KR20080100030A - 인듐 회수 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인듐 함유 물질을 산에 용해한 후, 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계; 및 상기 인듐을 포함하는 침전물을 산에 용해한 후, 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계를 포함하는 인듐 회수 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법에 의하면, 여러 불순물을 함유한 인듐 함유 물질을 단시간에 효과적으로 정제할 수 있고, 공정비용이 감소한다.
인듐, ITO, 인듐회수, 인듐정제

Description

인듐 회수 방법{METHOD FOR RECYCLING INDIUM}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법의 공정도.
[산업상 이용 분야]
본 발명은 인듐 회수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 불순물을 함유한 인듐 함유 물질을 단시간에 효과적으로 정제할 수 있고, 공정비용을 감소시킬 수 있는 인듐 회수 방법에 관한 것이다.
[종래기술]
인듐은 현재 그 사용량의 70%가 인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 제조에 사용되고 있으며, 인듐의 산화물 또는 황화물 등은 반도체의 재료로 사용되고 있다. 그 외에도 인듐은 항공기용 슬리브 베어링, 베어링용 인듐 도금, 이융합금(易融合金), 유리 봉착용(封着用) 합금 등에 사용되며, 합금에 첨가된 형태로 한란계(寒暖計) 또는 의치 등의 충전재로서 이용된다.
상업적으로 중요하게 사용되고 있는 인듐 화합물로는 In(CH3)3, In(C2H5)3, In(C6H5)3와 같은 알킬 화합물, In2O3, In2O, InO과 같은 인듐 산화물, InPO4, In2S3, InCl2, In(OH)3, 또는 In(NO3)3 등이 있다. 특히, 인듐 산화물은 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 유리 기판의 투명 전도성 산화막(transparent conductive oxide, TCO) 제조 공정에 필요한 ITO 타겟재의 주요 원료로 사용된다. 이외에도, InSb, InAs, InP 등은 반도체 재료로서 사용되고 있다.
디스플레이 산업의 비약적인 발전과 더불어 인듐의 수요는 지속적으로 증가하고 있는 상황이다. 디스플레이 산업에서의 인듐은 ITO의 형태로 평판 디스플레이의 유리 기판 위에 코팅하여 전도성과 투명성을 확보해주는 투명 전도성 산화막의 핵심소재로 사용되고 있다. ITO 타겟재는 LCD, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP) 뿐 아니라, 이동통신기기 등에도 수요가 급격히 증가하고 있다.
PDP 유리의 투명 전극으로도 사용되는 ITO는 스퍼터링(sputtering) 기법에 의해 유리 기판에 응착된다. 이에 사용되는 ITO 타겟재는 전체 양의 30 내지 40% 정도 밖에 이용되지 못하고, 나머지는 스크랩(scrap)의 형태로 폐기되고 있다. 또한, 상기 ITO 스퍼터링 공정에서 발생하는 폐용액은 인듐을 많게는 10% 이상 포함하고 있음에도 전량 폐기되고 있는 실정이다.
그럼에도, 국내 ITO 관련 기술로, ITO 타겟재 제작에 관련된 기술은 전무하고, 주로 생성된 막질과 제조 조건과의 상관 관계의 규명에 치우쳐 있으며, ITO 원료 생산이나, 특히 폐ITO의 재활용에 관련된 연구는 거의 이루어지지 않고 있다.
본 발명의 목적은 여러 불순물을 함유한 인듐 함유 물질을 단시간에 효과적으로 정제할 수 있고, 공정비용을 감소시킬 수 있는 인듐 회수 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면 인듐 함유 물질을 산에 용해한 후, 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계; 및 상기 인듐을 포함하는 침전물을 산에 용해한 후, 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계를 포함하는 인듐 회수 방법을 제공한다.
상기 인듐 함유 물질을 용해하는 산은 염산, 황산, 질산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 상기 인듐 함유 물질을 용해하는 산의 농도는 7.7 내지 12.1N인 것이 바람직하다.
상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계는 20℃ 이상의 온도에서 실시하는 것이 바람직하고, 40 내지 70℃의 온도에서 실시하는 것이 더욱 이 바람직하다.
