從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于廢棄液晶屏回收領域，具體涉及從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法。
【背景技術】
[0002]銦是一種稀有金屬，在地殼中的含量極低，大約為0.lug/g，從銦的用途看，主要集中在半導體、透明導電涂層(ΙΤ0)、電子器件、有機金屬化合物等領域，而這些材料的生產制造均離不開高純金屬銦；電子器件、有機金屬化合物中均要求產品雜質含量不超過10ug/g，而銦作為II1- V族化合物半導體材料，在成品元件中大約1019個II1- V族化合物原子中出現一個異質原子，這就要求純銦材料中的雜質含量要小于0.01ug/go這些材料需要高純度的銦作為原料，而目前我國生產高純銦的純度還遠遠達不到上述標準，因此高純度金屬銦的研制和開發是一個亟待解決的問題。
[0003]目前高純銦最新市場售價為520美元/Kg，且至2003年以來，原生銦急劇減少，國內外各回收廠家急須提高高純銦產量以滿足整體的市場須求。因此，對現有高純銦，尤其是液晶屏內回收銦的充分回收受到各廠家的高度重視。為滿足市場需求，有必要對原設計方案末端產物粗銦，進一步實施精煉提純。
[0004]目前，常用的制備粗銦步驟為:采用硫酸對破碎后的液晶顯示面板中的含銦氧化物進行酸浸溶解，對溶解液進行過濾后，使用萃取劑(p204( 二(2-乙基己基)磷酸酯)和磺化煤油)、反萃取劑(鹽酸溶液)對含銦溶液進行濃縮富集，得到含銦溶液；再調整含銦溶液的pH值使銦以氫氧化物的形式沉淀；對沉淀物進行酸溶后，再用氫氧化鈉進行酸溶液pH調整，在一定溫度下使用鋅粉進行置換，得到粗銦。所得粗銦的純度為98%?99%。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是目前生產高純銦的純度不高、能耗高、不易于實現產業化。
[0006]發明解決上述技術問題的方案是提供一種從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，包括以下步驟:
[0007]a、從廢棄液晶屏中制得粗銦；
[0008]b、將粗銦溶解于強酸中，過濾除去雜質，得到濾液；
[0009]c、向上述濾液中加入去離子水，并用硫酸和固體NaOH調整pH值至1.5?2.5，充分混合得到混合液；
[0010]d、向上述混合液中加入NaCl及明膠，充分混合攪拌以制備得到含銦電解液；
[0011]e、將上述含銦電解液在20?30°C條件下進行電解，電解后析出的固體經清洗干燥，制備得到高純銦。
[0012]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟a所述粗銦純度為98%?99%。
[0013]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟b所述的強酸是質量分數為98%的硫酸。所述硫酸的用量為與銦完全反應所需硫酸的理論量的1.05?1.1倍。所述的理論量是按照反應方程式:2In+3H2S04— In 2(S04)3+H2計算的。
[0014]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟b所述溶解的時間為2?4小時。所述溶解的溫度為50?60°C。
[0015]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟c所述去離子水的用量為:加入去離子水至混合液的體積達到所要制備電解液總體積的95%?98%。步驟c所述的pH調整后，補充去離子水至混合液體積達到所要制備電解液的總體積。
[0016]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟c所述混合的時間為30min ?60mino
[0017]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟d所述NaCl的加入量為使含銦電解液中NaCl的濃度為70?90g/L。所述明膠的加入量為使含銦電解液中明膠的濃度為 0.30 ?0.80g/Lo
[0018]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟d所述含銦電解液的pH值為1.5?2.5。所述含銦電解液的In3+的濃度為10?90g/L。
[0019]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟e所述電解時的電流密度為35?65A/m2。所述電解時的電壓為0.15?0.30V。所述電解的時間為10?15小時。
[0020]本發明的有益效果是:本發明利用電解原理，可將從廢氣液晶顯示屏中含有的粗銦提純精煉為精銦，通過控制電解液的pH值、電流密度、電壓等條件可有效分離去除粗銦中的Zn、Al、Fe、Sn、Cr等雜質元素，使得液晶屏中回收銦的純度達到99.99%以上。
【具體實施方式】
[0021]從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，包括以下步驟:
[0022]a、從廢棄液晶屏中制得粗銦；
[0023]b、將粗銦溶解于強酸中，過濾除去雜質，得到濾液；
[0024]c、向上述濾液中加入去離子水，并用硫酸和固體NaOH調整pH值至1.5?2.5，充分混合得到混合液；
[0025]d、向上述混合液中加入NaCl及明膠，充分混合攪拌以制備得到含銦電解液；
[0026]e、將上述含銦電解液在20?30°C條件下進行電解，電解后析出的固體經清洗干燥，制備得到高純銦。
[0027]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟a所述粗銦純度為98%?99%。
[0028]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟b所述的強酸是質量分數為98%的硫酸。所述硫酸的用量為與銦完全反應所需硫酸的理論量的1.05?1.1倍。所述的理論量是按照反應方程式:2In+3H2S04— In 2(S04)3+H2計算的。
[0029]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟b所述溶解的時間為2?4小時。所述溶解的溫度為50?60°C。為保證粗銦的溶解速率及溶解率，酸溶解階段須持續進行加熱。
[0030]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟c所述去離子水的用量為:加入去離子水至混合液的體積達到所要制備電解液總體積的95%?98%。步驟c所述的pH調整后，補充去離子水至混合液體積達到所要制備電解液的總體積。
