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JP2012121750A - Powder containing indium oxide as major component, and method for producing the same - Google Patents

Powder containing indium oxide as major component, and method for producing the same Download PDF

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JP2012121750A
JP2012121750A JP2010272928A JP2010272928A JP2012121750A JP 2012121750 A JP2012121750 A JP 2012121750A JP 2010272928 A JP2010272928 A JP 2010272928A JP 2010272928 A JP2010272928 A JP 2010272928A JP 2012121750 A JP2012121750 A JP 2012121750A
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aqueous solution
hydroxide
powder
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JP2010272928A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Kibe
龍夫 木部
Noriaki Sugamoto
憲明 菅本
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

【課題】塩素品位が低い酸化インジウムを主成分とする粉末を、廃液処理を必要とせず、効率よく、かつ、低コストの手段によって提供する。
【解決手段】塩化インジウム水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを、混合開始から終了まで、液温を50℃未満、かつ、pHを8以上に保持しながら混合し、晶析反応を生じさせて、水酸化インジウムを生成し、インジウムイオンとの錯生成定数が2.37を超え、19.43未満で、アミノ基を含まないカルボン酸を使用し、かつ、カルボン酸濃度を0.1mol/L以上、0.5mol/L以下に調整した水溶液を、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液を用いて、pH8以上に保持しながら、該水溶液中に前記晶析した水酸化インジウムを分散させ、40℃〜90℃の液温に30分以上保持した後、濾過し、得られた粉末に水洗および仮焼の処理を施す。
【選択図】なし
Disclosed is a powder containing indium oxide having a low chlorine quality as a main component, which does not require waste liquid treatment and is provided efficiently and at low cost.
An indium chloride aqueous solution and an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt are mixed from the start to the end of mixing while maintaining a liquid temperature of less than 50 ° C. and a pH of 8 or more. An indium hydroxide is produced by using a carboxylic acid having a complex formation constant with indium ions of more than 2.37 and less than 19.43 and containing no amino group, and carboxylic acid concentration Was crystallized in the aqueous solution while maintaining the pH of the aqueous solution adjusted to 0.1 mol / L or more and 0.5 mol / L or less using an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt. Indium hydroxide is dispersed and held at a liquid temperature of 40 ° C. to 90 ° C. for 30 minutes or more, followed by filtration. The obtained powder is subjected to water washing and calcination treatment.
[Selection figure] None

Description

本発明は、酸化インジウムを主成分とする粉末およびその製造方法に関し、特に、出発原料として、塩化インジウム、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩を用いた当該粉末およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a powder containing indium oxide as a main component and a method for producing the same, and more particularly to the powder using indium chloride or a metal salt containing indium chloride as a main component as a starting material and a method for producing the same.

酸化インジウムを主成分とする粉末(酸化インジウム粉末、または、酸化インジウムを主成分とし、他の金属または金属酸化物を含有する粉末)は、その導電性を利用して、樹脂混練用導電性フィラーのほか、透明導電膜塗料や、透明導電性薄膜作製用のターゲット材などの原料として、電子材料の用途において広く使用されている。   A powder containing indium oxide as a main component (indium oxide powder or a powder containing indium oxide as a main component and containing other metal or metal oxide) is used as a conductive filler for resin kneading using its conductivity. In addition, it is widely used in applications of electronic materials as raw materials for transparent conductive film paints and target materials for producing transparent conductive thin films.

酸化インジウムの粉末は、たとえば、インジウム塩水溶液にアンモニア水溶液や水酸化ナトリウム水溶液などの塩基性水溶液を添加することにより中和し、水酸化インジウムを晶析させ、得られた水酸化インジウムを、水洗し、乾燥し、仮焼することにより得ることができる。   The indium oxide powder is neutralized by adding a basic aqueous solution such as an aqueous ammonia solution or an aqueous sodium hydroxide solution to an indium salt aqueous solution to crystallize indium hydroxide, and the resulting indium hydroxide is washed with water. And dried and calcined.

導電性フィラーあるいは透明導電膜塗料は、電子材料の用途に用いられるものであることから、不純物、特にハロゲン元素が含まれることが問題となる。ハロゲン元素が存在すると、電子機器内に用いられている金属の腐食または溶出が発生しやすくなるとともに、酸化インジウム粉末が混合された樹脂においても、経時劣化が起きやすくなるという問題がある。   Since the conductive filler or the transparent conductive film paint is used for applications of electronic materials, it is problematic that impurities, particularly halogen elements, are contained. When a halogen element is present, there is a problem that corrosion or elution of a metal used in an electronic device tends to occur, and a resin mixed with indium oxide powder easily deteriorates with time.

このような問題に対して、たとえば、特許文献1(特開平5−201731号公報)には、酸化インジウムにスズをドープした酸化インジウムスズ(ITO)粉末における、ハロゲン元素である塩素の除去について記載されている。これによれば、塩化インジウムおよび塩化スズの混合水溶液をアルカリ水溶液で中和して得た共沈沈殿物を、デカンテーションまたは遠心分離法によって水洗し、加熱分解することによりITO粉末を得ることが提案されている。   For such a problem, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-201731) describes the removal of chlorine as a halogen element in indium tin oxide (ITO) powder in which tin is doped into indium oxide. Has been. According to this, an ITO powder can be obtained by washing a coprecipitate precipitate obtained by neutralizing a mixed aqueous solution of indium chloride and tin chloride with an alkaline aqueous solution by decantation or centrifugal separation, and thermally decomposing the precipitate. Proposed.

しかし、ITO粉末の塩素品位を100質量ppm未満にするためには、デカンテーションまたは遠心分離法等による水洗を、電気抵抗率が2000Ω・cm以上、好ましくは5000Ω・cm以上になるまで行う必要があり、このような水洗により工程の高コスト化が予想される。特許文献1では、ITO粉末の残留塩素量を、蒸留水への溶出塩素に基づいて決定しており、得られたITO粉末の溶出成分分析による塩素量が6〜390質量ppmであることが記載されている。しかしながら、通常、溶出分より多くの塩素が粉末内部に残留していることから、粉末内部の残留塩素まで十分に除去されているとはいいがたい。   However, in order to make the chlorine quality of the ITO powder less than 100 ppm by mass, it is necessary to perform water washing by decantation or centrifugation until the electrical resistivity reaches 2000Ω · cm or more, preferably 5000Ω · cm or more. Yes, such water washing is expected to increase the cost of the process. Patent Document 1 describes that the amount of residual chlorine in the ITO powder is determined based on the eluted chlorine in distilled water, and the amount of chlorine in the obtained ITO powder is 6 to 390 mass ppm according to the eluted component analysis. Has been. However, normally, more chlorine than the eluate remains in the powder, so it is difficult to say that the residual chlorine in the powder is sufficiently removed.

