KR20150078431A - Method for recycling indium from ITO scrap - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 ITO 스크랩으로부터 인듐을 고순도로 회수하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for recovering indium in high purity from ITO scrap.
본 발명은 ITO 스크랩으로부터 인듐을 고순도로 회수하는 방법에 관한 것으로, ITO는 In(2-x)SnxO3의 큐빅 구조를 갖는 세라믹 소재로 인듐 산화물 중 일부의 인듐 원소를 주석으로 치환하여 정공을 증가시켜 전도성을 높인 소재로 디스플레이 소자의 투명성 전극 물질로 널리 활용되고 있다.
The present invention relates to a method for recovering indium from ITO scrap at a high purity, wherein ITO is a ceramic material having a cubic structure of In (2-x) Sn x O 3 , wherein a part of the indium element is substituted with tin, And thus it is widely used as a transparent electrode material of a display device.
특히, ITO의 주성분인 인듐은, 광학 재료, 광전자 재료, 화합물 반도체 등 각종 분야에서 활용되고 있는 금속이나, 고가이기 때문에 인듐을 함유하는 회수물이나 폐기물 등으로부터 인듐을 재활용할 필요가 있다.
In particular, indium, which is a main component of ITO, is a metal that is used in various fields such as optical materials, optoelectronic materials, and compound semiconductors. However, since it is expensive, it is necessary to recycle indium from recovered materials or waste containing indium.
인듐을 회수하는 방법에서 중요하게 고려되어야 하는 것 중에 하나가, 인듐의 순도이다. 인듐의 순도가 떨어지면 재활용 가치가 극히 낮아지기 때문에, 인듐의 회수시 인듐을 제외한 나머지 성분들의 제거가 중요하게 고려되어야 한다.
One of the important considerations in the method of recovering indium is the purity of indium. Since the recycling value is extremely low when the purity of indium is lowered, the removal of the remaining components other than indium should be considered important when the indium is recovered.
특히, ITO 스크랩으로부터 인듐을 회수하는 경우, 인듐 외의 주성분인 주석의 제거가 필요하다. 종래 주석의 제거 방법으로, 황화법, 용매 추출법이 공지되어 있으나, 상기의 방법은 주석 제거율 및 인듐의 회수율이 낮아 산업적 규모로 적용하기에 한계가 있다.
In particular, when indium is recovered from ITO scrap, it is necessary to remove tin, which is a main component other than indium. Conventionally, as a conventional tin removal method, a sulphation method and a solvent extraction method are known, but the above method has a low tin removal rate and a low recovery rate of indium, and thus has a limited application on an industrial scale.
이에 본 발명자들은 ITO 스크랩으로부터 인듐을 고순도로 회수하는 방법을 예의 연구한 결과, 요오드화 칼륨을 사용하여 불용성 화합물로 주석 등을 침전시켜 제거하는 방법으로 인듐을 고순도로 회수할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
The inventors of the present invention have made intensive studies on the method of recovering indium from ITO scrap at a high purity. As a result, it has been confirmed that indium can be recovered in high purity by a method of precipitating and removing tin as an insoluble compound by using potassium iodide, .
본 발명은 ITO 스크랩으로부터 인듐을 고순도로 회수하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
The present invention is to provide a method for recovering indium from ITO scraps in high purity.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO) 스크랩으로부터 인듐을 회수하는 방법을 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides a method for recovering indium from indium tin oxide (ITO) scrap comprising the steps of:
인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO) 스크랩을 염산 또는 황산으로 침출하는 단계(단계 1);The step of leaching indium tin oxide (ITO) scrap into hydrochloric acid or sulfuric acid (step 1);
상기 침출액에 요오드화 칼륨(KI)을 첨가하여 불순물을 침전시키는 단계(단계 2);Adding potassium iodide (KI) to the leaching solution to precipitate the impurities (Step 2);
상기 불순물을 침출액으로부터 제거하는 단계(단계 3); 및Removing the impurities from the leach solution (step 3); And
상기 침출액을 전해채취하여 인듐을 회수하는 단계(단계 4).
And collecting the leached solution by electrolysis to recover indium (Step 4).