상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 표준 환원 전위가 인듐의 표준 환원 전위인 -0.34V 보다 작은 금속인 것이 바람직하며, 상기 표준 환원 전위가 -1.7V 내지 -0.7V인 것이 더욱 바람직하다. 상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 알루미늄, 아연, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 더욱 바 람직하다.
상기 인듐을 포함하는 침전물을 용해하는 산은 염산, 황산, 질산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 상기 인듐을 포함하는 침전물을 용해하는 산의 농도는 7.7 내지 12.1N인 것이 바람직하다.
상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 20℃ 이상의 온도에서 실시되는 것이 바람직하고, 40 내지 70℃의 온도에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 12 내지 48 시간 동안 실시되는 것이 바람직하고, 24 내지 48 시간 동안 실시되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐 함유 물질을 산에 용해하기 전에, 상기 인듐 함유 물질에서 몰리브덴, 알루미늄, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 용출시켜 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속의 용출은 알칼리를 이용하여 실시하는 것이 바람직하고, 상기 알칼리는 NaOH, KOH, NH4OH, Na2CO3, K2CO3, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계 후에 얻어진 인듐을 양극으로 하고 인듐액을 전해질로 하여 전해 정련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 인듐 함유 물질을 산에 용해한 후, 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계; 및 상기 인듐을 포함하는 침전물을 산에 용해한 후, 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계를 포함하는 인듐 회수 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐 함유 물질을 산에 용해하기 전에, 상기 인듐 함유 물질에서 몰리브덴, 알루미늄, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 용출시켜 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계 후에 얻어진 인듐을 양극으로 하고 인듐액을 전해질로 하여 전해 정련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 일 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법의 공정도이다.
우선, 인듐 함유 물질을 수집한다(S1). 본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐 함유 물질이 인듐 함유 물질 전체에 대하여 인듐을 1 내지 10 중량%로 포함하는 경우에도 바람직하게 적용될 수 있으며, 1 내지 5 중량%로 포 함하는 경우에도 바람직하게 적용될 수 있다.
일반적으로 인듐의 회수의 원료 물질로는 ITO 폐타겟 스크랩(scrap)을 주로 사용한다. 상기 ITO 폐타겟 스크랩에는 인듐이 50 중량% 이상의 높은 함량으로 포함되고, 주석 또한 높은 함량으로 포함되어 있다. 따라서, 종래의 인듐 회수 및 정제 방법은 주로 인듐이 높은 함량으로 포함되어 있는 경우에 집중되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 인듐의 함량이 1 내지 10 중량%인 경우에도 바람직하게 실시할 수 있어, 상기 ITO 폐타겟 스크랩은 물론, ITO 타겟재를 이용하는 제조 공정시 발생하며, 소량의 인듐을 포함하는 폐용액들도 원료로 이용할 수 있다는 장점이 있다.
상기 소량의 인듐을 포함하는 폐용액들을 원료로 이용하는 경우, 상기 인듐을 포함하는 폐용액들은 대개 산성을 가지므로, 알칼리 용액을 이용하여 중화시킴으로써, 출발 물질인 인듐 함유 물질을 제조할 수 있다.
상기 인듐 함유 물질을 산에 용해(S2)한 후에, 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가(S3)하면, 이온화 경향 차이에 의하여 인듐은 침전하게 된다. 이를 여과하면, 인듐을 포함하는 침전물을 얻을 수 있다(S4).
상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 표준 환원 전위가 인듐의 표준 환원 전위인 -0.34V 보다 작은 금속인 것이 바람직하며, 상기 표준 환원 전위가 -1.7V 내지 -0.7V인 것이 더욱 바람직하다.
상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 알루미늄, 아연, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 알루미늄 또는 아연은 인듐 보다 표준 환원 전위가 작으며 산에 대한 용해도가 비교적 낮으므로 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 판상의 형태로 첨가할 수도 있고, 분말의 형태로 첨가할 수도 있다.
상기 인듐 함유 물질을 용해하는 산은 염산, 황산, 질산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 염산을 가장 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 인듐 함유 물질을 용해하는 산의 농도는 7.7 내지 12.1N인 것이 바람직하다. 상기 산의 농도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속과 인듐 사이의 이온화 경향 차이에 의한 치환 반응의 반응성이 저하되어 바람직하지 않다.