[0031]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟c所述混合的時間為30min ?60mino
[0032]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟d所述NaCl的加入量為使含銦電解液中NaCl的濃度為70?90g/L。所述明膠的加入量為使含銦電解液中明膠的濃度為0.30?0.80g/Lo為提高電解液導電性，降低電解時的電壓，減少陽極鈍化，提升電解效率，上述步驟d中，需要控制NaCl的濃度為70?90g/L，明膠的濃度為0.30?0.80g/L。
[0033]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟d所述含銦電解液的pH值為1.5?2.5。為了防止電解過程中出現銦相降低陰極導電性，造成陰極產物分布不均及純度降低，含銦電解液的In3+濃度為10?90g/L。
[0034]上述從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法中，步驟e所述電解時的電流密度為35?65A/m2。所述電解時的電壓為0.15?0.30V。所述電解的時間為10?15小時。由于液晶屏中粗銦雜質含量區別于傳統礦銦，為了有效防止其他金屬析出，須嚴格控制電流密度設置范圍為35?65A/m2，電解電壓為0.15?0.30V,電解過程在常溫下進行，電解時長為10?15小時。
[0035]實施例1
[0036]在室溫下，按照In3+濃度為12.74g/L配置目標電解液150mL。配制過程為:將稱量好的粗銦加入核算后的98%硫酸中，加熱至50°C，待完全溶解后，對漂浮殘渣進行過濾。在濾液中加入適量的DI (去離子水)，并調整溶液pH值為1.5。后根據溶液量逐次加入NaCl和明膠，使NaCl的濃度為33.33g/L，明膠的濃度為0.4g/L，充分混合均勻，得到含銦電解液。接著制備好的電解液移載入電解槽中，設定電流密度為35A/m2，槽電壓0.2V，電解12小時，電解后析出的固體經清洗干燥，得到高純銦，測得其純度為99.7%。
[0037]實施例2
[0038]在室溫下，按照In3+濃度為40.82g/L配置目標電解液150mL。配制過程為:將稱量好的粗銦加入核算后的98%硫酸中，加熱至60°C，待完全溶解后，對漂浮殘渣進行過濾。在濾液中加入適量的DI，并調整溶液pH值為2.0。后根據溶液量逐次加入NaCl和明膠，使NaCl的濃度為42g/L，明膠的濃度為0.5g/L，充分混合均勻，，得到含銦電解液。接著制備好的電解液移載入電解槽中，設定電流密度為40A/m2，槽電壓0.15V，電解15小時，電解后樣品經清洗干燥測得銦純度為99.9%。
[0039]采用本發明提供的方法，可將從廢氣液晶顯示屏中含有的粗銦，提純精煉為純度達到99.99%以上高純銦。
【主權項】
1.從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，包括以下步驟: a、從廢棄液晶屏中制得粗銦； b、將粗銦溶解于強酸中，過濾除去雜質，得到濾液； c、向上述濾液中加入去離子水，并用硫酸和固體NaOH調整pH值至1.5?2.5，充分混合得到混合液； d、向上述混合液中加入NaCl及明膠，充分混合攪拌以制備得到含銦電解液； e、將上述含銦電解液在20?30°C條件下進行電解，電解后析出的固體經清洗干燥，制備得到高純銦。2.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟b所述的強酸是質量分數為98%的硫酸；所述硫酸的用量為與銦完全反應所需硫酸的理論量的1.05?1.1倍。3.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟b所述溶解的時間為2?4小時；所述溶解的溫度為50?60°C。4.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟c所述去離子水的用量為:加入去離子水至混合液的體積達到所要制備電解液總體積的95%?98%。5.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟c所述的pH調整后，補充去離子水至混合液體積達到所要制備電解液的總體積。6.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟c所述混合的時間為30min?60min。7.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟d所述NaCl的加入量為使含銦電解液中NaCl的濃度為70?90g/L。8.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:所述明膠的加入量為使含銦電解液中明膠的濃度為0.30?0.80g/Lo9.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟d所述含銦電解液的pH值為1.5?2.5。10.根據權利要求1所述的從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，其特征在于:步驟e所述電解時的電流密度為35?65A/m2;所述電解時的電壓為0.15?0.30V ;所述電解的時間為10?15小時。
【專利摘要】本發明屬于廢棄液晶屏回收領域，具體涉及從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法。本發明要解決的技術問題是目前生產高純銦的純度不高、能耗高、不易于實現產業化。發明解決上述技術問題的方案是提供一種從廢液晶顯示器中電解回收高純銦的方法，包括以下步驟：a、先將制成粗銦；b、將粗銦溶解于強酸中，過濾除去雜質，得到濾液；c、向上述濾液中加入去離子水，并用硫酸和固體NaOH調整pH值，充分混合得到混合液；d、向上述混合液中加入NaCl及明膠，充分混合攪拌以制備得到含銦電解液；e、將上述含銦電解液電解，電解后析出的固體經清洗干燥，制備得到高純銦。本發明從液晶屏中回收銦的純度達到99.99％以上，為制備高純銦提供了新的方法。
【IPC分類】C25C1/22, C22B58/00, C22B7/00
【公開號】CN105400957
【申請號】CN201510875646
【發明人】潘曉勇, 彭玲, 陳正, 李 杰, 段冰, 徐軍
【申請人】四川長虹電器股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月3日