본 발명은 ITO 스크랩으로부터 전해채취법을 이용하여 고순도 인듐을 회수하는 방법으로, ITO 스크랩을 염산 또는 황산으로 침출시켜 불순물을 중화 반응 및/또는 요오드화 칼륨 첨가로 제거한 다음, 전해채취법으로 고순도 인듐을 회수하는 방법이다. 전해채취법에서는 환원전위가 인듐보다 noble한 주석을 예비공정(전해 전 불순물 제거공정)에서 제거해야만 고순도의 인듐을 얻을 수 있다. 주석을 제거하는 방법으로 황화법, 용매추출법의 기존방법이 공개되어 있지만, 본 발명에서는 요오드화 칼륨을 사용하여 불용성 화합물(요오드화 주석)으로 침전제거하는 방법을 사용한다는 특징이 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 주석을 예비공정(단계)에서 제거한 후 전해채취를 실시하여 순도 99.9%의 인듐을 얻을 수 있었다. 이하, 각 단계별로 상세히 설명한다.
The present invention relates to a method for recovering high-purity indium from an ITO scrap using an electrolytic extraction method, wherein an ITO scrap is leached with hydrochloric acid or sulfuric acid to remove impurities by neutralization reaction and / or potassium iodide addition and then recovering high purity indium by electrolytic harvesting Method. In the electrolytic extraction method, indium of high purity can be obtained only by removing tin in which the reduction potential is noble than indium in the preliminary process (impurity removal step before electrolysis). Although existing methods of sulphurization and solvent extraction are disclosed as methods for removing tin, the present invention is characterized in that a method of precipitating and removing with an insoluble compound (tin iodide) is used by using potassium iodide. According to one embodiment of the present invention, tin was removed in a preliminary process (step), and electrolysis was performed to obtain indium having a purity of 99.9%. Hereinafter, each step will be described in detail.
상기 단계 1은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO) 스크랩을 염산 또는 황산으로 침출하여 침출액을 제조하는 단계이다.
The step 1 is a step of leaching indium tin oxide (ITO) scrap with hydrochloric acid or sulfuric acid to prepare an extract.
ITO 스크랩을 염산 또는 황산과 반응시키면 ITO 스크랩의 성분이 용해된다. 주요 침출되는 성분으로는 인듐 외에도, 주석, 아연, 철, 구리, 니켈 등이 침출된다. 특히 주석이 상당한 양으로 침출되며, 고순도의 인듐을 회수하기 위해서는 주석의 제거가 필요하며, 이는 이하 설명할 본 발명의 단계 2에서 주석이 제거된다.
When the ITO scrap is reacted with hydrochloric acid or sulfuric acid, the components of the ITO scrap are dissolved. In addition to indium, tin, zinc, iron, copper, nickel and the like are leached out as main leaching components. Particularly, tin is leached in a considerable amount, and in order to recover high purity indium, removal of tin is required, which is tin-free in step 2 of the present invention to be described below.
상기 단계 1은 상기 침출액을 여과하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 염산 또는 황산으로 침출시 침출액 이외의 불순물이 포함될 수 있으며, 이는 이하에서 설명할 전해채취법의 효율을 떨어뜨리게 되므로, 미리 제거하는 것이 바람직하다.
The step 1 may further include filtering the leach solution. When leaching into hydrochloric acid or sulfuric acid, impurities other than the leaching solution may be contained, which may reduce the efficiency of the electrolytic harvesting method described below.
또한, 상기 침출액을 여과한 다음, 상기 침출액의 pH를 1 내지 3으로 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 염산 또는 황산으로 침출하기 때문에, 침출액은 강산의 상태이다. 이러한 침출액의 pH를 1 내지 3으로 조절하면, 인듐을 제외한 나머지 성분들의 일부가 침전이 일어나므로, pH 조절을 통하여 인듐을 제외한 나머지 성분을 일부 제거할 수 있다.
The method may further include the step of controlling the pH of the leaching solution to 1 to 3 after filtering the leaching solution. Since it leaches into hydrochloric acid or sulfuric acid, the leachate is in a strong acid state. When the pH of the leach solution is adjusted to 1 to 3, some of the components other than indium precipitate, so that the remaining components other than indium can be partially removed through pH control.
