成して、酸化インジウム粉が得られた。 In Comparative Example 3, the obtained indium hydroxide powder was fired at 700 ° C. in the air in the same manner as in Example 1 to obtain indium oxide powder.
<比較例4>
比較例4では、表1に示すように電解槽当たりの電解液流量を0.050L/min/Aとしたこと以外は実施例1と同様にして、水酸化インジウム粉の作製を試みた。しかしながら、比較例4では、電解液の揮発やミストの飛散が激しく、電解を中止した。従って、比較例4では、水酸化インジウム粉を得ることができなかった。
<Comparative Example 4>
In Comparative Example 4, an indium hydroxide powder was tried in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution flow rate per electrolytic cell was 0.050 L / min / A as shown in Table 1. However, in Comparative Example 4, the electrolysis solution was volatilized and the mist was scattered so that the electrolysis was stopped. Therefore, in Comparative Example 4, indium hydroxide powder could not be obtained.
<比較例5>
比較例5では、調整槽を使用せず電解槽のみで電解した。その際、pH電極、ヒーター、冷却器、撹拌棒を電解槽に設置し、且つ電解槽内の液分散板を外した。比較例5では、表2に示すように、電解槽内の撹拌棒の回転数(60rpm)で撹拌させたこと以外は実施例3と同様にして、水酸化スズ粉が得られた。この得られた水酸化スズ粉は、表2に示すように、最小径0.2μm、最大径34.2μmであることから、粒度分布の広いものであった。
<Comparative Example 5>
In the comparative example 5, it electrolyzed only with the electrolytic tank, without using an adjustment tank. At that time, a pH electrode, a heater, a cooler, and a stirring rod were installed in the electrolytic cell, and the liquid dispersion plate in the electrolytic cell was removed. In Comparative Example 5, as shown in Table 2, tin hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 3 except that stirring was performed at the number of rotations of the stirring rod in the electrolytic cell (60 rpm). As shown in Table 2, the obtained tin hydroxide powder had a wide particle size distribution because it had a minimum diameter of 0.2 μm and a maximum diameter of 34.2 μm.
比較例5では、実施例1と同様にして、水酸化スズ粉を大気中700℃で焼成して、酸化スズ粉が得られた。 In Comparative Example 5, as in Example 1, tin hydroxide powder was fired at 700 ° C. in the atmosphere to obtain tin oxide powder.
<比較例6>
比較例6では、調整槽を使用せず電解槽のみで電解した。その際、pH電極、ヒーター、冷却器、撹拌棒を電解槽に設置し、且つ電解槽内の液分散板を外した。比較例6では、表2に示すように、電解槽内の撹拌棒の回転数(300rpm)で撹拌させたこと以外は実施例3と同様にして、水酸化スズ粉が得られた。この得られた水酸化スズ粉は、表2に示すように、最小径0.2μm、最大径11.4μmであることから、粒度分布の広いものであった。
<Comparative Example 6>
In the comparative example 6, it electrolyzed only with the electrolytic cell, without using an adjustment tank. At that time, a pH electrode, a heater, a cooler, and a stirring rod were installed in the electrolytic cell, and the liquid dispersion plate in the electrolytic cell was removed. In Comparative Example 6, as shown in Table 2, tin hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 3 except that stirring was performed at the number of revolutions of the stirring rod in the electrolytic cell (300 rpm). As shown in Table 2, the obtained tin hydroxide powder had a minimum particle diameter of 0.2 μm and a maximum diameter of 11.4 μm, and thus had a wide particle size distribution.
比較例6では、実施例1と同様にして、水酸化スズ粉を大気中、700℃で焼成して、酸化スズ粉が得られた。 In Comparative Example 6, as in Example 1, tin hydroxide powder was fired at 700 ° C. in the atmosphere to obtain tin oxide powder.
