JPH01191753A - インジウム含有スクラップの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、インジウム−リン（Ｉｎ−Ｐ）化合物半導体
スクラップなどからインジウムを回収する処理方法に関
する。

［従来技術と問題点コ インジウム−リン化合物半導体を製造する際に、該化合
物単結晶をウニハに切断する工程等において、かなりの
部分がスクラップ化するのを避けることが出来ない。一
方、インジウムはその存在量が少ない希少な元素である
。このため上記スクラップ等からインジウムを回収し、
再利用することが求められ、その回収方法として従来法
の方法が知られている。

（ａ）熱分解法−一該スクラップを減圧下及び加熱下で
加熱してリンを揮発除去する方法。

（ｂ）酸溶解法−一硫酸、塩酸等により上記スクラップ
を溶解し、不純物の沈澱、イオン交換。

溶媒抽出等の操作によりインジウムを回収する方法。

（Ｃ）アルカリ溶解法−一該スクラップをＮａＯＨ等に
溶解してインジウムとリンとを分離する方法。

然し乍ら、上記熱分解法（ａ）は処理工程は簡単である
が、発火性のリンが揮発するため危険であり、またリン
以外の不純物が除去され難い、同様に融溶解法（ｂ）は
溶解時に有毒な自然発火性のホスフィン（ＰＨ３）が発
生するので安全性の点で問題が大きい。アルカリ溶解法
（ｃ）は不純物の除去に難点がある５また（ｂ）及び（
ｃ）は湿式法であり１反応時間が長い。

ｃ問題解決の手段］ 本発明においては、Ｉｎ−Ｐスクラップ等を塩素ガスで
処理してインジウム及びリン等を塩化物として分解する
ことにより発火性のリン及びホスフィンを発生させずに
該スクラップを分解し、且つこれら塩化物を蒸留分離す
ることによりインジウムとリン及び他の不純物との分離
効果を高めた。

［発明の構成コ 本発明によれば、インジウムを含有するスクラップを加
熱下で塩素ガスに接触させてインジウム及び他のスクラ
ップ成分を塩素化し、生成した塩化物を蒸留分離して塩
化インジウムを回収するインジウム含有スクラップの処
理方法が提供される。

更に、本発明によれば、塩化インジウムを回収した後に
、該塩化インジウムを金屈逼元して得たスポンジ状イン
ジウムにアルカリフラックスを添加して不純物を除去し
た後に電解精製して高純度インジウムを回収するインジ
ウム含有スクラップの処理方法が提供される。

本発明においては、原料として種々のインジウム含有ス
クラップを用いることができ、特にＩｎ−Ｐ化合物半導
体スクラップが好適に用いられる。

原料のスクラップは塩素ガスに曝される。塩素ガスとの
接触面積を大きくするため上記スクラップは粉砕して用
いられる。スクラップ中のインジウム及びリン等は塩素
ガスとの接触により塩化物となり分解する。塩素化反応
の例を次式に示す。

ＩｎＰ＋３Ｃｆｌ、　　−−）ＩｎＣＱ、＋ＰＣＱ。

ＩｎＰ＋５／２ＣＩ２２−４　　ＩｎＣｌ２．＋ＰＣＱ
：１ｆｎＰ＋２ｃ１２．　−−＋　　ｒｎｃＱ　　＋Ｐ
ＣＱ。

上記塩素ガスとインジウム含有スクラップとの接触は、
約６０８℃以上、好ましくは約７００℃以上の温度下で
行ない、生成した塩化インジウム及び塩化リンを塩素化
と同時に蒸留するのが好ましい。

ＩｎＣＱ、ＩｎＣＭ２の沸点は６０８℃であり、ＩｎＣ
ｎ、は５８６℃で昇華する。また、ＰＣＱ、、ＰＣＱ５
の沸点は夫々約７５℃、１６６℃である。上記スクラッ
プを６０８℃以上の温度下で塩素化することにより、生
成した塩化インジウム及び塩化リンは直ちに蒸発し、上
記スクラップは高温下で直接塩素ガスに曝されるため反
応が速い。６０８℃以下で塩素化を行なうと、液状のＩ
ｎＣＱ、が上記スクラップを覆うので該スクラップの塩
素化反応が遅くなる。

