TWI398527B - 銦錫氧化物噴砂廢屑資源再生之方法 - Google Patents
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Description
本發明屬於環境保護及廢棄物資源再生技術領域。
銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)為液晶顯示器的重要元件，因液晶顯示器之需求量隨著數位化時代大幅成長，故全世界產業對銦之需求急遽增加，又加上銦為稀有金屬，因此於銦錫氧化物製造與使用過程中，所產生之各種含銦錫氧化物廢棄物皆甚具資源回收價值。
國內目前從含銦廢棄物再回收之方法，大致上有酸液溶蝕法、溶媒萃取及直接粉碎等方式，另經查國內與銦有關之專利，如中華民國專利編號：177064「廢液晶顯示器之資源回收處理裝置方法」，主要是針對面板之分離，以及液晶顯示器中之有害物質液晶的去除，並未說明如何回收處理廢液晶顯示器中之玻璃基板表面上之銦錫氧化物鍍層；又中華民國專利編號：I286953「從廢玻璃基板中回收銦錫氧化物鍍層之方法」，將玻璃基板利用鹽酸浸漬與pH調整後回收成氫氧化銦錫；又中華民國專利編號：I293985「含銦金屬的製造方法」，將銦錫氧化物薄膜製造時所濺散的銦錫氧化物等含銦物回收後溶解於酸中，經中和反應，其沉澱物經由洗淨處理後利用酸溶解而形成酸溶解液，再以鋁板進行取代反應析出海綿銦，使用氫氧化鈉進行鹼鎔鑄，便獲得含銦金屬；又中華民國專利編號：200815625「氧化錫銦蝕刻廢液之回收再利用方法與系統」，其內容為先
將蝕刻廢液進行去離子步驟，用以去除非銦錫金屬離子，再經由濃度調配(加入純水或草酸)、高溫灰化等步驟，可獲得30wt%~50wt%之銦錫產物；又中華民國專利編號：M327747「銦錫氧化物中所含有價金屬之回收裝置」，係將含銦錫氧化物之粉屑利用硫酸溶解，經氫氧化鈉調整適當之pH值使銦錫金屬分離，氫氧化銦經由清洗、過濾、高溫烘焙形成氧化銦產物，另含錫液經電解過程獲得錫金屬產物；又中華民國專利編號M328072「回收蝕刻廢銦液再利用裝置」，將蝕刻廢銦液進行鹼濃集、固液分離、酸溶、溶媒萃取與反萃取等，回收成氫氧化錫以及硝酸銦、氯化銦、硫酸銦。
綜合上述，並未發現國內外有任何相關專利與技術，係針對銦錫氧化物噴砂廢屑來進行銦金屬資源回收，以獲得高純度電解銦金屬之有價產品，故本發明可提供國內相關業者作為資源回收含銦廢棄物之依據。
銦錫氧化物主要用於製造平板顯示器的導電薄膜以及半導體的材料，因電子產業的發達，對於銦錫氧化物材料的需求量呈倍數增加。銦錫氧化物鍍層是由銦錫氧化物靶材經過濺鍍程序沉積於液晶顯示器玻璃基板上，而其濺鍍過程會衍生具回收價值之含銦錫氧化物噴砂廢棄物，如任期棄置而無法回收將甚為可惜。有鑑於此，本發明乃針對銦錫氧化物噴砂廢屑中之銦有價金屬進行資源回收工作。
本發明主要內容是將銦錫氧化物噴砂廢屑經研磨篩分小於50 mesh(0.297mm)後，以1N硫酸在固液比為5g/50ml，浸漬溫度70℃下，浸漬溶蝕4小時，可將其中97.71%之銦予以浸漬溶蝕。此含銦浸漬液經以NaOH調整pH至2後，在電解操作條件為：電流密度250 A/m2，電解液250ml，雙氧水0.2ml，溫度27℃下，電解8小時，可將含銦浸漬液中96.78%之銦予以電解回收成高純度之電解銦。另銦錫氧化物噴砂廢屑經硫酸浸漬之一
次浸漬殘渣，以1N硫酸在固液比為1g/50ml、浸漬溫度70℃下，浸漬溶蝕4小時，可將一次浸漬殘渣中100%之銦予以浸漬溶出，此含銦濾液，經鋅片置換回收20小時後，可將含銦濾液86.78%之銦予以置換回收成置換銦。