<比較例7>
比較例7では、表2に示すように、電解槽当たりの電解液流量により0.005L/min/Aとしたこと以外は実施例3と同様にして、水酸化スズ粉が得られた。得られた水酸化スズ粉は、表1に示すように、最小径0.2μm、最大径22.8μmであることから、粒度分布の広いものであった。
<Comparative Example 7>
In Comparative Example 7, as shown in Table 2, tin hydroxide powder was obtained in the same manner as in Example 3 except that the flow rate was 0.005 L / min / A depending on the electrolyte flow rate per electrolytic cell. As shown in Table 1, the obtained tin hydroxide powder had a wide particle size distribution because it had a minimum diameter of 0.2 μm and a maximum diameter of 22.8 μm.
比較例7では、実施例1と同様にして、得られた水酸化スズ粉を大気中、700℃で焼成して、酸化スズ粉が得られた。 In Comparative Example 7, the obtained tin hydroxide powder was fired at 700 ° C. in the air in the same manner as in Example 1 to obtain tin oxide powder.
<比較例8>
比較例8では、表2に示すように、電解槽当たりの電解液流量を0.050L/min/Aとしたこと以外は実施例3と同様にして、水酸化スズ粉の作製を試みた。しかしながら、比較例8では、電解液の揮発やミストの飛散が激しく、電解を中止した。従って、比較例8では、水酸化スズ粉が得られなかった。
<Comparative Example 8>
In Comparative Example 8, as shown in Table 2, the production of tin hydroxide powder was attempted in the same manner as in Example 3 except that the electrolytic solution flow rate per electrolytic cell was 0.050 L / min / A. However, in Comparative Example 8, the volatilization of the electrolyte and the scattering of mist were severe, and the electrolysis was stopped. Therefore, in Comparative Example 8, tin hydroxide powder was not obtained.
<比較例9>
比較例9では、比較例1により得られた酸化インジウム粉990gと、比較例5により得られた酸化スズ粉10gを混合コールドプレス法により成形体を形成した。次に、比較例9では、大気圧中において、1400℃にて、得られた成形体を30時間焼結し、酸化インジウム−酸化スズ系焼結体が得られた。得られた焼結体の相対密度は、表3に示すように、アルキメデス法により測定したところ、88.6%であった。
<Comparative Example 9>
In Comparative Example 9, 990 g of the indium oxide powder obtained in Comparative Example 1 and 10 g of the tin oxide powder obtained in Comparative Example 5 were formed by a mixed cold press method. Next, in Comparative Example 9, the obtained molded body was sintered at 1400 ° C. in atmospheric pressure for 30 hours, and an indium oxide-tin oxide based sintered body was obtained. The relative density of the obtained sintered body was 88.6% as measured by Archimedes method as shown in Table 3.
<比較例10>
比較例10では、比較例3により得られた酸化インジウム粉990gと、比較例7により得られた酸化スズ粉10gを混合コールドプレス法により成形体を形成した。次に、比較例10では、大気圧中において、1400℃にて、得られた成形体を30時間焼結し、酸化インジウム−酸化スズ系焼結体が得られた。得られた焼結体の相対密度は、表3に示すように、アルキメデス法により測定したところ、87.1%であった。
<Comparative Example 10>
In Comparative Example 10, 990 g of the indium oxide powder obtained in Comparative Example 3 and 10 g of the tin oxide powder obtained in Comparative Example 7 were formed by a mixed cold press method. Next, in Comparative Example 10, the obtained molded body was sintered for 30 hours at 1400 ° C. in atmospheric pressure, and an indium oxide-tin oxide based sintered body was obtained. As shown in Table 3, the relative density of the obtained sintered body was 87.1% as measured by Archimedes method.
実施例1乃至実施例5の結果より、水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置1を用いたことにより、表1及び表2に示す通りの粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が得られた。
From the results of Example 1 to Example 5, by using the
実施例6及び実施例7の結果が示すように、実施例1、実施例2、実施例4、実施例5で得られた極めて粒度分布の狭い水酸化インジウム粉及び水酸化スズ粉を用いたことにより、表3に示す通りの高密度のスパッタリングターゲットが得られた。 As the results of Example 6 and Example 7 show, the indium hydroxide powder and tin hydroxide powder with extremely narrow particle size distribution obtained in Example 1, Example 2, Example 4, and Example 5 were used. As a result, a high-density sputtering target as shown in Table 3 was obtained.
