專利名稱：：從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法中回收銦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種回收銦的方法，且特別是涉及一種從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法。
背景技術(shù)：
：銦金屬在地殼中的含量十分稀少，且其主要分布于鋅礦中而無(wú)法獨(dú)立礦產(chǎn)。因此，必須先提煉出鋅金屬，然后才可以從提煉鋅金屬所產(chǎn)生的廢渣中將銦提煉出來(lái)。隨著全球數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)了行動(dòng)通訊和衛(wèi)星數(shù)字傳輸?shù)母咚俪砷L(zhǎng)以及促進(jìn)了顯示器(諸如液晶顯示器(liquidcrystaldisplay,LCD))的零件增加，使得國(guó)際市場(chǎng)對(duì)氧化銦錫(indium-tinoxide，ITO)靶材的需求量成倍增加。由于國(guó)際上銦的總產(chǎn)量在300噸左右，而全世界年需求量約500噸，因此銦的國(guó)際價(jià)格一路走高。在ITO制程中，通常會(huì)以酸性溶液清洗附著于反應(yīng)室中的ITO材料，以將ITO材料從反應(yīng)室擷取下來(lái)，因此清洗液中會(huì)含有濃度約為10000ppm至100000ppm的銦離子及鋁離子。一般來(lái)說(shuō)，直接置換(displacement)是從上述清洗液中回收銦的一種常見(jiàn)的方式，其直接將金屬片置入清洗液中，以使金屬片與清洗液產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)而獲得固體銦(一般稱為海綿銦)。然而，若是清洗液中銦離子的含量小于或等于鋁離子的含量(即銦含量/鋁含量1)，則無(wú)法以直接置換的方式來(lái)獲得固體銦。此外，另一種從清洗液中回收銦的方法是在將清洗液中的銦離子以及鋁離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸熞约皻溲趸X之后，先利用氫氧化鈉溶液將氫氧化鋁溶解，然后再進(jìn)行過(guò)濾以及置換，以獲得固體銦。然而，由于此方法是利用堿性溶液將原本存在于清洗液中的鋁離子去除，因此使得后續(xù)的過(guò)濾步驟不易進(jìn)行，導(dǎo)致銦的回收率相當(dāng)?shù)?僅75%至80%)，而使這種回收銦的方法不易被市場(chǎng)所接受。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，該方法可以具有較高的銦回收率。本發(fā)明提出一種從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，此方法先提供含有銦及鋁的第一酸性溶液。然后，調(diào)整第一酸性溶液的酸石咸值，以得到含有氫氧化銦與氫氧化鋁的第一混合物。接著，將第一混合物與助熔劑(flux)混合而得到第二混合物，并對(duì)第二混合物進(jìn)行熱處理。而后，水洗并過(guò)濾經(jīng)熱處理的第二混合物，以得到濾餅(cake)。接下來(lái)，將濾餅溶于第二酸性溶液。之后，進(jìn)行置換步驟，以得到固體銦。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的助熔劑例如為鈉鹽。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的鈉鹽例如選自氬氧化鈉、硝酸鈉、氯化鈉及其組合。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的助熔劑的用量與氫氧化銦以及氫氧化鋁的總量的比例例如介于0.01至1之間。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的熱處理的溫度例如介于30(TC至60(TC之間。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的熱處理的時(shí)間例如介于0.5小時(shí)至1小時(shí)之間。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的第一酸性溶液例如為氧化銦錫制程(ITOprocess)中的無(wú)片幾酸清洗液。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的無(wú)機(jī)酸清洗液例如為硝酸清洗液、鹽酸清洗液、硫酸清洗液或磷酸清洗液。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的第一酸性溶液中的銦含量例如小于鋁含量。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的/人含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述在調(diào)整第一酸性溶液的酸堿值之后以及在將第一混合物與助熔劑混合之前，還可以進(jìn)行過(guò)濾步驟。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的第二酸性溶液例如為鹽酸、碌^酸或硝酸。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的置換步驟例如使用鋅板或鋁板來(lái)進(jìn)行。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述在進(jìn)行置換步驟之后，還可以進(jìn)行熔鑄步驟。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述在進(jìn)行熔鑄步驟之后，還可以進(jìn)行電析步驟。依照本發(fā)明實(shí)施例所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，上述的調(diào)整第一酸性溶液的酸堿值例如利用堿性溶液或堿性固體來(lái)進(jìn)行。