また、特許文献2(特開2009−114013号公報)には、混合時の液温が50℃未満、pHが8以上に保持され、かつ、混合終了時のpHが11〜14となる条件で、アンモニア水溶液などの塩基性水溶液に塩化インジウムを主成分とする金属塩を添加し、水酸化インジウムを晶析させ、得られた水酸化インジウムを、0.08mol/L以上のアンモニア水溶液に分散させることによりサスペンションとし、該サスペンションを60℃〜100℃の液温に保持した後、濾過することにより、残留塩素濃度が低い酸化インジウムを得ることが提案されている。しかしながら、この技術ではアンモニア水溶液を使用しているので、廃液中に窒素成分が含まれてしまい、排出基準を守るためのコストが要求されてしまう。   Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-1114013) states that the liquid temperature at the time of mixing is less than 50 ° C., the pH is maintained at 8 or more, and the pH at the end of mixing is 11 to 14. In addition, a metal salt containing indium chloride as a main component is added to a basic aqueous solution such as an aqueous ammonia solution to crystallize indium hydroxide, and the obtained indium hydroxide is dispersed in an aqueous ammonia solution of 0.08 mol / L or more. Thus, it has been proposed to obtain indium oxide having a low residual chlorine concentration by filtering the suspension after maintaining the suspension at a liquid temperature of 60 ° C. to 100 ° C. However, since an aqueous ammonia solution is used in this technique, the waste liquid contains a nitrogen component, and a cost for keeping the emission standard is required.

ITO粉末に代表される透明導電性薄膜作製用のターゲット材では、ハロゲン元素が存在すると、その焼結性が阻害されるとされている。たとえば、特許文献3(特開平10−182150号公報)には、塩素などのハロゲン元素が残存した場合に、焼結温度域、特に800℃を超える温度において、焼結が阻害されることが記載されている。このため、特許文献3では、出発原料として、塩素や硫黄を含まず、比較的低温で分解する硝酸イオンのみを残存させる硝酸インジウムを用いることで、焼結性を阻害させる要因を排除することが提案されている。   In a target material for producing a transparent conductive thin film typified by ITO powder, the presence of a halogen element is said to inhibit the sinterability. For example, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-182150) describes that when halogen elements such as chlorine remain, sintering is inhibited at a sintering temperature range, particularly at a temperature exceeding 800 ° C. Has been. For this reason, in Patent Document 3, by using indium nitrate that does not contain chlorine or sulfur and that leaves only nitrate ions that decompose at a relatively low temperature as a starting material, it is possible to eliminate a factor that inhibits sinterability. Proposed.

しかしながら、出発原料としての硝酸インジウムは、塩化インジウムより高価であり、製造コストが高くなってしまう。また、硝酸が窒素を含むことから、廃液に硝酸性窒素が含まれてしまい、その廃液処理コストが高くかかってしまう。よって、廃液処理を含む生産コスト全体を考慮すると、硝酸インジウムを出発原料とする製造プロセスではなく、塩化インジウムを出発原料とする製造プロセスの方が望ましいといえる。   However, indium nitrate as a starting material is more expensive than indium chloride, and the manufacturing cost is increased. Moreover, since nitric acid contains nitrogen, nitrate nitrogen is contained in a waste liquid, and the waste liquid processing cost will be expensive. Therefore, considering the entire production cost including waste liquid treatment, it can be said that a manufacturing process using indium chloride as a starting material is more desirable than a manufacturing process using indium nitrate as a starting material.

このように、生産コストの観点から、塩化インジウムを出発原料として酸化インジウムを合成すると、得られる酸化インジウム内に塩素が残留するため、これを電子材料の用途に使用することは困難となる。これに対して、残留塩素を除去する場合には、塩素除去の困難さから、製造コストが高くなってしまうという問題もある。一方、残留塩素を生じない代替材料として、硝酸インジウムを用いると、廃液処理の問題が生じ、同様に製造コストの点で問題を生じることとなる。したがって、廃液処理などの高コスト化につながる影響を排除しつつ、酸化インジウム中の残留塩素を抑制しうる手段が求められている。
特開平5−201731号公報 特開2009−114013号公報 特開平10−182150号公報
Thus, from the viewpoint of production cost, when indium oxide is synthesized using indium chloride as a starting material, chlorine remains in the obtained indium oxide, making it difficult to use it for electronic materials. On the other hand, when residual chlorine is removed, there is also a problem that the manufacturing cost increases due to the difficulty of removing chlorine. On the other hand, when indium nitrate is used as an alternative material that does not generate residual chlorine, a problem of waste liquid treatment occurs, and similarly, a problem arises in terms of manufacturing cost. Therefore, there is a demand for means capable of suppressing residual chlorine in indium oxide while eliminating the influence that leads to high costs such as waste liquid treatment.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-201731 JP 2009-1114013 A JP-A-10-182150

本発明の目的は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、塩化インジウム、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩を出発原料として用いた場合であっても、塩素品位が低い酸化インジウムを主成分とする粉末を、廃液処理を必要とせず、効率よく、かつ、低コストで得られる製造方法を提供することにある。   The object of the present invention has been made in view of such problems, and even when indium chloride or a metal salt containing indium chloride as a main component is used as a starting material, oxidation with low chlorine quality is achieved. An object of the present invention is to provide a production method in which powder containing indium as a main component can be obtained efficiently and at low cost without requiring waste liquid treatment.

本発明者は、塩化インジウム、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩を出発原料として用いて、塩素品位が低い酸化インジウムを主成分とする粉末を製造する方法を確立するとともに、廃液中の窒素含有量を低減すべく、鋭意、研究開発を行った。   The present inventor established a method for producing a powder containing indium oxide having a low chlorine quality as a main component by using indium chloride or a metal salt containing indium chloride as a main component as a starting material. In order to reduce the nitrogen content, research and development was conducted intensively.

その結果、塩化インジウム、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを、特定の温度とpHに制御して、水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を晶析させ、得られた水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を、特定のアミノ基を含まないカルボン酸を用いた水溶液で洗浄することで、塩素品位が低い酸化インジウムを主成分とする粉末が得られ、かつ、晶析工程および洗浄工程における廃液中の窒素含有量を低減させることができるとの知見を得て、本発明を完成するに至ったものである。   As a result, an aqueous solution containing a metal salt mainly composed of indium chloride or indium chloride and an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt are controlled at a specific temperature and pH, and indium hydroxide is obtained. Alternatively, indium oxide with low chlorine quality is obtained by crystallization of indium composite hydroxide and washing the resulting indium hydroxide or indium composite hydroxide with an aqueous solution using a carboxylic acid not containing a specific amino group. As a result, the inventors have obtained the knowledge that the nitrogen content in the waste liquid in the crystallization step and the washing step can be reduced, and the present invention has been completed.

本発明の酸化インジウムを主成分とする粉末の製造方法においては、最初に、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを、混合開始から混合終了まで、液温を50℃未満、かつ、pHを8以上に保持しながら混合し、晶析反応を生じさせることによって、水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を生成させる。   In the method for producing a powder mainly composed of indium oxide according to the present invention, first, an aqueous solution containing indium chloride or an aqueous solution containing a metal salt mainly composed of indium chloride and an alkali metal hydroxide salt are used. Indium hydroxide or indium composite hydroxide by mixing the aqueous solution with the aqueous solution from the start of mixing to the end of mixing while maintaining the liquid temperature at less than 50 ° C. and maintaining the pH at 8 or more. Is generated.