상기 이온화 경향 차이에 의하여 인듐이 침전하게 되는 반응의 일 예를 들면 다음과 같다. 아연을 상기 인듐 함유 물질의 산 용액에 첨가하면, 반응식 1의 반응을 통하여 아연은 산화되고, 반응식 2의 반응을 통하여 인듐은 환원되어 침전된다.
[반응식 1]
3Zn + 6H+ → 3Zn2 + + 6e- + 3H2(↑)
[반응식 2]
2In3 + + 6e- → 2In
상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계는 20℃ 이상의 온도에서 실시하는 것이 바람직하고, 40 내지 70℃의 온도에서 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 반응 온도가 20℃ 미만인 경우, 이온화 경향 차이에 의한 치환 반응의 반응성이 저하되어 인듐의 침전 속도 및 침전율이 저하되어 바람직하지 않으며, 상기 반응 온도가 지나치게 높을 경우, 작업성, 및 에너지 손실 등의 면에서 바람직하지 않다.
상기 얻어진 인듐을 포함하는 침전물을 산에 용해(S5)한 후, 인듐을 첨가(S6)하여 불순물을 침전시켜 제거(S7)하고, 상기 용액에서 인듐을 석출시키면 고순도의 인듐을 얻을 수 있다(S8).
상기 인듐을 포함하는 침전물을 용해하는 산은 염산, 황산, 질산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 염산을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 인듐을 포함하는 침전물을 용해하는 산의 농도는 7.7 내지 12.7N인 것이 바람직하다. 다만, 상기 산의 농도는 반응 시간 또는 반응 온도에 따라 적절하게 조절 가능하다. 산의 농도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 상기 인듐을 포함하는 침전물이 산에 용해되는 시간이 오래 걸리며, 용해되지 않는 잔사가 발생하게 되어 바람직하지 않다.
상기 인듐을 포함하는 침전물에는 불순물로 크롬, 주석, 납, 구리 등이 주로 포함되어 있다. 예를 들어, 상기 인듐을 포함하는 침전물의 산 용액에 인듐을 첨가하면 하기 반응식 3과 같은 반응을 통하여 인듐은 산화되어 산 용액에 용해되고, 상기 크롬, 주석, 납, 구리 등의 불순물은 환원되어 침전된다. 상기 첨가되는 인듐은 판상 또는 분말상 모두 바람직하게 사용될 수 있다.
[반응식 3]
In(s) + 4H+ → In2 +(aq) + 2e- + 2H+ + H2(↑)
[반응식 4]
Pb2 + + 2e- → Pb(s)
상기 반응식 3의 반응은 가역반응이고, 이온화 경향 차이에 의해 반응식 4의 반응에 비하여 유리하다. 따라서, 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계에서는 인듐을 포함하는 침전물의 산 용액의 농도가 증가한다.
이 때, 인듐을 포함하는 침전물의 산 용액의 농도 변화가 더 이상 일어나지 않는다면, 반응이 완료된 것이므로 반응을 종결시키는 것이 바람직하다. 이 때, 일단 침전된 불순물들이 하기 반응식 5와 같은 반응을 통하여 재용해 되기 때문에 적절한 반응 시간이 중요하며, 상기 침전된 불순물들이 재용해 되지 않도록 제거하여 주는 것이 바람직하다.
[반응식 5]
Sn(s) + Sn2 + → 2Sn2 + + 2e-
상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 12 내지 48 시간 동안 실시되는 것이 바람직하고, 24 내지 48 시간 동안 실시되는 것이 더욱 바람직 하다. 다만, 상기 반응 시간은 반응 온도 또는 인듐을 포함하는 침전물을 용해시키는 산의 농도에 따라 적절하게 조절 가능하다.
상기 반응 시간이 12 시간 미만인 경우, 불순물의 침전이 충분히 일어나지 않아 고순도의 인듐을 회수할 수 없어 바람직하지 않고, 상기 반응 시간이 48 시간을 초과하는 경우, 이미 침전된 불순물들이 재용해되어 바람직하지 않다.