本發(fā)明在調(diào)整含有銦及鋁的無(wú)機(jī)酸清洗液的酸石威值之后，對(duì)所形成的氫氧化銦與氫氧化鋁加入助熔劑并進(jìn)行熱處理，因此在后續(xù)的水洗步驟中可以有效地去除與助熔劑反應(yīng)而形成的鋁酸鈉，使得溶液中的銦含量大于鋁含量而有利于使用置換法來(lái)回收銦，并且大幅提高了銦回收率。為了使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。圖1為依照本發(fā)明實(shí)施例所繪示的回收銦的方法的流程圖。具體實(shí)施方式圖1為依照本發(fā)明實(shí)施例所繪示的回收銦的方法的流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，首先，在步驟100中，提供含有銦及鋁的第一酸性溶液。第一酸性溶液例如為氧化銦錫制程中的無(wú)才幾酸清洗液。無(wú)才幾酸清洗液例如為硝酸清洗液、鹽酸清洗液、硫酸清洗液或磷酸清洗液，且其中所含的銦離子濃度及鋁離子濃度例如介于10000ppm至60000ppm之間。在本實(shí)施例中，上述的第一酸性溶液中的銦含量例如小于鋁含量。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，本發(fā)明也可以適用于銦含量大于或等于鋁含量的酸性溶液。然后，在步驟102中，調(diào)整第一酸性溶液的酸堿值，以得到含有氫氧化銦與氫氧化鋁的第一混合物。調(diào)整第一酸性溶液的酸堿值的方法例如利用堿性溶液或堿性固體來(lái)進(jìn)行。舉例來(lái)說(shuō)，可以將氬氧化鈉加入第一酸性溶液中，將第一酸性溶液的pH值調(diào)整至8.5至9.0之間，以將第一酸性溶液中的銦離子與鋁離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅逖趸熍c氫氧化鋁。然后，過(guò)濾調(diào)整酸堿值后的溶液以得到濾餅，此濾餅即為上述的含有氫氧化銦與氫氧化鋁的第一混合物。接著，在步驟104中，將第一混合物與助熔劑混合而得到第二混合物，并對(duì)第二混合物進(jìn)行熱處理，以使第二混合物中的氫氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鈉。助熔劑例如為鈉鹽，其可以選自氬氧化鈉、硝酸鈉、氯化鈉及其組合。助熔劑的用量與氫氧化銦以及氫氧化鋁的總量的比例例如介于0.01至l之間，且助熔劑的用量需視其種類而定。熱處理的溫度例如介于300。C至60(TC之間，其時(shí)間例如介于0.5小時(shí)至1小時(shí)之間。而后，在步驟106中，水洗并過(guò)濾經(jīng)熱處理的第二混合物，以得到濾餅。由于在步驟104中已將氫氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鈉，且基于氫氧化銦不溶于水而鋁酸鈉可溶于水的特性，因此在進(jìn)行上述水洗并過(guò)濾之后可以有效且容易地去除鋁離子，且不會(huì)導(dǎo)致銦離子損失。也就是說(shuō)，在上述的濾餅中幾乎不含有鋁離子。此外，上述經(jīng)過(guò)濾后的廢液可以用酸將其pH值調(diào)整至約等于9,以將其中所含的鋁離子轉(zhuǎn)變?yōu)锳l(OH)3來(lái)降低污染性。接下來(lái)，在步驟108中，將濾餅溶于第二酸性溶液。由于在步驟106中已去除了大部分的鋁離子，因此在第二酸性溶液中的銦含量遠(yuǎn)大于鋁含量。第二酸性溶液例如為鹽酸、硫酸、硝酸等無(wú)機(jī)酸溶液。接下來(lái)，在步驟110中，進(jìn)行置換步驟，以得到固體銦。置換步驟例如是將鋅板或鋁板置入上述的第二酸性溶液中來(lái)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，以得到一般稱為海綿銦的固體銦，而達(dá)到從無(wú)機(jī)酸溶液中回收銦的目的。之后，在步驟112中，進(jìn)行熔鑄步驟，以將上述的海綿銦熔鑄制成銦粒。此時(shí)，銦粒的純度約為2N至3N(即99%至99.9%)之間。若需要純度更高的固體銦，則可繼續(xù)將上述的銦粒進(jìn)行以下的精煉處理，以得到高純度的固體銦。在步驟114中，進(jìn)行電析步驟，以將純度為2N至3N的銦粒精煉為純度為4N(即99.99%)的固體銦。以下將以實(shí)驗(yàn)例來(lái)對(duì)本發(fā)明的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，取4升臺(tái)灣某家科技公司產(chǎn)生的硝酸清洗液，其中含有的銦離子濃度為11901ppm,而鋁離子濃度為1429ppm。由于上述硝酸清洗液中的鋁離子含量大于銦離子含量，因此無(wú)法利用直接置換的方式來(lái)回收銦。此硝酸清洗液中各元素的含量如表一所示。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>然后，利用濃度為5N的氫氧化鈉將上述硝酸清洗液調(diào)整至pH值為8.5至9.0之間并進(jìn)行過(guò)濾，獲得320克的氫氧化銦與氫氧化鋁。接著，加入鈉鹽(助熔劑)，在300。C的環(huán)境下進(jìn)行熱處理0.5小時(shí)至1小時(shí)，以將氫氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鈉。而后，將熱處理后的固體物取出并以自來(lái)水進(jìn)行水洗，以去除可溶性鋁酸鈉。然后，進(jìn)行過(guò)濾以及烘干步驟，獲得120克的濾餅。過(guò)濾后的濾'液成分^口表二所示。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表二可得知，在去除鋁成分的過(guò)程中并不會(huì)導(dǎo)致銦含量減少。之后，用酸性溶液溶解濾餅。此時(shí)的溶液中，鋁成分已被去除70%以上(鋁去除率為72.45%)，使得銦含量大于鋁含量。銦含量與鋁含量的變化如表三所示。