次に、インジウムイオンとの錯生成定数が2.37を超え、19.43未満で、アミノ基を含まないカルボン酸を使用し、かつ、カルボン酸濃度を0.1mol/L以上、0.5mol/L以下に調整した水溶液を、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液を用いて、pH8以上に保持しながら、該水溶液中に前記晶析した水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を分散させ、40℃〜90℃の液温に30分以上保持した後、濾過することにより粉末を得る。   Next, a carboxylic acid having a complex formation constant with indium ions of more than 2.37 and less than 19.43 and containing no amino group is used, and the carboxylic acid concentration is 0.1 mol / L or more and 0.5 mol. The aqueous solution adjusted to / L or lower is dispersed in the aqueous solution containing the crystallized indium hydroxide or indium composite hydroxide while maintaining the pH at 8 or higher using an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt. And holding at a liquid temperature of 40 ° C. to 90 ° C. for 30 minutes or more, and then filtering to obtain a powder.

そして、該粉末に水洗および仮焼の処理を施すことにより、製品としての酸化インジウムを主成分とする粉末を得る。   And the powder which has indium oxide as a main component as a product is obtained by performing the process of water washing and calcination to this powder.

前記アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液として、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、または混合水溶液を用いることが好ましい。   As an aqueous solution using the alkali metal hydroxide salt, an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, or a mixed aqueous solution is preferably used.

前記インジウムイオンとの錯生成定数が2.37を超え、19.43未満で、アミノ基を含まないカルボン酸としては、乳酸、酢酸、マロン酸を挙げることができ、これらのうちの1種または2種以上を混合したものを用いることが好ましい。   Examples of the carboxylic acid having a complex formation constant with the indium ion of more than 2.37 and less than 19.43 and not containing an amino group may include lactic acid, acetic acid, and malonic acid. It is preferable to use a mixture of two or more.

本発明の製造方法により、残留塩素品位が50質量ppm以下である酸化インジウムを主成分とする粉末を得ることができる。   By the production method of the present invention, it is possible to obtain a powder mainly composed of indium oxide having a residual chlorine quality of 50 mass ppm or less.

本発明により、塩化インジウム、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩を出発原料として用いた場合であっても、晶析工程および洗浄工程のいずれにおいても、アンモニア水溶液などの廃液中に窒素成分をもたらすものを使用することなく、塩素品位が低い酸化インジウムを主成分とする粉末を、効率よく、かつ、低コストで得ることができる。   According to the present invention, even when indium chloride or a metal salt containing indium chloride as a main component is used as a starting material, in any of the crystallization step and the washing step, a nitrogen component is contained in a waste solution such as an aqueous ammonia solution. Without using a material that brings about the above, a powder mainly composed of indium oxide having a low chlorine quality can be obtained efficiently and at low cost.

酸化インジウムを主成分とする粉末およびその製造方法は、主として、晶析工程、洗浄工程、仮焼工程からなる。以下、本発明に係る酸化インジウムを主成分とする粉末の製造方法を、詳細に説明する。   A powder containing indium oxide as a main component and a method for producing the powder mainly include a crystallization step, a cleaning step, and a calcination step. Hereinafter, the manufacturing method of the powder which has indium oxide as a main component which concerns on this invention is demonstrated in detail.

(1)晶析工程
塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液を、液温50℃未満、pH8以上に保持しながら、混合する。なお、塩化インジウム水溶液は、市販のもの、もしくは、インジウムメタルを塩酸水溶液に溶解して調整したものを利用できる。
(1) Crystallization process An indium chloride aqueous solution or an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component and an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt are kept at a liquid temperature of less than 50 ° C. and a pH of 8 or more. Mix while mixing. As the indium chloride aqueous solution, a commercially available product or a solution prepared by dissolving indium metal in a hydrochloric acid aqueous solution can be used.

塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを混合する際の液温、すなわち、混合の開始から混合の終了までの液温を50℃未満の温度に保持する必要がある。   Liquid temperature when mixing an aqueous solution of indium chloride or an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component with an aqueous solution of an alkali metal hydroxide salt, that is, from the start of mixing to the end of mixing It is necessary to maintain the liquid temperature up to 50 ° C.

液温が50℃以上になると、晶析した水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物からなる粒子が凝集してしまう。この場合、凝集した水酸化インジウムなどの粒子の内部に、塩素が存在することとなるが、このように内部に存在する塩素は後工程の水洗によって除去することが困難であるため、水酸化インジウムなどの粉末に残留する塩素が多くなってしまう。混合時の液温は、凝固点以上であれば問題ないが、液温が低すぎると、濾過性が悪化するため、30℃以上とすることが好ましい。   When the liquid temperature is 50 ° C. or higher, the crystallized particles of indium hydroxide or indium composite hydroxide are aggregated. In this case, chlorine is present inside the particles of aggregated indium hydroxide and the like. However, since chlorine existing in the inside is difficult to be removed by subsequent water washing, indium hydroxide is present. More chlorine will remain in the powder. The liquid temperature at the time of mixing is not a problem as long as it is equal to or higher than the freezing point.

また、かかる混合溶液における混合開始から混合終了までのpHを8以上、好ましくはpHを9〜14の範囲に保持する必要がある。一般に、晶析した水酸化インジウムの表面電位は、pHが8〜9では0となり、pHがそれ以下ではプラスに、それ以上ではマイナスに帯電する。晶析反応におけるpHが8未満の場合には、晶析した水酸化インジウムなどの粒子の表面電位がプラスに帯電し、粒子表面にマイナス電荷を持つ塩化物イオンが吸着することとなる。   Moreover, it is necessary to maintain the pH from the start of mixing to the end of mixing in the mixed solution of 8 or more, preferably in the range of 9-14. In general, the surface potential of crystallized indium hydroxide becomes 0 when the pH is 8 to 9, and becomes positive when the pH is lower than that, and becomes negative when the pH is higher than that. When the pH in the crystallization reaction is less than 8, the surface potential of the crystallized particles such as indium hydroxide is positively charged, and chloride ions having a negative charge are adsorbed on the particle surface.

さらに、pHが8未満になると、晶析反応に寄与する水酸化物イオンの濃度が少なくなるため、晶析反応が十分に進行しない。このため、晶析する水酸化インジウムなどの粒子の一部が、吸着した塩化物イオンを取り込みながら成長することで、In(Cln(OH)3-n)のように塩素を混在させた構造となる。この場合、その後の洗浄による塩素の除去が困難となるため、水酸化インジウムなどの粉末に残留する塩素が多くなってしまう。 Furthermore, when the pH is less than 8, the concentration of hydroxide ions contributing to the crystallization reaction decreases, so that the crystallization reaction does not proceed sufficiently. For this reason, some of the particles, such as indium hydroxide that crystallize, grow while taking in the adsorbed chloride ions, resulting in a structure in which chlorine is mixed like In (Cl n (OH) 3-n ). It becomes. In this case, since it becomes difficult to remove chlorine by subsequent cleaning, a large amount of chlorine remains in the powder such as indium hydroxide.

本発明では、混合溶液のpHが混合開始から混合終了までにわたって8以上となっている必要がある。たとえば、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを、反応槽などに同時に直接入れて混合する場合に、混合が不均一となって、部分的にpHが8未満になる領域が生じるおそれがある。このように部分的にでもpHが8未満となると、当該領域において粒子の内部に塩素が残留し、最終的な塩素の残留量を50ppm以下とできない場合が生ずる。   In the present invention, the pH of the mixed solution needs to be 8 or more from the start of mixing to the end of mixing. For example, when an indium chloride aqueous solution or an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component and an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt are directly put into a reaction vessel at the same time and mixed, There is a possibility that a region where the pH becomes less than 8 is partially generated due to uneven mixing. In this way, when the pH is partially less than 8, chlorine remains in the particles in the region, and the final chlorine residual amount may not be 50 ppm or less.

