JPS6176627A - Recoverying method of callium - Google Patents
Recoverying method of calliumInfo
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- JPS6176627A JPS6176627A JP19679584A JP19679584A JPS6176627A JP S6176627 A JPS6176627 A JP S6176627A JP 19679584 A JP19679584 A JP 19679584A JP 19679584 A JP19679584 A JP 19679584A JP S6176627 A JPS6176627 A JP S6176627A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B58/00—Obtaining gallium or indium
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、ガリウムのヒ化物および/またはリン化物か
らガリウムを回収する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for recovering gallium from gallium arsenide and/or phosphide.
(従来の技術)
ガリウムは、電子材料の原料として極めて重要な金属で
あるが、ガリウムを豊富に含有する鉱石はなく、工業的
な製造法としては、例えば微量のガリウムを含有するぎ
−キサイト鉱石よりアルミナを製造するいわゆるバイヤ
一工程液から回収する方法等があるのみである。このよ
うにガリウムを豊富に含有する鉱石が存在しないことか
ら、GaP 、 GaAs等の結晶素材を電子材料素子
へ加工する際に発生する廃棄物も極めて貴重な資源であ
る。(Prior art) Gallium is an extremely important metal as a raw material for electronic materials, but there are no ores that contain abundant gallium, and industrial production methods include, for example, gi-xite ore containing a small amount of gallium. There is only a method of recovering alumina from the so-called Bayer one-step liquid, which produces more alumina. Since there is no ore rich in gallium, the waste generated when processing crystalline materials such as GaP and GaAs into electronic material elements is also an extremely valuable resource.
これらガリウム廃棄物は電子工業の発展に伴ない年々増
加しており廃棄物からのガリウム回収技術も多数提案さ
れている。These gallium wastes are increasing year by year with the development of the electronic industry, and many techniques for recovering gallium from wastes have been proposed.
廃棄物からのガリウムの回収法としてたとえば特公昭5
6−38661号公報に記載されている方法がある。こ
の方法は、ガリウムを含む廃棄物。For example, as a method for recovering gallium from waste,
There is a method described in Japanese Patent No. 6-38661. This method uses waste containing gallium.
すなわち力゛リウムとvb族元素とからなる金属間化合
物等のガリウムを含む組成物を酸化剤の存在下。That is, a composition containing gallium, such as an intermetallic compound consisting of gallium and a group VB element, is prepared in the presence of an oxidizing agent.
酸性または塩基性溶液に溶解後、PHを調整してガリウ
ム分を析出させた後、析出物を分離し、ついでこれら分
離物をアルカリ溶液に溶解し、これを電解してガリウム
を回収するものである。この場合析出物がケ゛ルで生ず
る場合が多く、この場合前記公報4欄13〜20行に記
載されているように析出物を加熱下に保持し、熟成する
ことが必要である。そして析出物の分離は沈降、ろ過、
遠心分離等の公知の手段によって行ないつるとされてい
る。このプロセスでは溶解、中和、ゲルの分離。After dissolving in an acidic or basic solution, adjusting the pH to precipitate the gallium component, separating the precipitate, then dissolving these separated substances in an alkaline solution, and recovering gallium by electrolyzing this. be. In this case, precipitates often form in the kale, and in this case, it is necessary to maintain the precipitates under heating and ripen them as described in column 4, lines 13 to 20 of the above-mentioned publication. Separation of precipitates is done by sedimentation, filtration,
It is said that this can be done by known means such as centrifugation. This process involves lysis, neutralization, and gel separation.
電解というように多数の工程が必要である上にケ゛ルの
分離工程を必要とするため、設備的に犬がかりなも′の
になり、又作業面でも極めて煩雑なものとなる。Since it requires a large number of steps such as electrolysis and a cell separation step, it requires extensive equipment and is extremely complicated in terms of work.
さらに、この方法にてGaAsを処理した場合には、酸
化剤の存在下酸性または塩基性溶液に溶解すると、ヒ素
は酸化物となって液中に溶出するため、ヒ素を含有する
排水を発生する。Furthermore, when GaAs is treated with this method, when dissolved in an acidic or basic solution in the presence of an oxidizing agent, arsenic becomes an oxide and is eluted into the solution, resulting in the generation of arsenic-containing wastewater. .