상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 20℃ 이상의 온도에서 실시되는 것이 바람직하고, 40 내지 70℃의 온도에서 실시되는 것이 더욱 바람직하다. 다만, 상기 반응 온도는 반응 시간 또는 인듐을 포함하는 침전물을 용해시키는 산의 농도에 따라 적절하게 조절 가능하다.
상기 반응 온도가 20℃ 미만인 경우, 불순물의 침전이 충분히 일어나지 않아 고순도의 인듐을 회수할 수 없어 바람직하지 않다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐 함유 물질을 산에 용해하는 단계(S2) 전에, 상기 인듐 함유 물질에서 몰리브덴, 알루미늄, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 용출시켜 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 인듐 함유 물질에는 인듐과 거의 비슷한 농도로 몰리브덴과 알루미늄이 포함되어 있는 경우가 많다. 따라서, 상기 몰리브덴과 알루미늄을 상기 인듐 함유 물질을 산에 용해하기 전에 제거하여 주는 것이 바람직하다.
상기 몰리브덴과 알루미늄은 인듐과는 달리 산과도 반응(반응식 6)하고, 알칼리와도 반응(반응식 7)하는 양쪽성 성질을 가지고 있다.
[반응식 6]
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
[반응식 7]
Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4
따라서, 인듐 함유 물질에 알칼리를 가하여 몰리브덴과 알루미늄을 선택적으로 용출시켜 제거하는 것이 가능하다. 상기 알칼리는 NaOH, KOH, NH4OH, Na2CO3, K2CO3, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계(S7)와 인듐을 회수하는 단계(S8) 사이에, 얻어진 인듐을 양극으로 하고 인듐액을 전해질로 하여 전해 정련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 정제된 인듐을 전해 정련하는 단계는 종래 일반적으로 사용되는 전해 정련하는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계 후에 얻어진 인듐을 전해 정련하고자 하는 경우, 상기 양극은 인듐을 주조하여 제조할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시에는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(인듐의 회수)
(실시예 1)
ITO 타겟재를 이용하여 PDP의 투명 전극을 제조하는 공정시 발생하는 인듐 함유 폐용액을 수집하여 이를 원료로 하였다. 상기 인듐 함유 폐용액을 NaOH로 중화하여 인듐 함유 물질을 얻었다. 상기 인듐 함유 물질은 인듐을 인듐 함유 물질 전체에 대하여 약 3중량%로 포함하였다.
상기 얻어진 인듐 함유 물질에 NaOH를 가하여 몰리브덴과 알루미늄을 선택적으로 용출시켜 제거하고, 상기 NaOH 용액을 여과하여 침출된 인듐 함유 물질을 얻었다.
상기 인듐 함유 물질을 농도가 10.0N인 염산에 용해하여 인듐 함유 물질의 산 용액을 제조하였다. 상기 인듐 함유 물질의 산 용액에 판상의 아연을 첨가하고, 55 내지 65℃의 온도로 18시간 동안 유지하여 얻은 침전물을 여과하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻었다.
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 60℃에서 24시간 동안 유지하여 불순물을 침전시켰다. 상기 침전된 불순물을 여과하여 제거하고, 상기 인듐을 포함하는 침전물의 산 용액을 석출시켜 인듐을 얻었다.
상기 얻어진 인듐을 주조하여 양극을 제조하고, pH 2인 염화인듐을 전해질로 하고, 2A/dm2의 전류 밀도로 전해 정련하여 고순도의 인듐을 얻었다. 이 때, 전해 조의 온도는 약 50℃로 유지하였다.
(실시예 2)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 8N인 염산에 용해한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 3)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 9N인 염산에 용해한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 4)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 10N인 염산에 용해한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 5)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 11N인 염산에 용해한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 6)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 12.1N인 염산에 용해한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 7)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 40℃에서 24시간 동안 유지하여 불순물을 침전시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 8)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 50℃에서 24시간 동안 유지하여 불순물을 침전시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 9)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 70℃에서 24시간 동안 유지하여 불순물을 침전시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 10)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 60℃에서 12시간 동안 유지하여 불순물을 침전시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 11)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 60℃에서 36시간 동안 유지하여 불순물을 침전시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
(실시예 12)
상기 인듐을 포함하는 침전물을 농도가 7.7N인 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하고 약 60℃에서 48시간 동안 유지하여 불순물을 침전시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고순도의 인듐을 얻었다.