また、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液に対して、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液を添加する場合にも、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液のpHが酸性であるため、混合の過程でpHが8未満となる場合がある。このように、混合工程において、部分的または一時的にpHが8未満となると、塩素の残留量が増加してしまう。   In addition, when an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide salt is added to an indium chloride aqueous solution or an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component, an indium chloride aqueous solution or a chloride Since the pH of the aqueous solution containing the metal salt containing indium as a main component is acidic, the pH may be less than 8 during the mixing process. Thus, in the mixing step, when the pH is partially or temporarily less than 8, the residual amount of chlorine increases.

したがって、水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を晶析させる工程においては、混合開始から混合終了までにわたってpHを8以上に制御する必要がある。かかる混合の開始から終了まで、混合溶液のpHを8以上に保持する方法としては、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを混合する際に、相対的に多量のアルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液に対して、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液を少しずつ添加することが挙げられる。これにより、安定的にpHを8以上に制御できる。ただし、混合の過程でpHが8未満となることを回避しうる手段がある場合には、これに限られることはない。   Therefore, in the step of crystallizing indium hydroxide or indium composite hydroxide, it is necessary to control the pH to 8 or more from the start of mixing to the end of mixing. As a method for maintaining the pH of the mixed solution at 8 or more from the start to the end of the mixing, an indium chloride aqueous solution, an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component, and an alkali metal hydroxide salt are used. An aqueous solution containing a relatively large amount of an alkali metal hydroxide salt and an aqueous solution containing an indium chloride aqueous solution or a metal salt containing indium chloride as a main component when mixing with an aqueous solution using Is added little by little. Thereby, pH can be stably controlled to 8 or more. However, when there is a means that can prevent the pH from becoming less than 8 during the mixing process, the present invention is not limited to this.

なお、pHは8以上であれば問題はないが、pHを14以下とすることが好ましい。pHが14を超えても、塩素の除去効果は大きくならず、水酸化インジウムの再溶解により、インジウムの収率が悪化するばかりか、必要なアルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液の量が、さらに増加するため、コスト的にも不利となる。   There is no problem as long as the pH is 8 or more, but the pH is preferably 14 or less. Even if the pH exceeds 14, the effect of removing chlorine is not increased, and not only the indium yield deteriorates due to re-dissolution of indium hydroxide, but also the amount of aqueous solution using a necessary alkali metal hydroxide salt. However, since it increases further, it becomes disadvantageous also in cost.

pHを8以上に保持するために、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液に対して、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液を添加する際に、同時に、アンモニアやアミン化合物など窒素を含む塩でない塩基性物質の水溶液を添加させてもよい。これにより、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液の添加によるpHの低下を抑制し、pHを8以上に保持することを確実にできる。   In order to maintain pH at 8 or more, when adding an aqueous solution containing an indium chloride aqueous solution or a metal salt containing indium chloride as a main component to an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt, At the same time, an aqueous solution of a basic substance that is not a salt containing nitrogen such as ammonia or an amine compound may be added. Thereby, the fall of pH by addition of the aqueous solution containing indium chloride aqueous solution or the metal salt which has indium chloride as a main component can be suppressed, and it can be ensured that pH is maintained at 8 or more.

アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液は、当量以上に添加することが好ましい。当量以上のアルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液に対して、塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液を添加することで、混合が生ずる領域においてpHを8以上に保持することを確実にできる。   The aqueous solution using the alkali metal hydroxide salt is preferably added in an equivalent amount or more. By adding an indium chloride aqueous solution or an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component to an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt of an equivalent amount or more, the pH is adjusted in a region where mixing occurs. It can be ensured that the value is maintained at 8 or more.

アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液としては、水酸化インジウムないしはインジウム複合水酸化物を晶析できるものであれば、特に限定されないが、コスト面から、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、およびこれらの混合水溶液を用いることが好ましい。また、同様に本発明に適用できる塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、およびこれらの混合物を用いることができる。   The aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt is not particularly limited as long as it can crystallize indium hydroxide or indium composite hydroxide, but from the viewpoint of cost, sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution. , And a mixed aqueous solution thereof are preferably used. Similarly, as the basic substance applicable to the present invention, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and a mixture thereof can be used.

アンモニア水などの窒素源を含む塩基性溶液の代わりに、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液を使用することによって、廃液中に窒素成分が含まれてしまう可能性を排除できる。また、アルカリ金属の水酸化物塩は、強アルカリ性物質であり、水溶液中では完全に解離して水酸化物イオンを生じることから、最低限の添加量で必要十分な水酸化物イオンを生じさせることができるので、低コストでpHの高い水溶液を得ることができ、かつ、晶析時のpHを8以上に維持しやすくなる。   By using an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt instead of a basic solution containing a nitrogen source such as ammonia water, the possibility that a nitrogen component is contained in the waste liquid can be eliminated. Alkali metal hydroxide salts are strongly alkaline substances, and dissociate completely in aqueous solution to produce hydroxide ions. Therefore, the minimum amount of addition produces sufficient and sufficient hydroxide ions. Therefore, an aqueous solution with a high pH can be obtained at a low cost, and the pH during crystallization can be easily maintained at 8 or more.

(2)洗浄工程
前記晶析工程で得られた、水酸化インジウムまたはインジウム複合酸化物の粉末を、pHを8以上に保持したアミノ基を含まないカルボン酸水溶液中に分散させる。使用するカルボン酸は、組成内にアミノ基を含まず、かつ、インジウムイオンとの錯生成定数が2.37を超え、19.43未満であることが必要である。
(2) Cleaning process
The indium hydroxide or indium composite oxide powder obtained in the crystallization step is dispersed in an aqueous carboxylic acid solution containing no amino group and having a pH of 8 or higher. The carboxylic acid to be used needs to contain no amino group in the composition and have a complex formation constant with indium ions of more than 2.37 and less than 19.43.

インジウムイオンとの錯生成定数を2.37を超える必要があるのは、インジウムイオンと塩化物イオンの間の錯生成定数が2.37であるからであり、一方、インジウムイオンとの錯生成定数を19.43未満とするのは、インジウムイオンと水酸化物イオンの間の錯生成定数が19.43であるからである。   The reason why the complex formation constant with indium ions needs to exceed 2.37 is that the complex formation constant between indium ions and chloride ions is 2.37, whereas the complex formation constant with indium ions. Is less than 19.43 because the complex formation constant between indium ions and hydroxide ions is 19.43.

水酸化インジウムなどの粒子に残留した塩素は、上述したとおり、組成内に一部取り込まれた形で残留している。これを、インジウムイオンとの錯生成定数が2.37を超えたカルボン酸水溶液で洗浄することによって、インジウムと結合している塩化物イオンが、より大きな錯生成定数を有するカルボン酸イオンと置き換わり、結果として、インジウム−カルボン酸の錯イオン形成と塩化物イオンの分離が生じる。さらに、インジウムと結合しているカルボン酸イオンが、より大きな錯生成定数を有する水酸化物イオンと置き換わり、結果として、インジウム−水酸化物の錯イオン形成とカルボン酸イオンの分離が生じる。   Chlorine remaining in particles such as indium hydroxide remains in a form partially incorporated into the composition as described above. By washing this with an aqueous carboxylic acid solution having a complex formation constant with indium ions of more than 2.37, chloride ions bonded to indium are replaced with carboxylate ions having a larger complex formation constant, As a result, indium-carboxylic acid complex ion formation and chloride ion separation occur. Furthermore, the carboxylate ions bonded to indium are replaced by hydroxide ions having a larger complex formation constant, resulting in indium-hydroxide complex ion formation and separation of the carboxylate ions.