ヒ素は、水質汚濁防止法により排水基準0.5〜/召以
下と定められているため、排水処理設備を設置しなけれ
ばならなくその上この設備よりヒ素を含有する新たな廃
棄物が生成しこれの処理を行なわなければならないとい
う重大な欠点がある。Arsenic is stipulated by the Water Pollution Control Law to be within the wastewater standard of 0.5 to 0.5, so wastewater treatment equipment must be installed, and in addition, new waste containing arsenic is generated from this equipment. There is a serious drawback in that this must be handled.
まだGaAs屑からの回収法として、特開昭57−10
1625号公報に記載されている方法がある。この方法
は、GaAs屑を残留圧1.01×10〜1×10″″
m+nHgの下に昇温速度毎分0.5〜20℃で、25
〜1150℃に昇温し、真空熱分解によりヒ素を除去し
た後、毎分0.05〜15℃の可変冷却速度で、50〜
100℃の温度に冷却することにより、ガリウムを得る
方法である。このプロセスでは残留圧1゜0IXIO〜
lXl0 rmHgと高真空を必要とし、さらに高真
空下での加熱冷却をコントロールする必要があり、設備
的に複雑かつ高価なものになってしまうこと、高真空を
維持するだめの動力費も無視できない等の欠点がある。As a recovery method from GaAs scrap, JP-A-57-10
There is a method described in Japanese Patent No. 1625. This method uses GaAs scraps with a residual pressure of 1.01 x 10 to 1 x 10''
m + nHg at a heating rate of 0.5-20°C per minute, 25
After increasing the temperature to ~1150 °C and removing arsenic by vacuum pyrolysis, the temperature was increased to 50 °C with a variable cooling rate of 0.05 to 15 °C per minute.
This is a method of obtaining gallium by cooling it to a temperature of 100°C. In this process, the residual pressure is 1°0IXIO~
It requires 1Xl0 rmHg and high vacuum, and it is also necessary to control heating and cooling under high vacuum, making the equipment complex and expensive.The power cost to maintain high vacuum cannot be ignored. There are drawbacks such as.
(発明が解決しようとする問題点)
ガリウムのヒ化物及び/又はリン化物から金属ガリウム
を回収する従来の技術のうち湿式処理は、工程が繁雑で
あり、設備面・作業面でも犬がかりになり、かつ、特に
ヒ化物からの場合は、高度な排水処理が必要であるとい
う欠点がある。又真空熱分解法は、乾式法であるので、
前記欠点はないが、高真空下での加熱処理であるので設
備的に大がかりになり、又動力費も無視できない。(Problems to be Solved by the Invention) Among the conventional techniques for recovering metallic gallium from gallium arsenide and/or phosphide, wet processing is a complicated process and requires a lot of effort in terms of equipment and work. , and especially when it comes from arsenide, it has the disadvantage of requiring sophisticated wastewater treatment. Also, since the vacuum pyrolysis method is a dry method,
Although it does not have the above-mentioned drawbacks, since the heat treatment is performed under a high vacuum, the equipment is large-scale, and the power cost cannot be ignored.
そこで、本発明者らは、工程が簡単で、ヒ素など有害物
を含む排水も発生しない、乾式法による金属ガリウムの
回収方法であって、真空熱分解法の如き、高価な装置を
要しない簡易な回収方法の開発をすすめ、本発明を完成
した。Therefore, the present inventors have developed a method for recovering metallic gallium using a dry method, which is a simple process and does not generate wastewater containing harmful substances such as arsenic, and which is a simple method that does not require expensive equipment such as vacuum pyrolysis. The present invention was completed by developing a new collection method.
よって、本発明は、ガリウムのヒ化物及び/又はリン化
物から、簡易な方法により金属ガリウムを回収すること
を目的とする。Therefore, an object of the present invention is to recover metallic gallium from gallium arsenide and/or phosphide by a simple method.