尚、上記塩素化反応は発熱反応なので反応開始後はあま
り加熱しなくても良い。反応温度が高過ぎると塩化イン
ジウムより高沸点の塩化物が揮発し、インジウムとの分
離が困難になるので好ましくない、またエネルギーコス
トも嵩む。この観点から上記反応温度は６０８℃〜８０
０℃が好ましい。

上記塩素化反応において未反応のリンが残留すると後処
理が不都合となるので、未反応のリン等が残留しないよ
うに塩素ガスをやや通湯に供給するのが好ましい。塩素
ガスをやや過剰に供給することによりインジウム及びリ
ンはそのは大部分がＩｎＣＱ、、ＰＣＱ、となる、尚ス
クラブにスズが含有されている場合、Ｓ　ｎ　ＣＱ　、
　（ｍｐ：２４６℃、ｂｐ＝６２３℃）の融点と沸点は
　ＩｎＣＭよと近似しているが、Ｓ　ｎ　ＣＱ　４（ｍ
ｐニー３１℃、ｂｐ：１１４℃）のそれはＩｎＣＭ２及
びＩｎＣＱ、と大幅に異なるので、この点からも塩素ガ
スをやや過剰に供給してスズを５ｎＣＱ４に転換させる
のが良い。

塩素ガスの供給速度は特に限定されず１反応効率、反応
時間等を考慮して適宜穴められる。

上記塩素化反応によりインジウム及びリンと同時にスク
ラップ中に含有されている不純物が塩素化され、塩化イ
ンジウム及び塩化リンと同時に蒸留される。例えば上記
スクラップにガリウム、スズが微小量混在しているとＧ
　ａ　ＣＱ　、　（ｂｐ：５３５℃）。

Ｇ　ａ　ＣＱ　３（ｂｐ：２０１℃）、５ｎＣＱ２，５
ｎＣｆ１４が夫々生成し、此れ等は何れも６０８℃以下
の温度で連発する。これら塩化物は塩化インジウムおよ
び塩化リンと共にコンデンサーに送られ、凝縮分離され
る。

回収された粗塩化インジウムは、その大部分がＩｎ（，
１２，であり一部工ｎＣＱ２を含有する。該粗塩化イン
ジウムは亜鉛による金属還元など既知の方法により還元
され、金属インジウムとして回収される。例えば、回収
した粗塩化インジウムを水に溶解し、水酸化ナトリウム
を添加して溶液のｐＨを１に調整した後に亜鉛板を投入
しセメンチージョンを行なう。塩化インジウムは亜鉛に
より還元されて亜鉛板表面にスポンジ状の金属が析出す
る。

該金属インジウムを回収し乾燥した後に水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムを添加して溶融し不純物を除去した
後に電解精製することにより高純度の金属インジウムを
得ることが出来る。

［発明の効果］ 本発明の方法は、従来法のような発火性のリンや有毒な
ホスフィンが発生せず、安全である。

本発明は乾式法であり、従来の湿式法に比較して反応時
間が短い利点を有する。また塩化物の蒸留および凝縮分
離工程において大部分の不純物が除去されるので、還元
工程を経て極めて高純度の金属インジウムを製造するこ
とが出来る。

〔実施例コ 実施例　１ 図示するように、石英製反応容器１の外周に加熱手段２
を有し、該容器底部に貯溜部３が形成される一方、反応
容器上部に低温部４が形成され。

反応容器内部の原料を載置するネット５の下方に塩素ガ
スの供給管路６が接続し、容器頂部にコンデンサー７を
経て捕集器８が接続する装置を用い、容器内部のネット
の上に、　５０ｇのインジウム−リン化合物スクラップ
（Ｉ　ｎニア９．５％、　Ｐ：１９．７７％、　　Ｓｎ
：０．４８％１重量％）を粉砕して装入し、反応容器内
部を７００℃に加熱して、塩素ガスを２０Ｏｎ＋１／分
の速度で１１０分間導入した。塩素化反応が進むにつれ
て内部温度が上昇するので、塩素化反応の進行中、加熱
手段２を調整し反応容器１の温度を７００℃に維持し、
低温部４の温度を３００℃に維持した。