インジウムイオンとの錯生成定数が2.37以下であるカルボン酸を使用した場合、上述した塩素とカルボン酸の置換が生じにくくなり、塩素残留量の低減にはつながらない。一方、インジウムイオンとの錯生成定数が19.43以上のカルボン酸を使用した場合には、生成したインジウム−カルボン酸の錯イオンが安定状態となるため、カルボン酸と水酸化物イオンとの置換が生じにくくなり、結果として、晶析した水酸化インジウムなどの粒子が、再溶解された状態となってしまい、水酸化インジウムなどの粒子の収率を低下させる。なお、反応の安定性の観点から、インジウムイオンとの錯生成定数は3.0以上、15.0未満であることが好ましい。   When a carboxylic acid having a complex formation constant with indium ions of 2.37 or less is used, the above-described substitution between chlorine and carboxylic acid is difficult to occur, and the residual amount of chlorine is not reduced. On the other hand, when a carboxylic acid having a complex formation constant with indium ions of 19.43 or more is used, the generated indium-carboxylic acid complex ions are in a stable state. As a result, the crystallized particles such as indium hydroxide are re-dissolved, and the yield of particles such as indium hydroxide is reduced. From the viewpoint of reaction stability, the complex formation constant with indium ions is preferably 3.0 or more and less than 15.0.

このようなカルボン酸としては、たとえば、乳酸、酢酸、マロン酸(インジウムイオンとの錯生成定数は、それぞれ5.74、3.18、10.13)などを挙げることができる。アミノ基を含まないカルボン酸水溶液は窒素成分を含まないので、使用後の廃液処理が容易となる。一方、クエン酸、蓚酸などのカルボン酸は、インジウムイオンとの錯生成定数が21.02、26.00と19.43を超えるため、いずれも本発明に用いるには不適である。   Examples of such carboxylic acids include lactic acid, acetic acid, malonic acid (complex formation constants with indium ions are 5.74, 3.18, and 10.13, respectively). Since the carboxylic acid aqueous solution containing no amino group does not contain a nitrogen component, the waste liquid treatment after use becomes easy. On the other hand, carboxylic acids such as citric acid and succinic acid are unsuitable for use in the present invention because their complex formation constants with indium ions exceed 21.02, 26.00 and 19.43.

同時に、アミノ基を含まないカルボン酸水溶液のpHは8以上でなければならない。pHが8以上であることで、上述したインジウム−カルボン酸錯イオン中のカルボン酸イオンが水酸化物イオンと置き換わることが可能となる。また、水酸化インジウムなどの粒子の表面電位がマイナスに帯電することにより、塩化物イオンの再吸着を抑制できる。このため、残留塩素量が少ない水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を生成することができる。pHが8を下回る場合、水溶液中の水酸化物イオンの濃度が、水酸化インジウムなどを生成するのに十分ではなく、水酸化インジウムなどの粒子の収率を低下させる。また、水酸化インジウムなどの粒子の表面電位がプラスに帯電することから、分離した塩化物イオンの再吸着が生じてしまう。pHは8以上であれば問題はないが、反応の安定性の観点から、pHは9〜14の範囲とすることが好ましい。   At the same time, the pH of the aqueous carboxylic acid solution containing no amino group must be 8 or higher. When the pH is 8 or more, the carboxylate ions in the indium-carboxylic acid complex ions described above can be replaced with hydroxide ions. In addition, resorption of chloride ions can be suppressed by negatively charging the surface potential of particles such as indium hydroxide. For this reason, indium hydroxide or indium composite hydroxide with a small amount of residual chlorine can be produced. If the pH is below 8, the concentration of hydroxide ions in the aqueous solution is not sufficient to produce indium hydroxide and the like, reducing the yield of particles such as indium hydroxide. In addition, since the surface potential of particles such as indium hydroxide is positively charged, re-adsorption of separated chloride ions occurs. If the pH is 8 or more, there is no problem, but from the viewpoint of the stability of the reaction, the pH is preferably in the range of 9-14.

アミノ基を含まないカルボン酸の濃度は、0.1mol/L以上、0.5mol/L以下とすることが必要である。0.1mol/L未満では、濃度が薄いので、洗浄効果が不足する。0.5mol/Lを上回った場合は、洗浄効果に影響はないもののコストが高くなる。なお、洗浄の効率性の観点から、0.2mol/L以上、0.5mol/L以下であることが好ましい。   The concentration of the carboxylic acid containing no amino group needs to be 0.1 mol / L or more and 0.5 mol / L or less. If the concentration is less than 0.1 mol / L, the cleaning effect is insufficient because the concentration is low. If it exceeds 0.5 mol / L, the cleaning effect is not affected, but the cost increases. In addition, from the viewpoint of cleaning efficiency, it is preferably 0.2 mol / L or more and 0.5 mol / L or less.

また、水酸化インジウムなどの粉末を、アミノ基を含まないカルボン酸水溶液に分散させて得たサスペンションは、40〜90℃の液温に保持することが必要である。液温が40℃未満の場合、塩素とカルボン酸との間の置換反応が十分に進行せず、水酸化インジウムなどの粉末中に残留する塩素を十分に減らすことができない。一方、液温が90℃を超えると、温度を保持するためのエネルギーコストが大きくなってしまい、適切でない。サスペンションの保持時間は、30分以上とする。保持時間が30分未満の場合は、塩素とカルボン酸の置換が十分に進行せず、塩素を減らすことが十分でない場合が生じる。より好ましくは、塩素を安定して低減するため、1時間以上保持する。なお、同様に反応の効率性の観点から、液温を60℃〜80℃の範囲に保持し、保持時間を3時間以下とすることが好ましい。   In addition, a suspension obtained by dispersing a powder of indium hydroxide or the like in a carboxylic acid aqueous solution not containing an amino group needs to be maintained at a liquid temperature of 40 to 90 ° C. When the liquid temperature is lower than 40 ° C., the substitution reaction between chlorine and carboxylic acid does not proceed sufficiently, and chlorine remaining in the powder such as indium hydroxide cannot be sufficiently reduced. On the other hand, if the liquid temperature exceeds 90 ° C., the energy cost for maintaining the temperature increases, which is not appropriate. The suspension holding time is 30 minutes or more. When the retention time is less than 30 minutes, the substitution of chlorine and carboxylic acid does not proceed sufficiently, and it may not be sufficient to reduce chlorine. More preferably, it is held for 1 hour or longer in order to stably reduce chlorine. Similarly, from the viewpoint of reaction efficiency, it is preferable that the liquid temperature is maintained in the range of 60 ° C. to 80 ° C. and the retention time is 3 hours or less.