상기 실시예 1 내지 12에서 제조된 인듐의 순도는 99.99% 이상으로 고순도였다.
( ICP ( inductive coupled plasma ) 분석)
상기 실시예 1의 몰리브덴과 알루미늄을 용출시켜 제거하는 단계에서, 상기 NaOH를 가하기 전의 인듐 함유 물질과 상기 NaOH용액을 여과하여 얻어진 여액을 ICP(inductive coupled plasma) 분석법으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
원소 NaOH를 가하기 전 여과된 NaOH 용액
In 22.1 g/kg 0.002 g/kg
Al 38644 ppm 15034 ppm
Mo 31418 ppm 14178 ppm
Cr 9305 ppm 350 ppm
Mg 2829 ppm 1.9 ppm
Si 340 ppm 315 ppm
Ca 253 ppm 0 ppm
Mn 11 ppm 0 ppm
Fe 1421 ppm 13 ppm
Co 0 ppm 0 ppm
Ni 64 ppm 0 ppm
Cu 1041 ppm 35 ppm
Zn 255 ppm 20 ppm
Zr 15 ppm 12 ppm
Cd 0.5 ppm 0 ppm
Sn 1965 ppm 968 ppm
Sb 151 ppm 15 ppm
Pb 0.6 ppm 0 ppm
Bi 1.8 ppm 0 ppm
상기 표 1을 참조하면, 상기 인듐 함유 물질에 NaOH를 가함으로써, 알루미늄의 함량이 38644ppm에서 15034ppm으로 몰리브덴의 함량이 31418ppm에서 14178ppm으로 현저히 제거되었음을 확인할 수 있다. 또한, 상기 인듐은 인듐 함유 물질로 침출되어 그 함량이 줄어들었음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 1의 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계에서, 상기 인듐 함유 물질의 산 용액과 상기 인듐을 포함하는 침전물을 ICP 분석법으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
원소 인듐 함유 물질의 산 용액 인듐을 포함하는 침전물
In 36.59 g/kg 118.7 g/kg
Al 11210 ppm 1097 ppm
Mo 1643 ppm 217 ppm
Cr 11850 ppm 953 ppm
Mg 2927 ppm 516 ppm
Si 86 ppm 8 ppm
Ca 486 ppm 53 ppm
Mn 19 ppm 2 ppm
Fe 1580 ppm 335 ppm
Co 0 ppm 8 ppm
Ni 0.9 ppm 111 ppm
Cu 11 ppm 50 ppm
Zn 648 ppm 6640 ppm
Zr 3 ppm 5 ppm
Cd 0.1 ppm 0.2 ppm
Sn 455 ppm 619 ppm
Sb 112 ppm 12 ppm
Pb 19 ppm 42 ppm
Bi 12 ppm 0.6 ppm
상기 표 2를 참조하면, 상기 인듐 함유 물질의 산 용액에 판상의 아연을 첨가하여 인듐과 아연을 치환 반응시킴으로써, 불순물의 대부분을 차지하던 Al, Mo, Cr, Mg, 및 Fe의 함량이 현저하게 감소되었음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 1의 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계에서, 상기 인듐을 첨가하기 전의 인듐을 포함하는 침전물의 산 용액과 침전된 불순물을 제거한 후의 인듐을 포함하는 침전물의 산 용액을 ICP 분석법으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
In Pb Cu Sn Cd
인듐을 첨가하기 전 150 g/kg 1953 ppm 1674 ppm 5788 ppm 1.2 ppm
침전된 불순물을 제거한 후 170 g/kg 130 ppm 1.2 ppm 46.4 ppm 1.0 ppm
상기 표 3을 참조하면, 상기 인듐을 포함하는 침전물을 염산에 용해한 후, 판상의 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시킴으로써, Pb, Cu, Sn, 및 Cd의 함량이 현저하게 감소되었음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 1의 전해 정련 단계에서, 상기 전해 정련 전후의 양극을 ICP 분석법으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
원소 전해 정련 전의 양극 전해 정련 후의 양극
In 99.972 % 99.997 %
Al 2.5 ppm 0.0 ppm
Mo 0.4 ppm 0.1 ppm
Cr 1.5 ppm 0.0 ppm
Mg 0.2 ppm 0.0 ppm
Si 3.2 ppm 1.8 ppm
Ca 0.0 ppm 0.7 ppm
Mn 1.5 ppm 0.0 ppm
Fe 9.1 ppm 0.0 ppm
Co 1.1 ppm 0.0 ppm
Ni 9.4 ppm 0.0 ppm
Cu 1.2 ppm 0.0 ppm
Zn 64 ppm 0.1 ppm
Zr 0.1 ppm 0.0 ppm
Cd 1.0 ppm 0.6 ppm
Sn 46.4 ppm 4.1 ppm
Sb 3.2 ppm 0.0 ppm
Pb 130 ppm 2.7 ppm
Bi 0.5 ppm 0.0 ppm
상기 표 4를 참조하면, 상기 얻어진 인듐을 양극으로 하고 인듐액을 전해질로 하여 전해 정련시킴으로써, 미량으로 존재하던 대부분의 불순물을 완전히 제거하였음을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영 역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법은 종래에 폐기 처분되어 왔던 저함량의 폐에칭 인듐 케이크에서 인듐을 제외한 각종 불순물들을 단시간에 제거하고, 인듐을 선택적으로 회수하도록 하여, 99.99% 이상의 고순도 인듐을 얻을 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인듐 회수 방법에 의하면, 여러 불순물을 함유한 인듐 함유 물질을 단시간에 효과적으로 정제할 수 있고, 공정비용이 감소한다.