表三項(xiàng)目硝酸清洗液(ppm)氫氧化物(熱處理前)(%)濾餅(水洗過(guò)濾后)(%)In1190114.7238.75Al1472918.4013.52鋁去除率=(320gx0.184—120gx0.1352)/320gx0.184xl00%=72.45%接下來(lái)，將鋅金屬置入上述的酸性溶液中進(jìn)行置換步驟，以獲得海綿銦。置換后的廢液成分如表四所示。表四InAlZn置換后廢液(ppm)115.4511552.57>10000然后，將海綿銦進(jìn)行熔鑄步驟，制成46.20g銦粒，此時(shí)銦的回收率大于97%，且銦粒的純度已達(dá)99.9%以上。之后，配制電析液以及陽(yáng)極板，以進(jìn)行銦的精煉。電析步驟利用直流電源供應(yīng)器提供電析所需的電能，以及利用pH控制器自動(dòng)調(diào)整電析液的酸堿值。電析步驟的條件如下電析液為氯化銦溶液體系，其pH值維持在0.5-2.0左右；電流密度介于1.0A/dn^至3.0A/dn^之間；氯化鈉濃度介于8g/dL至10g/dL之間；溫度為25°C。進(jìn)行電析步驟之后，即可獲得純度高達(dá)99.99%以上的固體銦。綜上所述，本發(fā)明在調(diào)整含有銦及鋁的無(wú)機(jī)酸清洗液的酸堿值之后，對(duì)所形成的氫氧化銦與氫氧化鋁加入助熔劑并進(jìn)行熱處理，以將氬氧化鋁轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苡谒匿X酸鈉。因此，在后續(xù)的水洗步驟中可以有效地去除大部分的鋁成分，使得溶液中的銦含量大于鋁含量而有利于進(jìn)行置換步驟來(lái)回收銦，以及大幅提高銦回收率，并且有效地降低成本以及污染性。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)可作任意更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，包括提供含有銦及鋁的第一酸性溶液；調(diào)整該第一酸性溶液的酸堿值，以得到含有氫氧化銦與氫氧化鋁的第一混合物；將該第一混合物與助熔劑混合而得到第二混合物，并對(duì)該第二混合物進(jìn)行熱處理；水洗并過(guò)濾經(jīng)該熱處理的該第二混合物，以得到濾餅；將該濾餅溶于第二酸性溶液；以及進(jìn)行置換步驟，以得到固體銦。2.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該助熔劑包括鈉3.如權(quán)利要求2所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該鈉鹽選自氫氧化鈉、硝酸鈉、氯化鈉及其組合。4.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該助熔劑的用量與氫氧化銦以及氫氧化鋁的總量的比例為0.01至1。5.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該熱處理的溫度為30(TC至600°C。6.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該熱處理的時(shí)間為0.5小時(shí)至1小時(shí)。7.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該第一酸性溶液包括氧化銦錫制程中的無(wú)機(jī)酸清洗液。8.如權(quán)利要求7所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該無(wú)機(jī)酸清洗溶液包括硝酸清洗液、鹽酸清洗液、硫酸清洗液或磷酸清洗液。9.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該第一酸性溶液中的銦含量小于鋁含量。10.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中在調(diào)整該第一酸性溶液的酸堿值之后以及在將該第一混合物與該助熔劑混合之前，還包括進(jìn)行過(guò)濾步驟。11.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該第二酸性溶液包括鹽酸、碌u酸或硝酸。12.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中該置換步驟使用鋅板或鋁板來(lái)進(jìn)行。13.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中在進(jìn)行該置換步驟之后，還包括進(jìn)行熔鑄步驟。14.如權(quán)利要求13所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中在進(jìn)行該熔鑄步驟之后，還包括進(jìn)行電析步驟。15.如權(quán)利要求1所述的從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，其中調(diào)整該第一酸性溶液的酸^/f直利用^f威性溶液或石威性固體來(lái)進(jìn)^f亍。全文摘要一種從含有銦及鋁的溶液中回收銦的方法，該方法先提供含有銦及鋁的第一酸性溶液。然后，調(diào)整第一酸性溶液的酸堿值，以得到含有氫氧化銦與氫氧化鋁的第一混合物。接著，將第一混合物與助熔劑混合而得到第二混合物，并對(duì)第二混合物進(jìn)行熱處理。而后，水洗并過(guò)濾經(jīng)熱處理的第二混合物，得到濾餅。接下來(lái)，將濾餅溶于第二酸性溶液。之后，進(jìn)行置換步驟，得到固體銦。文檔編號(hào)C22B58/00GK101469376SQ20071030546公開(kāi)日2009年7月1日申請(qǐng)日期2007年12月28日優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日發(fā)明者簡(jiǎn)正雄,陳鐿夫申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院