(問題点を解決するだめの手段および作用)本発明は、
ガリウムのヒ化物及び/又はリン化物を不活性気圏中に
おいて加熱分解し、残存するガリウムを回収することを
特徴とするガリウムのヒ化物、リン化物からの回収法を
要旨とする。(Means and effects for solving the problem) The present invention has the following features:
The gist of this invention is a method for recovering gallium arsenide and phosphide, which is characterized by thermally decomposing gallium arsenide and/or phosphide in an inert atmosphere and recovering the remaining gallium.
不活性気圏を構成する気体とは、加熱した際にガリウノ
・のし化物又はリン化物や、分解生成物であるガリウム
、ヒ素、リンとの間で反応を起さない気体をいう。従っ
て分解生成物は、それぞれ単体として分離回収すること
ができる。The gas constituting the inert atmosphere refers to a gas that does not react with gallium, arsenic, or phosphide, or decomposition products such as gallium, arsenic, and phosphorus when heated. Therefore, the decomposition products can be separated and recovered as individual substances.
具体的には、チッ素、アルコゝン、ヘリウム、水素等の
うちの1種類もしくは2種類以上の混合気体を使用でき
る。Specifically, one or a mixture of two or more gases of nitrogen, alkone, helium, hydrogen, etc. can be used.
ガリウム、ヒ素、リンとも、非常に酸化され易い性質を
有するため、不活性気圏を構成する気体として、例えば
チッ素を用いる場合には、超高純度チッ素ガ゛ス(純度
99.999%以上、酸素含有量o、 s ppm以下
)を用いることが望ましい。アルコ゛ン等を用いる場合
にも高純度のもの、特に酸素等の不純物の少ないものを
用いる事が望ましい。Since gallium, arsenic, and phosphorus all have the property of being highly oxidized, when using nitrogen as the gas constituting the inert atmosphere, ultra-high purity nitrogen gas (purity of 99.999% or higher) must be used. , oxygen content o, s ppm or less). When using an alcone, it is desirable to use one of high purity, especially one with less impurities such as oxygen.
次に加熱温度としては、QaAsまたはGaPの分解温
度以上に加熱する必要がろる。GaAsは、約750℃
より、C,aPは、約550℃より分解し始め、加熱温
度の上昇につれて、分解速度が増大する。一方、ガリウ
ムの蒸気圧は、1300℃では、1×10−1間Hg、
1500℃では1咽Hg、1750℃ではl OmmH
gと温度の上昇に伴なって増大するため加熱温度を上昇
させるとガリウムの揮散が促進され、ガリウムの損失が
急速に増大する。Next, the heating temperature needs to be higher than the decomposition temperature of QaAs or GaP. GaAs is about 750℃
Therefore, C, aP starts to decompose at about 550° C., and the decomposition rate increases as the heating temperature increases. On the other hand, the vapor pressure of gallium is 1 x 10-1 Hg at 1300°C,
1 pharyngeal Hg at 1500℃, l OmmH at 1750℃
g increases as the temperature increases, so increasing the heating temperature accelerates the volatilization of gallium and rapidly increases the loss of gallium.
従って、加熱温度としては、被分解物がガリウムのヒ化
物の場合は、750℃〜1500℃、被分解物がガリウ
ムのリン化物の場合は550℃〜1500℃の範囲であ
ることが好ましい。Therefore, the heating temperature is preferably in the range of 750°C to 1500°C when the decomposition material is gallium arsenide, and in the range of 550°C to 1500°C when the decomposition material is gallium phosphide.
加熱分解は、不活性気圏中においてなされる。Thermal decomposition takes place in an inert atmosphere.
密閉系、気流中いずれであってもよいが、気流中におい
て加熱分解すれば、
1)分解生成物のヒ素やリンが、被分解物の周囲から除
去されるので、分解反応が促進される。The decomposition may be carried out either in a closed system or in an air stream, but if thermal decomposition is carried out in an air stream: 1) Arsenic and phosphorus, which are decomposition products, are removed from the surroundings of the object to be decomposed, so that the decomposition reaction is promoted.
2)分解生成物のヒ素やリンを、一定の場所で凝縮、収
集できる。2) Decomposition products such as arsenic and phosphorus can be condensed and collected in a certain location.
3)反応容器を密封する必要がないので、設備。3) Equipment, as there is no need to seal the reaction vessel.
操作が簡単になる。Easy to operate.