以上の結果から、極めて粒度分布の狭い水酸化インジウム粉及び水酸化スズ粉を用いることで、相対密度の高い酸化インジウム−酸化スズ系焼結体が得られることがわかった。 From the above results, it was found that an indium oxide-tin oxide sintered body having a high relative density can be obtained by using indium hydroxide powder and tin hydroxide powder having an extremely narrow particle size distribution.
比較例1、比較例2、比較例5、比較例6が示すように、電解槽10と調整槽20との間で電解液11を循環させなかったことにより、表1及び表2に示す通りの粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が得られなかった。
As Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 show, the
比較例3、比較例4、比較例5、比較例6が示すように、電解槽当たりの電解液流量を0.007L/min/A〜0.03L/min/Aの範囲から外れたことにより、表1及び表2に示す通りの粒度分布の狭い水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉が得られなかった。 As Comparative Example 3, Comparative Example 4, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 show, the electrolyte flow rate per electrolytic cell was out of the range of 0.007 L / min / A to 0.03 L / min / A. Indium hydroxide powder or tin hydroxide powder having a narrow particle size distribution as shown in Tables 1 and 2 was not obtained.
比較例9及び比較例10が示すように、比較例1、比較例3、比較例5、比較例7で得られた粒度分布の広い水酸化インジウム粉及び水酸化スズ粉を用いたことにより、表3に示す通りの高密度のスパッタリングターゲットが得られなかった。 As Comparative Example 9 and Comparative Example 10 show, by using the indium hydroxide powder and tin hydroxide powder having a wide particle size distribution obtained in Comparative Example 1, Comparative Example 3, Comparative Example 5, and Comparative Example 7, A high-density sputtering target as shown in Table 3 was not obtained.
以上の結果から、粒度分布の広い水酸化インジウム粉及び水酸化スズ粉を用いても、相対密度が高い酸化インジウム−酸化スズ系焼結体が得られないことがわかった。 From the above results, it was found that an indium oxide-tin oxide sintered body having a high relative density could not be obtained even when indium hydroxide powder and tin hydroxide powder having a wide particle size distribution were used.
1 電解装置、10 電解槽、11 電解液、12 アノード(陽極)、13 カソード(陰極)、14 液分散板、14a 穴、15 供給口、16 排液口、17 槽底、18 槽壁、19 導線、20 調整槽、21 撹拌棒、22 pH電極、23 ヒーター、24 冷却器、25 薬液タンク、26 定量ポンプ、27 送液口、28 槽底、30 循環手段、31 供給流路、32 循環ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
電解槽と、電解液を調整する調整槽と、該電解槽と該調整槽とに接続され該電解液を循環する循環手段と、該電解槽の上端縁に該電解槽から該調整槽へ該電解液をオーバーフローさせる排液口とを有し、
上記循環手段により、上記電解槽と上記調整槽の間で上記電解液を循環させ、
上記電解槽には、槽底に、上記電解液を槽内に供給する供給口を設け、且つアノード及びカソードと該槽底との間に液分散板を設けることを特徴とする水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の電解装置。 An electrolysis device for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder by electrolyzing indium or tin,
An electrolytic tank, an adjustment tank for adjusting the electrolytic solution, a circulation means connected to the electrolytic tank and the adjustment tank for circulating the electrolytic solution, and an upper end edge of the electrolytic tank from the electrolytic tank to the adjusting tank. A drain port for overflowing the electrolyte ,
By the circulating means, the electrolytic solution is circulated between the electrolytic cell and the adjusting tank ,
The electrolytic cell is provided with a supply port for supplying the electrolytic solution into the cell at the cell bottom, and a liquid dispersion plate is provided between the anode and the cathode and the cell bottom. Or an electrolysis device of tin hydroxide powder.
請求項1又は請求項2に記載の電解装置を用いることを特徴とする水酸化インジウム粉又は水酸化スズ粉の製造方法。 A method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder by producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder by electrolysis using indium or tin as an anode,
A method for producing indium hydroxide powder or tin hydroxide powder, wherein the electrolytic apparatus according to claim 1 or 2 is used.
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