金属化合物的浓缩方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属化合物的浓缩方法，特别涉及从镓、铟、锗、碲或铯的金属化合物 的混合物中提高各化合物的浓度的金属化合物的浓缩方法。
【背景技术】
[0002] 镓是一种应用于铜铟镓硒（CIGS)型薄膜太阳能电池板或发光二极管（LED)等中 的重要元素。
[0003] 镓虽然广泛分布于地壳之中，但并不存在富含镓的矿石，其工业制造方法一般为 下述的拜耳法。
[0004] 作为从拜耳液中获得镓的方法，人们已知例如通过向拜耳液中吹入二氧化碳，使 镓与铝一同沉淀，获得镓的浓缩物，将其溶解于氢氧化钠进行电解，获得金属镓的方法，或 是采用汞电极对拜耳液直接进行电解，获得汞合金的方法。
[0005] 例如在非专利文献1中，公开了从拜耳液中直接电析镓的方法。
[0006] 另外，例如，在从矿山挖掘的矿石中的矾土、闪锌矿或锡石等中制造铝、锌或锡等 金属或化合物的过程中，大多会产生含镓的副产物，因此，人们正在研宄以上述副产物为资 源来提取镓。
[0007] 例如，在专利文献1中，公开了一种四氯化锡中含有的镓的分离浓缩法。
[0008] 由于专利文献1所述的方法为湿式法，在对大量的矿石进行处理的情况，存在产 生大量废液的不利点。
[0009] 此外，例如，在专利文献2中，公开了一种以干式的方式从含镓的氧化物中回收金 属镓的方法。
[0010] 专利文献3中，提出了一种从含镓的废弃物中回收镓的技术。
[0011] 专利文献2及3中所述的方法为干式法，虽然不存在如专利文献1所述方法那样 产生大量废液的缺点，但专利文献2所述的方法，是从已经含有相当高的镓浓度的混合物 或化合物中，进一步获得纯度高的镓的方法，其与从含有微量镓的矿石中将镓浓度浓缩至 一定浓度的本发明的技术完全不同。在专利文献3所述的方法中，作为引起氯化的物质而 添加氯气，由于需要从废气中除去有毒的氯气，因此有装置上的问题。
[0012] 此外，专利文献4及5中，公开了一种由金属镓生成高浓度镓氧化物的方法。
[0013] 人们预料到镓的供给量在今后会越来越不足，正在寻求开发一种从由矿山中挖掘 的矿石或使用过的电子部件等含微量镓的混合物中分离或浓缩镓的技术。
[0014] 铟也是同样的状况，正在寻求开发一种从含微量铟的混合物中分离或浓缩铟的技 术。
[0015] 专利文献6公开了一种放射性废弃物的处理方法及装置，其加热挥发性的含有放 射性物质的废弃物，使放射性物质气化并分离。
[0016] 专利文献7公开了一种使用过的燃料的处理方法，其从以铀氮化物作为主成分的 使用过的燃料中，以氮化物的形态回收铀。
[0017] 专利文献8公开了一种真空溶解碲原料而制造高纯度碲的方法。
[0018] 专利文献9公开了一种从废料合金中回收重要资源的方法，其将废料合金中所含 元素中的至少一种金属元素作为金属氧化物升华并对其进行捕集，使其与残余的金属元素 分呙。
[0019] 专利文献10公开了一种锗回收方法及装置，其使含锗固形物与氯化氢接触，生成 四氯化锗，并进行回收。
[0020] 现有技术文献
[0021] 专利文献
[0022] 专利文献1:特开昭53-103998号公报
[0023] 专利文献2:特开2002-348622号公报
[0024] 专利文献3:特开昭64-75633号公报
[0025] 专利文献4:特开昭51-126997号公报
[0026] 专利文献5:特开昭50-119795号公报
[0027] 专利文献6:特开平10-206594号公报
[0028] 专利文献7:特开平11-248880号公报
[0029] 专利文献8:特开平10-324933号公报
[0030] 专利文献9:特开昭61-6101号公报
[0031] 专利文献10:特开2001-58823号公报
[0032] 非专利文献
[0033] 非专利文献1:从拜耳液直接电析镓的尝试，水野博文等，北海道大学工学部研宄 报告第152号（1990年），第31?46页
【发明内容】
[0034] 本发明要解决的技术问题
[0035] 要解决的技术问题在于，难以抑制废液的产生量，并难以从由矿山挖掘的矿石或 使用过的电子部件等含微量镓的混合物中将镓浓缩至一定的浓度。
[0036] 上述的问题并不限于镓，从含微量铟、锗、碲、铯的各元素的混合物中将各元素浓 缩至一定的浓度是困难的。
[0037] 解决技术问题的技术手段
[0038] 本发明的金属化合物的浓缩方法，包括：还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、 锗、碲及铯的金属的第一固体金属化合物的混合物中的所述第一固体金属化合物，形成气 体金属化合物的工序；以及氧化所述气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比所述 第一金属含有率高的第二金属含有率捕集该第二固体金属化合物的工序。