Claims (19)

  1. 인듐 함유 물질을 산에 용해한 후, 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계; 및
    상기 인듐을 포함하는 침전물을 산에 용해한 후, 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계
    를 포함하는 인듐 회수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 함유 물질은 인듐을 인듐 함유 물질 전체에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함하는 것인 인듐 회수 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인듐 함유 물질은 인듐을 인듐 함유 물질 전체에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함하는 것인 인듐 회수 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 함유 물질을 용해하는 산은 염산, 황산, 질산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 인듐 회수 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 함유 물질을 용해하는 산의 농도는 7.7 내지 12.1N인 것인 인듐 회수 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계는 20℃ 이상의 온도에서 실시하는 것인 인듐 회수 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속을 첨가하여 인듐을 포함하는 침전물을 얻는 단계는 40 내지 70℃의 온도에서 실시하는 것인 인듐 회수 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 그 표준 환원 전위가 인듐의 표준 환원 전위인 -0.34V 보다 작은 금속인 것인 인듐 회수 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 보다 이온화 경향이 큰 금속은 알루미늄, 아연, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 인듐 회수 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인듐을 포함하는 침전물을 용해하는 산은 염산, 황산, 질산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 인듐 회수 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인듐을 포함하는 침전물을 용해하는 산의 농도는 7.7 내지 12.1N인 것인 인듐 회수 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 20℃ 이상의 온도에서 실시되는 것인 인듐 회수 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 40 내지 70℃의 온도에서 실시되는 것인 인듐 회수 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 12 내지 48 시간 동안 실시되는 것인 인듐 회수 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계는 24 내지 48 시간 동안 실시되는 것인 인듐 회수 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 인듐 함유 물질을 산에 용해하기 전에, 상기 인듐 함유 물질에서 몰리브덴, 알루미늄, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속을 용출시켜 제거하는 단계를 더 포함하는 것인 인듐 회수 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 금속의 용출은 알칼리를 이용하여 실시하는 것인 인듐 회수 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 알칼리는 NaOH, KOH, NH4OH, Na2CO3, K2CO3, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 인듐 회수 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 인듐을 첨가하여 불순물을 침전시켜 제거하는 단계 후에 얻어진 인듐을 양극으로 하고 인듐액을 전해질로 하여 전해 정련하는 단계를 더 포함하는 것인 인 듐 회수 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439505B1 (ko) * 2012-12-28 2014-09-15 재단법인 포항산업과학연구원 Ito 에칭폐액으로부터 인듐, 주석 및 산을 회수하는 방법
KR101516756B1 (ko) * 2014-03-10 2015-05-04 고등기술연구원연구조합 인듐 폐액에 포함된 금속의 회수 시스템 및 방법

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