상기 단계 2는 상기 단계 1의 침출액에 요오드화 칼륨을 첨가하여 불순물을 침전시키는 단계이다. 요오드화 칼륨의 첨가로 인하여 인듐을 제외한 나머지 성분들이 불용성 화합물로 되어 침전이 일어난다. 예컨대, 침출액에 다량 존재하는 주석이 요오드화 칼륨과 반응하여 요오드화 주석(SnI)이 되어 침전되며, 이러한 침전물을 제거하여 침출액에 존재하는 주석을 제거할 수 있다.
Step 2 is a step of adding potassium iodide to the leaching solution of step 1 to precipitate impurities. Due to the addition of potassium iodide, the remaining components other than indium become insoluble compounds and precipitation occurs. For example, tin present in a large amount in the leach solution reacts with potassium iodide to become tin iodide (SnI) and precipitate. The tin present in the leach can be removed by removing the precipitate.
상기 요오드화 칼륨의 첨가량은 상기 침출액의 부피(리터) 당 0.1 내지 10 g인 것이 바람직하다.
The added amount of potassium iodide is preferably 0.1 to 10 g per liter (liter) of the leach solution.
상기 단계 3은, 상기 불순물을 침출액으로부터 제거하는 단계이다. 상기 불순물은 침전물 상태로 존재하므로, 여과하는 방식으로 제거할 수 있다. 이에 따라 침출액에는 인듐을 제외한 나머지 성분들이 대부분 제거될 수 있다.
Step 3 is a step of removing the impurities from the leach solution. Since the impurities exist in the form of a precipitate, they can be removed by filtration. Accordingly, most of the components other than indium can be removed from the leach solution.
상기 단계 4는 상기 침출액을 전해채취하여 인듐을 회수하는 단계이다. 본 발명에서 사용되는 용어 '전해채취'란, 용액 중에 존재하는 금속 이온을 외부에서 전압을 가하여 석출시키는 공정이다. 본 발명에서는 상기 침출액에 실질적으로 인듐만 존재하므로, 전해채취를 통하여 인듐을 고순도로 회수할 수 있다. 상기 전해채취시 전류밀도를 조절하여 인듐을 효과적으로 회수할 수 있으며, 본 발명에서는 바람직하게는 1 내지 20 ASD의 전류밀도를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 1 내지 5 ASD의 전류밀도를 사용할 수 있다.
In step 4, the leached solution is electrolyzed to recover indium. The term " electrolytic harvesting " used in the present invention is a step of precipitating metal ions present in a solution by externally applying a voltage. In the present invention, since indium is substantially present only in the leach solution, indium can be recovered in high purity through electrolysis. Indium can be effectively recovered by adjusting the current density during the electrolytic collection. In the present invention, a current density of 1 to 20 ASD can be used. More preferably, a current density of 1 to 5 ASD can be used.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 방법으로 인듐을 순도 약 95% 이상, 바람직하게는 97% 이상, 보다 바람직하게는 99% 이상으로 회수할 수 있었다. According to an embodiment of the present invention, the purity of indium can be recovered to at least about 95%, preferably at least 97%, more preferably at least 99% by the above method.
본 발명에 따른 인듐을 회수하는 방법은, 요오드화 칼륨을 사용하여 주석 등을 효과적으로 제거하여, ITO 스크랩으로부터 고순도의 인듐을 회수할 수 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The method for recovering indium according to the present invention can effectively recover indium from ITO scrap by removing tin and the like by using potassium iodide.
도 1은, 본 발명의 인듐을 회수하는 방법을 도식적으로 나타낸 것이다. Fig. 1 schematically shows a method of recovering indium of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are for further illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.
실시예Example
이하, 실시예의 전 과정을 도 1에 도식적으로 나타내었으며, 구체적으로 하기와 같이 실시하였다.
Hereinafter, the entire process of the embodiment is schematically shown in FIG. 1, and specifically performed as follows.