[0039] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，还原以第一金属含有率含有选自镓、 铟、锗、碲及铯的金属的第一固体金属化合物的混合物中的第一固体金属化合物，形成气体 金属化合物，氧化气体金属化合物形成第二固体金属化合物，以比第一金属含有率高的第 二金属含有率捕集该第二固体金属化合物。
[0040] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在蒸发部中进行还原所述第一 固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序，更进一步，具有将所述气体金属化合物 从所述蒸发部移送到捕集部的工序，在捕集部中进行氧化所述气体金属化合物形成所述第 二固体金属化合物的工序。
[0041] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合 物形成所述气体金属化合物的工序中，在所述第一固体金属化合物与固体还原剂的混合物 中、还原性气体气氛中、或还原性气体气氛中的所述第一固体金属化合物与固体还原剂的 混合物中，还原所述第一固体金属化合物形成所述气体金属化合物。
[0042] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合 物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合物。
[0043] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，所述金属适宜为镓，在还原所述第一 固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合 物至900°C以上。
[0044] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合 物形成所述气体金属化合物的工序中，还原所述第一固体金属化合物，形成气体Ga2O，在氧 化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序中，氧化所述气体Ga2O，形成 固体Ga2O 30
[0045] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，所述金属适宜为铟，在还原所述第一 固体金属化合物形成所述气体金属化合物的工序中，加热所述第一固体金属化合物的混合 物至600°C以上。
[0046] 所述本发明的金属化合物的浓缩方法，其中，适宜在还原所述第一固体金属化合 物形成所述气体金属化合物的工序中，还原所述第一固体金属化合物，形成气体In 2O，在氧 化所述气体金属化合物形成所述第二固体金属化合物的工序中，氧化所述气体In2O，形成 固体In 2O30
[0047] 本发明的金属化合物的浓缩装置，包括：反应管、蒸发部、捕集部，加热器；所述蒸 发部设置于所述反应管内，存储以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯的金属的第 一固体金属化合物的混合物，通过加热还原所述第一固体金属化合物，生成气体金属化合 物；所述捕集部设置于所述反应管内，其移送所述气体金属化合物，氧化所述气体金属化合 物形成第二固体金属化合物，在捕集基板上捕集该第二固体金属化合物；所述加热器设置 于反应管的外周部，加热所述反应管的内部，从而形成在所述蒸发部中还原所述第一固体 金属化合物形成气体金属化合物、在所述捕集部中氧化所述气体金属化合物并以比所述第 一金属含有率高的第二金属含有率捕集所述第二固体金属化合物的温度曲线。
[0048] 发明效果
[0049] 通过本发明，可以容易地抑制废液的产生量，并能够由从矿山挖掘的矿石或使用 过的电子部件等含微量镓的混合物中将镓浓缩至一定的浓度。
[0050] 另外，可以容易地抑制废液的产生量，并能够由从矿山挖掘的矿石或使用过的电 子部件等含微量铟的混合物中将铟浓缩至一定的浓度。
【附图说明】
[0051] [图1]图1为本发明的第一实施方式的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[0052] [图2]图2为本发明的第二实施方式的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[0053] [图3]图3为本发明的第三实施方式的金属化合物的浓缩装置的模式结构图；
[0054] [图4]图4为本发明的第三实施方式的变形例的金属化合物的浓缩装置的模式结 构图；
[0055] [图5]图5为本发明的第三实施方式的变形例的金属化合物的浓缩装置的模式结 构图；
[0056] [图6]图6(a)及图6(b)为表不本发明的第一实施例的相对反应管位置的温度曲 线的图表；