その後、サスペンションを濾過し、純水を用いて常温で15分以上攪拌洗浄し、洗浄された水酸化インジウム等を濾過することで、余分な不純物を洗浄除去したのち、乾燥、仮焼を行う。この洗浄にもかかわらず、前工程の洗浄に用いたカルボン酸が水酸化インジウムなどに残留してしまったとしても、乾燥、仮焼時に炭酸ガスとして分解除去されるため問題になることはない。   Thereafter, the suspension is filtered, washed with pure water at room temperature for 15 minutes or more, and the washed indium hydroxide and the like are filtered to remove excess impurities, followed by drying and calcination. Despite this cleaning, even if the carboxylic acid used for the cleaning in the previous step remains in indium hydroxide or the like, there is no problem because it is decomposed and removed as carbon dioxide during drying and calcining.

(3)仮焼工程
仮焼温度は、通常行なわれる温度で問題なく、700〜1200℃とすることが好ましい。700℃未満では、水酸化物から酸化物への転換が十分でないことがあり、1200℃を超えると、酸化インジウムが焼結することがある。仮焼時の雰囲気は、特に限定されないが、酸化性雰囲気とすることが好ましく、コスト面から大気雰囲気とすることがより好ましい。なお、本発明の特徴は、上記晶析工程と洗浄工程にあり、この仮焼工程により制限されることはなく、適切に水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物から酸化インジウムまたはインジウム複合酸化物を得られる方法であれば、上記条件に限定されることなく採用可能である。
(3) Calcination process The calcination temperature is preferably a temperature usually used, and preferably 700 to 1200 ° C. If it is less than 700 degreeC, the conversion from a hydroxide to an oxide may not be enough, and if it exceeds 1200 degreeC, an indium oxide may sinter. The atmosphere at the time of calcination is not particularly limited, but is preferably an oxidizing atmosphere, and more preferably an air atmosphere from the viewpoint of cost. The feature of the present invention lies in the crystallization process and the cleaning process, and is not limited by the calcination process. Indium oxide or indium composite oxide is appropriately converted from indium hydroxide or indium composite hydroxide. Any method can be used without being limited to the above conditions.

以上のようにして得た酸化インジウムを主成分とする粉末においては、残留塩素が少なく、50質量ppm以下となり、電子材料の用途に好適なものとなる。なお、残留塩素は、仮焼後の酸化インジウム粉末またはインジウム複合酸化物を硝酸で溶解し、硝酸銀を加えたのち、比濁法によって測定する。これにより、表面に存在する塩素だけでなく、粉末の内部に存在する塩素を含めた形で、塩素品位を測定することができる。   The powder mainly composed of indium oxide obtained as described above has little residual chlorine and is 50 mass ppm or less, which is suitable for use as an electronic material. Residual chlorine is measured by a turbidimetric method after dissolving the calcined indium oxide powder or indium composite oxide with nitric acid and adding silver nitrate. Thereby, the chlorine quality can be measured in a form including not only chlorine existing on the surface but also chlorine existing inside the powder.

さらに、本発明では、使用する水溶液中に、硝酸やアンモニア水、また硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩、アミンなどの窒素成分を含有する薬液がなく、晶析工程および洗浄工程の廃液中に窒素成分が含まれることは原則としてないので、廃液の窒素含有量についての環境基準(窒素含有量:0.12g/L以下)を容易に達成することができる。   Furthermore, in the present invention, there is no chemical solution containing nitrogen components such as nitric acid, aqueous ammonia, ammonium salts such as ammonium nitrate, amines, etc. in the aqueous solution used, and nitrogen components are contained in the effluent of the crystallization process and cleaning process. In principle, the environmental standard for the nitrogen content of the waste liquid (nitrogen content: 0.12 g / L or less) can be easily achieved.

(実施例1)
純水100ml中に、水酸化ナトリウム(関東化学株式会社製、試薬特級)32gを溶解して作製した25%水酸化ナトリウム水溶液(pH13.6)を、液温35℃、撹拌速度400rpmで保持した状態で、この中に、インジウムメタル(株式会社高純度化学研究所製)を36%塩酸(関東化学株式会社製、試薬特級)に溶解し、純水で希釈することによって調整した0.6mol/L塩化インジウム水溶液100ml(pH−0.2)を、5ml/minの速度で添加し、水酸化インジウムの晶析を行った。晶析反応近傍での溶液のpHは12以上に維持され、晶析終了時の溶液のpHは、13.1であった。
Example 1
A 25% aqueous sodium hydroxide solution (pH 13.6) prepared by dissolving 32 g of sodium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent grade) in 100 ml of pure water was maintained at a liquid temperature of 35 ° C. and a stirring speed of 400 rpm. In this state, 0.6 mol / in prepared by dissolving indium metal (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) in 36% hydrochloric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent grade) and diluting with pure water. 100 ml of L indium chloride aqueous solution (pH-0.2) was added at a rate of 5 ml / min to crystallize indium hydroxide. The pH of the solution in the vicinity of the crystallization reaction was maintained at 12 or more, and the pH of the solution at the end of crystallization was 13.1.

溶液を濾過して、得られた水酸化インジウムの粉末を純水により水洗した後、乳酸(関東化学株式会社製、試薬特級、インジウムイオンとの錯生成定数:5.74)を純水に希釈し、水酸化ナトリウムを用いてpH13.0に調整した0.5mol/Lの乳酸水溶液500mlに、この粉末を分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら80℃で2時間保持した後、濾過し、純水を用いた水洗を行い、乾燥させることによって水酸化インジウム粉末を得た。   After filtering the solution and washing the resulting indium hydroxide powder with pure water, lactic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., reagent grade, complex formation constant with indium ions: 5.74) was diluted in pure water. Then, this powder was dispersed in 500 ml of 0.5 mol / L lactic acid aqueous solution adjusted to pH 13.0 using sodium hydroxide to obtain a suspension. Thereafter, the obtained suspension was held at 80 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with pure water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

さらに、得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼することによって酸化インジウム粉末を得た。   Furthermore, indium oxide powder was obtained by calcining the obtained indium hydroxide powder at 800 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.

得られた酸化インジウム粉に対するインジウム回収率は99%であり、かつ、粉末中の残留塩素濃度は、比濁法を用いて測定したところ、40質量ppmであった。また、晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中の窒素含有量について、パックテスト(株式会社共立理化学研究所製)を用いて測定したところ、窒素成分は検出されず、窒素処理の必要はなかった。   The indium recovery rate with respect to the obtained indium oxide powder was 99%, and the residual chlorine concentration in the powder was 40 mass ppm as measured using a turbidimetric method. In addition, the nitrogen content in the waste liquid generated in the crystallization process and the washing process was measured using a pack test (manufactured by Kyoritsu Riken Laboratories Co., Ltd.). No nitrogen component was detected, and no nitrogen treatment was required. It was.