などのメリットがある。There are advantages such as.
水虫により得られる金属ガリウム中の、ヒ素及びリンは
、いずれも1. ppm以下でおる。不純物のうち、ガ
リウムより揮発性の大きい亜鉛、テルル等については揮
散により減少するが、インゾウム。Arsenic and phosphorus in metallic gallium obtained from athlete's foot are both 1. Stay below ppm. Among the impurities, zinc, tellurium, etc., which are more volatile than gallium, are reduced by volatilization, but they are less volatile than gallium.
アルミニウム等は揮発性が小さいため、金属、f IJ
ウム中て残存する。残存する不純物は、公知の方法であ
る酸による洗浄及び再結晶精製によシ除去できる。Since aluminum etc. have low volatility, metal, f IJ
It remains in the um. Remaining impurities can be removed by acid washing and recrystallization purification using known methods.
(実施例)
実施例1
亜鉛0.1重量%、アルミニウム0.011重量%含む
ヒ化ガリウム屑塊1 kgをアルミナ製ルツボに入れ、
第1図に示す凝縮器を備えた回収装置において、超高純
度チッ素ガス気流中で加熱分解した。(Example) Example 1 1 kg of gallium arsenide scrap containing 0.1% by weight of zinc and 0.011% by weight of aluminum was placed in an alumina crucible,
In a recovery apparatus equipped with a condenser shown in FIG. 1, thermal decomposition was carried out in an ultra-high purity nitrogen gas stream.
チン素ガスは、平均滞留時間が6〜12分となるように
通気した。昇温速度3〜b
1200℃まで昇温し、2時間保持した後、50〜10
0℃まで冷却した。ルノぜ底部に液状の金ヒ素3×10
重量%であった。Chin gas was aerated so that the average residence time was 6 to 12 minutes. Heating rate 3~b After heating up to 1200℃ and holding for 2 hours, 50~10
Cooled to 0°C. Liquid gold arsenic 3 x 10 at the bottom of the tube
% by weight.
凝縮器に付着したものは、X線回折によシ金属ヒ素であ
ることを確認した。What was attached to the condenser was confirmed to be metal arsenic by X-ray diffraction.
実施例2
インゾウム0.2重量%、テルルo、os、Izzを含
むリン化ガリウム切削屑を、開放電気炉中で焼成して、
付着している潤滑油等の有機物を燃焼除去した後、第1
図に示す凝縮器を備えた回収装置において、超高純度チ
ッ素ガス気流中で加熱分解した。Example 2 Gallium phosphide cuttings containing 0.2% by weight of inzoum, tellurium o, os, and Izz were fired in an open electric furnace, and
After burning and removing attached lubricating oil and other organic matter, the first
In a recovery device equipped with a condenser as shown in the figure, thermal decomposition was carried out in an ultra-high purity nitrogen gas stream.
チン素ガスは、平均滞留時間が6〜12分となるように
通気した。昇温速度3〜b
1300℃まで昇温し、3時間保持後、50〜100℃
まで冷却した。Chin gas was aerated so that the average residence time was 6 to 12 minutes. Heating rate 3~b Raise the temperature to 1300℃, hold for 3 hours, then 50~100℃
Cooled to .
被分解物1 kgに対して、ルツボ底部に液状の金属ガ
リウムが0.68 kg残った。ガリウムの不純物は、
インノウム0.2重量%、テルルI X 1o−’xi
係、リン4 X 10’重毒係であった。0.68 kg of liquid metal gallium remained at the bottom of the crucible for 1 kg of the decomposed material. Impurities in gallium are
Innoum 0.2% by weight, Tellurium I X 1o-'xi
It was phosphorus 4 x 10' seriously poisoned.
凝縮器には、す/の蒸気が凝縮付着した。The vapor of soot was condensed and adhered to the condenser.