塩素ガスを供給すると塩化インジウムの一部。

例えば液状のＩｎＣＱ、がネット５から滴下し、滴下す
る間にさらに塩素ガスに接触して粉末状のＩｎＣＱ、と
なって貯溜部４に堆積する。一方１ｇｔ発したＩｎＣＱ
２、ＩｎＣＱ、は低温部４を通過する間に大部分のｒｎ
ｃＱ３が凝縮して容器内面に付着する。未凝縮の塩化イ
ンジウムと他の塩化物ガスはコンデンサー７を通過する
間に冷却され。

ＩｎＣＱ２及び工ｎｃＱ、が他の塩化物ガスから凝縮分
離されて、捕：Ｓ器８に貯溜する。

未凝縮ガスは外部の処理設備に導いた。

上記塩素化反応後、貯溜部３、低温部４．捕集器８から
夫々回収した凝縮物を水に溶解し、成分と含有量を調べ
たところ、貯溜部３から回収したものはエロが２５．９
ｇ、　ＰがＯｇ、低温部４で回収したものはＩｎが１３
．８ｇ、　Ｐが０．９ｇ、捕集器８から回収したものは
Ｉｎが０．２ｇ、　Ｐが５．８ｇ、　Ｓ　ｎが　０．１
ｇであった。また回収した塩化インジウムを水に溶解す
る際に何れもホスフィンは発生しなかった。

次に、回収した塩化インジウムの全量を水に溶解後、水
酸化ナトリウムを添加し溶液のｐＨを１に調整した後に
アルミニウム板を装入して該塩化インジウムを還元し、
スポンジ状の金属インジウムを３９．７ｇ回収した。イ
ンジウムの回収率はほぼ１００％であった。該スポンジ
状のインジウムを脱水、乾燥後、溶融し、水酸化ナトリ
ウムフラックスを添加して不純物を除去し、９９．９９
６％のインジウムアノードを得た。その後、該アノード
を用いて電解精製を行ない、６ナイングレードの金属イ
ンジウム３４．９ｇを得た。

実施例　２ 実施例１と同一の装置を用い、インジウム−リン化合物
スクラップ（Ｉ　ｎ：６６．９８％、Ｐ：１７．２５％
、Ｇａ：４．７５％、Ａｓ：２．２％、Ｓｎ：０．４８
％、　Ｃｕ：１．２％、残部ＡＱ２０．、重量ぶ）を１
００ｇ装入し、反応容器１の温度を６５０℃に維持し、
低温部４の温度を３００℃に保ち、塩素ガスを２００ｍ
　Ｑ　／分の速度で反応容器に供給して塩素化反応を行
なわせた。貯溜部３、低温部４及び捕集器８から回収さ
れた凝縮物（Ａ、Ｂ、Ｃ）の成分と含有量は夫々次の通
りであった。

上記回収物Ａを実施例１と同様に処理し、６ナイングレ
ードの金属インジウム４１．４ｇを得た。

上記回収物Ｂを更に精留して不純物を除去しくＩｎ：１
４．６ｇ、　Ｐ：０．０１５ｇ、　Ｇａ：Ｏ，００１ｇ
、　Ａｓ：０．００１ｇ）。

その後、実施例１と同様の処理工程を経て、６ナイング
レードの金属インジウム１３．０ｇを得た。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に用いた装置構成の概略図である。 　図面中、１−反応容器、２−加熱手段。 ３−貯溜部、４−低温部、５−ネット、６−塩素ガス供
給管路、７−コンデンサー、８−捕集器。 特許出頭人　　　三菱金属株式会社 代理人　弁理士　松井政広　他１名

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インジウムを含有するスクラップを加熱下で塩素
   ガスに接触させてインジウム及び他のスクラップ成分を
   塩素化し、生成した塩化物を蒸留分離して塩化インジウ
   ムを回収するインジウム含有スクラップの処理方法。
2. （２）上記スクラップを塩化インジウムの沸点以上の温
   度で塩素ガスと接触させ、塩素化と同時に蒸留を行なう
   第１請求項の処理方法。
3. （３）第１請求項の方法により塩化インジウムを回収し
   た後に、該塩化インジウムを金属還元して得たスポンジ
   状インジウムにアルカリフラックスを添加して不純物を
   除去した後に電解精製して高純度インジウムを回収する
   インジウム含有スクラップの処理方法。