1) 불순물 분석1) Impurity analysis
ITO(indium tin oxide) 및 IZTO(indium zinc tin oxide)의 연마 스크랩 20g을 염산으로 침출한 후 ICP를 이용하여 분석하였다. ITO 슬럿지 30g을 염산으로 침출하였으며 침출 후 조성은 하기 표 1과 같았다.20 g of abrasive scrap of ITO (indium tin oxide) and IZTO (indium zinc tin oxide) were leached out with hydrochloric acid and analyzed by ICP. 30 g of ITO sludge was leached with hydrochloric acid and the composition after leaching was as shown in Table 1 below.
2)요오드화 칼륨 첨가에 의한 불순물 제거2) Removal of impurities by addition of potassium iodide
침출 용액에 pH를 변화시킨 용액에 요오드화 칼륨(KI) 첨가하여 불순물의 요오드화 반응으로 인해 요오드화합물의 침전이 발생하며, 침전물을 여과하여 용액 중 불순물을 제거하였다. KI 첨가량 및 pH 조절은 하기와 같았다.
Potassium iodide (KI) was added to the solution changed pH in the leaching solution, and the iodide reaction of the impurities caused precipitation of the iodine compound. The precipitate was filtered to remove the impurities in the solution. The amount of KI and pH were controlled as follows.
ⅰ) KI 무첨가I) Without KI
ⅱ) KI 0.1g/L 첨가Ii) Addition of KI 0.1 g / L
ⅲ) KI 1.0g/L 첨가Iii) Addition of KI 1.0 g / L
ⅳ) KI 10.0g/L 첨가Iv) Addition of KI 10.0 g / L
3) 전해회수3) Electrolytic recovery
요오드화 칼륨(KI) 10 g/L, pH 1.0에서 전해회수(전해채취)를 하였으며 이러한 조건에서의 용액 조성 및 전해 조건은 하기 표 6 및 7과 같았다. Electrolytic recovery (electrowinning) was performed at 10 g / L potassium iodide (KI), pH 1.0. The solution composition and electrolysis conditions under these conditions were as shown in Tables 6 and 7 below.
상기의 전해회수법으로 인듐을 20g 회수하여 불순물을 ICP로 분석하였다. 그 결과는 하기 표 8과 같았다.20 g of indium was recovered by the above electrolytic recovery method and the impurities were analyzed by ICP. The results are shown in Table 8 below.
상기 표 8에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 방법으로 인듐을 순도 약 95% 이상으로 회수할 수 있었다. 또한, 전류밀도를 1~5 ASD로 조절한 경우에는 인듐을 순도 약 99% 이상 회수할 수 있었다. As shown in Table 8, indium can be recovered to a purity of about 95% or more by the method according to the present invention. In addition, when the current density was adjusted to 1 to 5 ASD, the purity of indium could be recovered to about 99% or more.
Claims (6)
상기 침출액에 요오드화 칼륨(KI)을 첨가하여 불순물을 침전시키는 단계(단계 2);
상기 불순물을 침출액으로부터 제거하는 단계(단계 3); 및
상기 침출액을 전해채취하여 인듐을 회수하는 단계(단계 4)를 포함하는,
인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide; ITO) 스크랩으로부터 인듐을 회수하는 방법.
The step of leaching indium tin oxide (ITO) scrap into hydrochloric acid or sulfuric acid (step 1);
Adding potassium iodide (KI) to the leaching solution to precipitate the impurities (Step 2);
Removing the impurities from the leach solution (step 3); And
And recovering the indium from the electrolytic solution by withdrawing the leaching solution (Step 4).
A method for recovering indium from indium tin oxide (ITO) scrap.
2. The method of claim 1, wherein step 1 further comprises filtering the leach solution.
3. The method of claim 2, further comprising filtering the leach solution and then adjusting the pH of the leach solution to 1-3.
The method according to claim 1, wherein the amount of potassium iodide added in step 2 is 0.1 to 10 g per liter (liter) of the leach solution.
The method according to claim 1, wherein the step 3 is performed by filtering the leach solution.
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KR1020130167770A KR20150078431A (en) | 2013-12-30 | 2013-12-30 | Method for recycling indium from ITO scrap |
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---|---|---|---|---|
KR20170027588A (en) | 2015-09-02 | 2017-03-10 | 엘에스피주식회사 | Production of High-purity Indium Oxide from Indium Scrape |
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2013
- 2013-12-30 KR KR1020130167770A patent/KR20150078431A/en not_active Application Discontinuation
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