(実施例2)
実施例1と同じ方法で、水酸化インジウムの晶析を行った。得られた水酸化インジウム粉末を純水により水洗した後、酢酸(関東化学株式会社製、試薬特級、インジウムイオンとの錯生成定数:3.18)を純水に希釈し、水酸化ナトリウムを用いてpH12.5に調整した0.3mol/Lの酢酸水溶液500mlに、この粉末を分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら70℃で2時間保持した後、濾過し、純水を用いた水洗を行い、乾燥させることによって水酸化インジウム粉末を得た。
(Example 2)
Indium hydroxide was crystallized in the same manner as in Example 1. After washing the obtained indium hydroxide powder with pure water, acetic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., reagent grade, complex formation constant with indium ions: 3.18) is diluted in pure water, and sodium hydroxide is used. A suspension was obtained by dispersing this powder in 500 ml of a 0.3 mol / L acetic acid aqueous solution adjusted to pH 12.5. Thereafter, the obtained suspension was kept at 70 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with pure water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

さらに、得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼することによって酸化インジウム粉末を得た。   Furthermore, indium oxide powder was obtained by calcining the obtained indium hydroxide powder at 800 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.

得られた酸化インジウム粉に対するインジウム回収率は98%であり、かつ、粉末中の残留塩素濃度は45質量ppmであった。また、晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中の窒素含有量について測定したところ、窒素成分は検出されず、窒素処理の必要はなかった。   The indium recovery rate with respect to the obtained indium oxide powder was 98%, and the residual chlorine concentration in the powder was 45 ppm by mass. Moreover, when the nitrogen content in the waste liquid produced in the crystallization step and the washing step was measured, no nitrogen component was detected and no nitrogen treatment was necessary.

(実施例3)
実施例1と同じ方法で、水酸化インジウムの晶析を行った。得られた水酸化インジウム粉末を純水により水洗した後、マロン酸(関東化学株式会社製、試薬特1級、インジウムイオンとの錯生成定数:10.13)を純水に希釈し、水酸化ナトリウムを用いてpH11.0に調整した0.4mol/Lのマロン酸水溶液500mlに、この粉末を分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら70℃で2時間保持した後、濾過し、純水を用いた水洗を行い、乾燥させることによって水酸化インジウム粉末を得た。
(Example 3)
Indium hydroxide was crystallized in the same manner as in Example 1. The obtained indium hydroxide powder was washed with pure water, and then malonic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent grade 1, complex formation constant with indium ions: 10.13) was diluted in pure water, and hydroxylated. A suspension was obtained by dispersing this powder in 500 ml of a 0.4 mol / L malonic acid aqueous solution adjusted to pH 11.0 using sodium. Thereafter, the obtained suspension was kept at 70 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with pure water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

さらに、得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼することによって酸化インジウム粉末を得た。   Furthermore, indium oxide powder was obtained by calcining the obtained indium hydroxide powder at 800 ° C. for 5 hours in an air atmosphere.

得られた酸化インジウム粉に対するインジウム回収率は98%であり、かつ、粉末中の残留塩素濃度は40質量ppmであった。また、晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中の窒素含有量について測定したところ、窒素成分は検出されず、窒素処理の必要はなかった。   The indium recovery rate with respect to the obtained indium oxide powder was 98%, and the residual chlorine concentration in the powder was 40 mass ppm. Moreover, when the nitrogen content in the waste liquid produced in the crystallization step and the washing step was measured, no nitrogen component was detected and no nitrogen treatment was necessary.

(比較例1)
実施例1と同じ方法で、水酸化インジウムの晶析を行った。得られた水酸化インジウム粉末を純水により水洗した後、28%アンモニア水(関東化学株式会社製、試薬特級)を純水で希釈することで調整した0.2mol/Lのアンモニア水溶液(pH12.8)500mlに分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら80℃で2時間保持した後、濾過し、水洗を行い、乾燥することによって水酸化インジウム粉末を得た。
(Comparative Example 1)
Indium hydroxide was crystallized in the same manner as in Example 1. The obtained indium hydroxide powder was washed with pure water, and then a 0.2 mol / L aqueous ammonia solution (pH 12.2) prepared by diluting 28% ammonia water (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent special grade) with pure water. 8) A suspension was obtained by dispersing in 500 ml. Thereafter, the obtained suspension was kept at 80 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼することにより、酸化インジウムとした。この酸化インジウム粉に対するインジウム回収率は97%、粉末中における残留塩素濃度は40質量ppmと実施例と同等であったものの、晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中の窒素含有量は1.2g/Lであり、水質汚濁防止法で規制される0.12g/Lを超えており、廃液中の窒素処理が必要であった。   The obtained indium hydroxide powder was calcined at 800 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain indium oxide. The indium recovery rate with respect to this indium oxide powder was 97%, and the residual chlorine concentration in the powder was 40 ppm by mass, which was the same as in the examples. However, the nitrogen content in the waste liquid generated in the crystallization step and the washing step was 1. It was 2 g / L, exceeding 0.12 g / L regulated by the Water Pollution Control Law, and nitrogen treatment in the waste liquid was necessary.

(比較例2)
晶析工程における水酸化ナトリウム水溶液を28%アンモニア水(関東化学株式会社製、試薬特級、pH13.3)に変更した以外は、実施例1と同様にして水酸化インジウムを晶析させた。晶析後の液のpHは10.5となっており、水酸化ナトリウム水溶液を用いた場合に比べて幾分低下した。
(Comparative Example 2)
Indium hydroxide was crystallized in the same manner as in Example 1 except that the aqueous sodium hydroxide solution in the crystallization step was changed to 28% aqueous ammonia (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., reagent grade, pH 13.3). The pH of the liquid after crystallization was 10.5, which was somewhat lower than when sodium hydroxide aqueous solution was used.

得られた水酸化インジウムの粉末を水洗した後、28%アンモニア水(関東化学株式会社製、試薬特級)を純水で希釈することで調整した0.2mol/Lのアンモニア水溶液(pH12.8)500mlに分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら80℃で2時間保持した後、濾過し、水洗を行い、乾燥することによって水酸化インジウム粉末を得た。   After washing the obtained indium hydroxide powder with water, a 0.2 mol / L aqueous ammonia solution (pH 12.8) prepared by diluting 28% ammonia water (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent special grade) with pure water. A suspension was obtained by dispersing in 500 ml. Thereafter, the obtained suspension was kept at 80 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼して得られた酸化インジウム粉に対するインジウム回収率は99%、粉末中の残留塩素濃度は50質量ppmと実施例と同等であったが、晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中の窒素含有量は20.3g/Lであり、水質汚濁防止法で規制される0.12g/Lを越えており、廃液中の窒素処理が必要であった。   The indium recovery rate for the indium oxide powder obtained by calcining the obtained indium hydroxide powder at 800 ° C. for 5 hours in the air atmosphere was 99%, and the residual chlorine concentration in the powder was 50 ppm by mass. Although it was equivalent, the nitrogen content in the waste liquid generated in the crystallization process and the washing process was 20.3 g / L, exceeding 0.12 g / L regulated by the Water Pollution Control Law, and in the waste liquid. Nitrogen treatment was required.