第一圖係本發明「銦錫氧化物噴砂廢屑資源再生之方法」之實施流程圖。
本發明之較佳方法示於第一圖，首先將收集之銦錫氧化物噴砂廢屑1(其外觀如附件一所示)，進行研磨、篩分2步驟，將銦錫氧化物噴砂廢屑1研磨通過50 mesh(0.297mm)篩網後，再進行硫酸浸漬3步驟，此浸漬溶蝕之操作條件為：1N硫酸、固液比=5g/50ml(銦錫氧化物噴砂廢屑/1N硫酸)、浸漬溫度=70℃、浸漬時間=4小時，在此條件下可將銦錫氧化物噴砂廢屑1中97.71%之銦予以浸漬溶蝕，經硫酸浸漬3步驟後再進行過濾4步驟，即可獲得含銦浸漬液41及一次浸漬殘渣42。
此含銦浸漬液41，將進行電解純化回收5步驟，其電解操作條件為：將含銦浸漬液41調整pH至2、電流密度=250 A/m2、電解液=250ml、雙氧水=0.2ml、溫度=27℃、電解時間=8小時，在此電解條件下可將含銦浸漬液41中96.78%之銦予以電解回收，並可得到高純度之電解銦6(其外觀如附件二所示)，其銦純度經由能量分散光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer，EDS)檢測分析結果顯示為100%(其結果如附件三所示)。其殘留電解液51可售予專業銦回收處理廠或最終廢液處置52。
另將經硫酸浸漬3步驟後之一次浸漬殘渣42進行二次硫酸浸漬7步驟，其浸漬溶蝕條件為：1N硫酸、固液比為1g/50ml、浸漬溫度=70℃、浸漬時間=4小時，在此條件下可將其一次浸漬殘渣42中之銦100%予以浸漬溶出。另經二次硫酸浸漬7步驟所得之含錫濾渣71可售予專業錫回收處理廠72。而經二
次硫酸浸漬7步驟所得之含銦濾液73，經鋅片置換8步驟予以置換20小時後，可將含銦濾液73中86.78%之銦予以置換回收成置換銦9，最後將經鋅片置換8步驟所得之置換廢液81進行最終廢液處置82。
為使本發明更加顯現出其進步性與實用性，茲將本發明之優點列舉如下：
1.可100%回收ITO噴砂廢屑中有價金屬銦。
2.可產製純度接近100%電解銦金屬。
3.避免造成含銦廢棄物污染環境及危害人體健康。
4.具安全性與進步性。
5.具工商界與產業界上利用價值。
綜上所述，本發明誠已符合發明專利之申請要件，並依法提出申請，祈請鈞局審查委員明鑑，並賜予本發明專利權，實感德便。
1‧‧‧銦錫氧化物噴砂廢屑
2‧‧‧研磨、篩分
3‧‧‧硫酸浸漬
4‧‧‧過濾
41‧‧‧含銦浸漬液
42‧‧‧一次浸漬殘渣
5‧‧‧電解純化回收
51‧‧‧殘留電解液
52‧‧‧售予專業銦回收處理廠或最終廢液處置
6‧‧‧電解銦
7‧‧‧二次硫酸浸漬
71‧‧‧含錫濾渣
72‧‧‧售予專業錫回收處理廠
73‧‧‧含銦濾液
8‧‧‧鋅片置換
81‧‧‧置換廢液
82‧‧‧最終廢液處置
9‧‧‧置換銦
Claims (1)
- 一種銦錫氧化物噴砂廢屑資源再生之方法，其特徵：先將銦錫氧化物噴砂廢屑予以研磨篩分至小於50 mesh(0.297mm)後，以1N硫酸在固液比5g/50ml，溫度70℃下，浸漬4小時，可將銦予以浸漬溶蝕；此含銦浸漬液經以NaOH調整pH至2後，在電流密度250 A/m2，電解液250ml，雙氧水0.2ml，溫度27℃下，予以電解8小時，可將含銦浸漬液中之銦予以電解回收，以獲得高純度之電解銦；另將硫酸浸漬後之一次浸漬殘渣，以1N硫酸在固液比為1g/50ml、浸漬溫度70℃下，予以浸漬4小時，可將一次浸漬殘渣之銦完全浸漬溶出，此含銦濾液經鋅片置換回收20小時後，可得置換銦。
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