JPH10121163A - 高純度インジウムの製造方法および製造装置 - Google Patents
高純度インジウムの製造方法および製造装置Info
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Abstract
難であった珪素、鉄、鉛などを分離できる新規な精製手
段を開発することによって、純度99.9999%(6
N)以上の高純度インジウムを直接インゴット状で製造
できる製造方法と製造装置を提供する。 【解決手段】 純度99.99%の金属インジウムを原
料るつぼ5に入れ、この原料るつぼ5を回収鋳型6中央
部に設置した吸入台9上に固定する。原料るつぼ5と回
収鋳型6は石英製の外筒3と内筒4で二重封体されてお
り、真空排気装置2によって内筒4内部の空気を排気し
て内筒4内を真空度1×10-4Torrとし、炉温を110
0℃に加熱すると原料中のインジウムはいったん蒸発し
た後内筒4の内面に接触して次第に凝縮し始め、粒状に
なって回収鋳型6の中に落下する。この粒状インジウム
を回収して純度6Nの高純度インジウムを得る。
Description
程度の市販金属インジウムから真空蒸留精製により純度
99.9999%(6N)以上の高純度インジウムを製
造する方法とその装置に関する。
産出するので亜鉛を製錬するときの煤煙あるいは亜鉛電
解などの中間工程から微量成分として回収されるほか、
近年化合物半導体廃棄物から精製インジウムとして回収
されるようになった。これらの原料インジウムからの精
製方法には電解精製の他、真空下で蒸留する減圧精製あ
るいはゾーン精製法が用いられる。
減圧精製によって得られる金属インジウムの純度は9
9.99%程度であり、不純物として含有されるSi、
Fe、Cu、Ga、Pb等はいずれも0.5ppm 以上含
まれており、一方、化合物半導体廃棄物からの精製には
大掛かりな装置と時間をかけて分離、回収しなければな
らないという問題があった。
後の切断加工の必要性と汚染の危険があることから精製
時の処理量の制約や精製収率の低下が避けられない上、
また得られた精製インジウムをインゴットにする場合に
は鋳造時の不純物混入による汚染の問題があった。
はインジウムとの完全分離が困難であった珪素、鉄、鉛
などを分離できる新規な精製手段を開発することによっ
て、純度99.9999%以上の高純度インジウムを直
接インゴット状で製造できる製造方法と製造装置を提供
することにある。
達成すべく鋭意研究の結果、外筒と内筒からなる2重の
石英筒で封体した内部に原料インジウムが装入される原
料るつぼとこれに連接して設けられる回収鋳型を配置し
て真空蒸留を行い、蒸発したインジウムを石英筒面に凝
縮させ、これを回収鋳型に回収するようにすれば、従来
よりも簡素な構造でしかも精製から鋳造までを一回の連
続工程で処理できる上、汚染が少ないので、含有する不
純物が1ppm 未満の純度99.9999%以上の高純度
インジウムが得られることを見いだし本発明に到達し
た。
を真空溶解して高純度インジウムを製造する方法におい
て、原料るつぼに装入された原料インジウムを温度10
00℃以上、真空度1×10-3Torr以下で真空蒸留する
ことにより、蒸発させたインジウムを原料るつぼに連接
する回収鋳型に回収してインゴットとし、不純物として
の鉄、ニッケルおよび鉛の含有量がそれぞれ0.1ppm
以下でかつガス成分以外の不純物量が1ppm 未満である
純度99.9999%以上の高純度インジウムを得るこ
とを特徴とする高純度インジウムの製造方法;第2に、
真空精製部とこれを加熱する電気炉を備えた加熱部とを
主要構成部とする高純度インジウムの製造装置であっ
て、上記真空精製部がそれぞれ脱着可能に連接する原料
るつぼ、回収鋳型、冷却トラップおよび水冷フランジか
らなり、かつ上記原料るつぼと回収鋳型が耐熱材からな
る二重の筒で封体されていることを特徴とする高純度イ
ンジウムの製造装置を提供するものである。
装置は、一例として図1の概略断面図に示す構造とする
ことができる。すなわち、電気炉1内に配置された石英
製外筒3内を真空排気装置2により真空排気を行えるよ
う、上記外筒3内に原料るつぼ5、回収鋳型6、回収鋳
型中央部に設けた吸入台9、冷却トラップ8および水冷
フランジ7を脱着可能に連接し、更に原料るつぼ上面に
位置する石英製内筒4を設けて外筒3とともに2重構造
となって封体されるようになっている。
9%程度)を原料るつぼ5に適量入れ、電気炉で100
0℃以上、好ましくは1100℃〜1500℃の温度範
囲にするとともに、真空度を1×10-3Torr以下、好ま
しくは1×10-3〜1×10-6Torrの範囲に制御する