(比較例3)
実施例1と同じ方法で、水酸化インジウムの晶析を行った。得られた水酸化インジウム粉末を純水により水洗した後、蓚酸(関東化学株式会社製、試薬特級、インジウムイオンとの錯生成定数:26.00)を純水に希釈し、水酸化ナトリウムを用いてpH12.0に調整した0.5mol/Lの蓚酸水溶液500mlに、この粉末を分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら80℃で2時間保持した後、濾過し、純水を用いた水洗を行い、乾燥させることによって水酸化インジウム粉末を得た。
(Comparative Example 3)
Indium hydroxide was crystallized in the same manner as in Example 1. After washing the obtained indium hydroxide powder with pure water, oxalic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., reagent grade, complex formation constant with indium ions: 26.00) is diluted in pure water, and sodium hydroxide is used. The suspension was prepared by dispersing this powder in 500 ml of 0.5 mol / L oxalic acid aqueous solution adjusted to pH 12.0. Thereafter, the obtained suspension was held at 80 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with pure water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼することにより、酸化インジウムとした。この酸化インジウム粉末中における残留塩素濃度は40質量ppmと実施例と同等であったものの、インジウム回収率は86%と低くなっていた。晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中に窒素成分は検出されず、窒素処理の必要はなかった。   The obtained indium hydroxide powder was calcined at 800 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain indium oxide. Although the residual chlorine concentration in the indium oxide powder was 40 mass ppm, which was the same as that in the example, the indium recovery rate was as low as 86%. Nitrogen components were not detected in the waste liquid generated in the crystallization process and the washing process, and there was no need for nitrogen treatment.

(比較例4)
実施例1と同じ方法で、水酸化インジウムの晶析を行った。得られた水酸化インジウム粉末を純水により水洗した後、乳酸(関東化学株式会社製、試薬特級、インジウムイオンとの錯生成定数:5.74)を純水に希釈し、水酸化ナトリウムを用いてpH7.0に調整した0.5mol/Lの乳酸水溶液500mlに、この粉末を分散させることによりサスペンションとした。その後、得られたサスペンションを、撹拌しながら80℃で2時間保持した後、濾過し、純水を用いた水洗を行い、乾燥させることによって水酸化インジウム粉末を得た。
(Comparative Example 4)
Indium hydroxide was crystallized in the same manner as in Example 1. After washing the obtained indium hydroxide powder with pure water, lactic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., reagent special grade, complex formation constant with indium ions: 5.74) is diluted in pure water, and sodium hydroxide is used. A suspension was obtained by dispersing this powder in 500 ml of a 0.5 mol / L lactic acid aqueous solution adjusted to pH 7.0. Thereafter, the obtained suspension was held at 80 ° C. for 2 hours with stirring, then filtered, washed with pure water, and dried to obtain indium hydroxide powder.

得られた水酸化インジウム粉末を、大気雰囲気中、800℃で5時間仮焼することにより、酸化インジウムとした。この酸化インジウム粉末中における残留塩素濃度は70質量ppmと実施例よりも高くなっており、インジウム回収率も88%と低くなっていた。晶析工程および洗浄工程において生じた廃液中に窒素成分は検出されず、窒素処理の必要はなかった。   The obtained indium hydroxide powder was calcined at 800 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain indium oxide. The residual chlorine concentration in the indium oxide powder was 70 mass ppm, which was higher than that of the example, and the indium recovery rate was as low as 88%. Nitrogen components were not detected in the waste liquid generated in the crystallization process and the washing process, and there was no need for nitrogen treatment.

Figure 2012121750
Figure 2012121750

以上より明らかなように、本発明の製造方法により、塩化インジウム、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩を出発原料として用いた場合であっても、晶析工程および洗浄工程のいずれにおいても、アンモニア水溶液などの廃液中に窒素成分をもたらすものを使用することなく、塩素品位が低い酸化インジウムを主成分とする粉末を、効率よく、かつ、低コストで得ることができる。また、得られた酸化インジウムを主成分とする粉末は、電子材料用として好適であり、透明導電性薄膜形成用の高密度インジウム含有酸化物ターゲットの分野で利用されるのみでなく、樹脂混練用導電性フィラーおよび透明導電膜塗料の分野でも利用され、工業的に極めて有益である。
As is clear from the above, in the production method of the present invention, indium chloride or a metal salt mainly composed of indium chloride is used as a starting material, both in the crystallization step and the washing step. In addition, a powder mainly composed of indium oxide having a low chlorine quality can be obtained efficiently and at a low cost without using a waste liquid such as an aqueous ammonia solution that causes a nitrogen component. In addition, the obtained powder containing indium oxide as a main component is suitable for use in electronic materials, and is not only used in the field of high-density indium-containing oxide targets for forming transparent conductive thin films, but also for resin kneading. It is also used in the field of conductive fillers and transparent conductive film coatings, and is extremely useful industrially.

Claims (4)

塩化インジウム水溶液、または、塩化インジウムを主成分とする金属塩が含まれる水溶液と、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液とを、混合開始から混合終了まで、液温を50℃未満、かつ、pHを8以上に保持しながら混合し、晶析反応を生じさせることによって、水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を生成し、
インジウムイオンとの錯生成定数が2.37を超え、19.43未満で、アミノ基を含まないカルボン酸を使用し、かつ、カルボン酸濃度を0.1mol/L以上、0.5mol/L以下に調整した水溶液を、アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液を用いて、pH8以上に保持しながら、該水溶液中に前記晶析した水酸化インジウムまたはインジウム複合水酸化物を分散させ、40℃〜90℃の液温に30分以上保持した後、濾過することにより粉末を得て、
該粉末に水洗および仮焼の処理を施すことを特徴とする、
酸化インジウムを主成分とする粉末の製造方法。
An indium chloride aqueous solution, or an aqueous solution containing a metal salt containing indium chloride as a main component and an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt, the liquid temperature is less than 50 ° C. from the start of mixing to the end of mixing, and , By mixing while maintaining the pH at 8 or more to cause a crystallization reaction, indium hydroxide or indium composite hydroxide is produced,
A complex formation constant with indium ions is more than 2.37 and less than 19.43, and a carboxylic acid containing no amino group is used, and the carboxylic acid concentration is 0.1 mol / L or more and 0.5 mol / L or less. While maintaining the pH of the aqueous solution adjusted to 1 to 8 or higher using an aqueous solution using an alkali metal hydroxide salt, the crystallized indium hydroxide or indium composite hydroxide is dispersed in the aqueous solution, and 40 After maintaining at a liquid temperature of ℃ ~ 90 ℃ for 30 minutes or more, by obtaining a powder by filtration,
The powder is subjected to water washing and calcination treatment,
A method for producing a powder mainly composed of indium oxide.
前記アルカリ金属の水酸化物塩を用いた水溶液が、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、または混合水溶液からなる、請求項1に記載の酸化インジウムを主成分とする粉末の製造方法。   The method for producing a powder containing indium oxide as a main component according to claim 1, wherein the aqueous solution using the alkali metal hydroxide salt is an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, or a mixed aqueous solution. 前記カルボン酸が、乳酸、酢酸、およびマロン酸のうちの少なくとも1種からなる、請求項1または2に記載の酸化インジウムを主成分とする粉末の製造方法。   The method for producing a powder containing indium oxide as a main component according to claim 1 or 2, wherein the carboxylic acid comprises at least one of lactic acid, acetic acid, and malonic acid. 請求項1〜3のいずれかの製造方法により製造され、塩素品位が50質量ppm以下であることを特徴とする酸化インジウムを主成分とする粉末。   A powder comprising indium oxide as a main component, which is produced by the production method according to any one of claims 1 to 3 and has a chlorine quality of 50 mass ppm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105668612A (en) * 2016-03-15 2016-06-15 济南大学 Preparation method of hexagonal-tube-shaped indium oxide with complex as precursor

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