比較例1
実施例1と同様のヒ化ガリウム屑塊1 kgをアルミナ
製のルツボに投入し、第1図に示すような凝縮器を備え
た電気炉に入れ空気雰囲気下で昇温速度3〜10°分に
て1200℃まで昇温し、2時間保持した後50〜10
0℃まで冷却した。ルツボ底部には白色の結晶が残り秤
量したところ0.64kgありX線回折より酸化ガリウ
ムであることが判明した。一方凝縮器に付着した白色結
晶を同定したところ亜ヒ酸A 8203であった。Comparative Example 1 1 kg of gallium arsenide scrap similar to Example 1 was placed in an alumina crucible, placed in an electric furnace equipped with a condenser as shown in Fig. 1, and heated at a heating rate of 3 to 3 in an air atmosphere. After raising the temperature to 1200℃ in 10°min and holding it for 2 hours,
Cooled to 0°C. White crystals remained at the bottom of the crucible and when weighed, they weighed 0.64 kg and were found to be gallium oxide by X-ray diffraction. On the other hand, white crystals attached to the condenser were identified as arsenite A8203.
(効 果)
本発明によると、工程が簡単なため、極めて簡単な設備
及び操作によって、ガリウムのヒ化物・リン化物から、
金属ガリウムを回収することができる。(Effects) According to the present invention, since the process is simple, gallium arsenide and phosphide can be produced using extremely simple equipment and operations.
Metallic gallium can be recovered.
また、ガリウムのヒ化物を処理する場合には、揮散した
ヒ素は、毒性の低い金属ヒ素として回収でき、湿式処理
の場合におけるような有害物除去のだめの排水処理設備
も不要である。Furthermore, when treating gallium arsenide, volatilized arsenic can be recovered as metal arsenic with low toxicity, and there is no need for wastewater treatment equipment for removing harmful substances as in the case of wet treatment.
第1図は1本発明によるガリウム回収装置の模式図を示
す。
1・・・電気炉、2・・・ルツボ、3・・・凝縮器、4
・・チン素ガス、5・・・流量計、6・・・Δルプ、7
・・・冷却水。FIG. 1 shows a schematic diagram of a gallium recovery apparatus according to the present invention. 1... Electric furnace, 2... Crucible, 3... Condenser, 4
... Chin gas, 5... Flowmeter, 6... Δ Lup, 7
···Cooling water.
Claims (1)
圏中において加熱分解し、残存するガリウムを回収する
ことを特徴とするガリウムのヒ化物、リン化物からのガ
リウムの回収法。 2、不活性気体が、チッ素、アルゴン、ヘリウム、水素
のうちの1種類もしくは2種類以上であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のガリウムの回収法。 3、被分解物がガリウムのヒ化物の場合は、加熱分解す
る温度が750℃〜1500℃、被分解物がガリウムの
リン化物の場合は、加熱分解する温度が、550℃〜1
500℃であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項記載のガリウムの回収法。[Claims] 1. Recovery of gallium from gallium arsenide and phosphide, characterized by thermally decomposing the gallium arsenide and/or phosphide in an inert atmosphere and recovering the remaining gallium. Law. 2. The method for recovering gallium according to claim 1, wherein the inert gas is one or more of nitrogen, argon, helium, and hydrogen. 3. If the product to be decomposed is gallium arsenide, the thermal decomposition temperature is 750°C to 1500°C. If the decomposable product is gallium phosphide, the thermal decomposition temperature is 550°C to 1500°C.
A method for recovering gallium according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature is 500°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19679584A JPS6176627A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Recoverying method of callium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19679584A JPS6176627A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Recoverying method of callium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6176627A true JPS6176627A (en) | 1986-04-19 |
JPH0362774B2 JPH0362774B2 (en) | 1991-09-27 |
Family
ID=16363772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19679584A Granted JPS6176627A (en) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | Recoverying method of callium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6176627A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63270425A (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Method for recovering metallic gallium |
JPS63270426A (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Method for recovering metallic gallium from gallium-containing material |
WO1999037824A1 (en) * | 1998-01-21 | 1999-07-29 | The University Of Dayton | Recovery of group iii element component from group iii-v waste materials |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP19679584A patent/JPS6176627A/en active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63270425A (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Method for recovering metallic gallium |
JPS63270426A (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-08 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Method for recovering metallic gallium from gallium-containing material |
WO1999037824A1 (en) * | 1998-01-21 | 1999-07-29 | The University Of Dayton | Recovery of group iii element component from group iii-v waste materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0362774B2 (en) | 1991-09-27 |
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