と、原料るつぼ内の原料インジウムが融解・蒸発し、上
部の石英製内筒4との間に落下してるつぼ底部に連接す
る回収鋳型6の中に回収される。
ち、インジウムより蒸気圧の低いアルミニウム、珪素、
鉄、ニッケル、銅、ガリウムは原料るつぼ5内に残留
し、逆に蒸気圧の高いリン、硫黄、塩素、カリウム、カ
ルシウム、亜鉛、ヒ素、カドミウム、鉛は凝縮すること
なく気体状で真空排気装置2によってるつぼ底部に設け
られた吸入台9の吸入孔を通って冷却トラップ8内に吸
収され水冷フランジ7の働きにより冷却されて固化す
る。
状を精製後の次工程で用いる鋳型の形状にしてあるた
め、従来法のように精製されたインジウムを再度鋳造す
る必要なく、このため汚染の少ない製品を、製造、鋳造
の工程を区別することなく一回の処理で製造できる。
をグロー放電質量分析機で分析したところ、珪素、塩
素、カルシウム、ガリウム、鉛がそれぞれ0.05ppm
未満であり、リン、アルミニウム、硫黄、カリウム、
鉄、ニッケル、銅、亜鉛、ヒ素、カドミウムがそれぞれ
0.01ppm 未満で、かつガス成分以外の不純物が1pp
m未満の値を示していた。
素をP、Al、Si、S、Cl、K、Ca、Fe、N
i、Cu、Zn、As、Cd、Ga、Pbとし、グロー
放電質量分析装置により定量分析を行い、得られた不純
物含量の総和を100%から差し引いて得られる数値が
99.9999%以上の場合をもって純度99.999
9%以上の高純度インジウムと定義した。
が、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
を参照して以下説明する。先ず、純度99.99%の金
属インジウム100gを原料るつぼ5に入れ、回収鋳型
6中央部に設置した吸入台9上に固定した後、電気炉1
内に装入した。
面には石英製の外筒3と内筒4が設けられ、真空排気装
置2によって内筒4内部の空気が吸入台上部に設けられ
た吸入孔(図示せず)を通して吸い出され、内筒4の内
部が真空状態となる構造である。
とするとともに、炉温を1100℃一定で1時間精製し
たところ、原料中のインジウムはいったん蒸発した後原
料るつぼ5上の内筒4面に接触して次第に凝縮し始め、
粒状になって原料るつぼ5の底部に接して設けた回収鋳
型6に落下した。この粒状インジウム85gを回収し
た。
ガス状のまま排気装置で吸引され、吸入台9の上部に設
けられた吸入孔を通過した冷却トラップ8上で固化し
た。この固化物を分析したところ、その主成分はインジ
ウムで、りん、硫黄、塩素、カリウム、カルシウム、亜
鉛、ヒ素、カドミウム、鉛などいずれも蒸気圧の高い物
質が含まれていた。また、原料るつぼ内に残っている金
属を分析したところその主成分はインジウムで珪素、
銅、ガリウムなどの蒸気圧の低い物質が原料より多く含
まれていた。いずれも分析結果を表1に示した。
gを原料るつぼ5に入れて、真空度1×10-5Torr、加
熱温度を1200℃として実施例1と同様に精製を行
い、精製インジウム90gを得た。精製品の分析結果を
表1に併せて示した。
ウム(市販品)の品位を表1に併せて示した。
づく製造装置によれば、原料るつぼで溶解したインジウ
ムはいったん蒸発して内筒面に接触して凝縮し、るつぼ
に連接する回収鋳型に回収されてインゴットを形成する
ので、従来必要とされていた蒸留後の鋳造や後処理等の
複雑な工程が省略され、簡易な構造の製造装置を用いる
ことにより、精製から鋳造までの一連の工程を汚染の危
険が少ない一回の処理で行えるようになった。
す概略断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 原料インジウムを真空溶解して高純度イ
ンジウムを製造する方法において、原料るつぼに装入さ
れた原料インジウムを温度1000℃以上、真空度1×
10-3Torr以下で真空蒸留することにより、蒸発させた
インジウムを原料るつぼに連接する回収鋳型に回収して
インゴットとし、不純物としての鉄、ニッケルおよび鉛
の含有量がそれぞれ0.1ppm 以下でかつガス成分以外
の不純物量が1ppm 未満である純度99.9999%以
上の高純度インジウムを得ることを特徴とする高純度イ
ンジウムの製造方法。 - 【請求項2】 真空精製部とこれを加熱する電気炉を備
えた加熱部とを主要構成部とする高純度インジウムの製
造装置であって、上記真空精製部がそれぞれ脱着可能に
連接する原料るつぼ、回収鋳型、冷却トラップおよび水
冷フランジからなり、かつ上記原料るつぼと回収鋳型が
耐熱材からなる二重の筒で封体されていることを特徴と
する高純度インジウムの製造装置。
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