此，在上下收集器中，设计无泄漏完全密闭的精巧装置是 必须的，其成为在实用上的很大障碍。
[0108] 另一方面，在本实施方式中，在利用低氧气气氛下的氧化镓（主要是Ga2O)的高蒸 气压这一点上，有很大不同。因此，首先，在蒸发部周围，不需要维持使金属镓稳定的低氧气 分压。此外，镓捕集部中为氧化气氛。因此，不存在所述的实用上的障碍。
[0109] 此外，引用文献2的方法为利用将含镓的氧化物还原为金属镓，尝试镓的回收，因 此需要含有镓的氧化部中"实质上不含有氧化物的生成自由能高的元素"。
[0110] 另一方面，在本实施方式中，在利用低氧气气氛下的氧化镓（主要为Ga2O)的高蒸 气压这一点上，有很大不同。因此，即使含有像Fe这样的"氧化物的生成自由能高的元素"， 也可以进行回收。此外，如后述的实施例所示，在含有8. 87重量％的Fe2O3的矿石I中，成 功进行了镓化合物的浓缩。
[0111] 在专利文献3的方法中，氯作为引发氯化的物质而被添加。在使用氯的工序中，需 要从废气中除去有毒的氯气。此外，装置的部件因氯而被剧烈腐蚀会形成装置设计上的问 题，因此在实施例中使用了耐腐蚀性优异的石英制容器。
[0112] 并且，在专利文献3的方法中，由于在氯化容器内残留有高沸点氯化物，因此需要 将其过滤的工序。
[0113] 另一方面，在本实施方式中，在利用低氧气气氛下的氧化镓（主要为Ga2O)的高蒸 气压，作为氧化物Ga2O3而回收这一点上，有很大不同。因此，不存在所述的实用上的障碍。
[0114] 此外，专利文献4及5的由金属镓生成高浓度镓氧化物的方法，由于需要原料为金 属镓，因此不能适用于如本实施方式所述的镓化合物的浓缩中。
[0115] 在本实施方式中，可适用于例如50ppm(0. 005重量％ )左右的微量镓化合物的浓 缩。
[0116] 如上所述，根据本实施方式，能够抑制废液的产生量，能够抑制所述现有技术的缺 陷，容易由从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件等含有微量镓的混合物将镓浓缩至一 定的浓度。
[0117] 例如，对于通过本实施方式将镓化合物浓缩至某种程度的浓度而得到的生成物， 可以用专利文献1?3的方法进一步进行浓缩。
[0118] 图1所示的镓化合物的浓缩装置中的捕集基板23a若由氧化物离子导电性材料或 具有氧气存储容量的材料构成，则由于促进了所述化学式（2)的反应，故而优选。
[0119] 在具有氧化物离子导电性的材料的情况下，通过氧化物离子在捕集基板23a内移 动，可将氧气供给于捕集基板23a的捕集面。此外，在具有氧气存储容量的材料的情况下， 可将捕集基板23a内所存储的氧气供给给捕集面。
[0120] 作为上述氧化物离子导电性材料或具有氧气存储容量的材料，例如，可列举出稳 定化氧化锆、氧化钆掺杂氧化铈、氧化锆-氧化铈固溶体等。
[0121] 在上述的本实施方式中，对通过所述的化学式（1)及（2)所示的反应对镓化合物 进行浓缩的方法及装置进行说明，但并不限于镓化合物。其可适用于可发生通过还原以第 一金属含有率含有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、并氧化得到的气体金属化合物形成第二固体金属化合物的化学反应的金属 元素的化合物，具体而言，可适用于镓以外的铟、锗、碲、及铯的各化合物。
[0122] S卩，本实施方式所涉及的金属化合物的浓缩方法，是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，氧化所得到的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。
[0123] 在铟化合物的浓缩方法及装置中，例如，如下述化学式（3)所示，作为第一固体铟 化合物的In 2O3与作为还原剂的活性炭（C)反应，生成作为气体铟化合物的In2O和一氧化 碳（CO)，更进一步，如下述化学式（4)所示，作为气体铟化合物的In 2O与氧气（O2)等氧化 性气体反应，生成作为第二固体铟化合物的Ιη20 3。
[0124] [化学式2]
[0125] In2O3 (s)+2C (active carbon) - In2O (g)+2C0 (g) . . . (3)
[0126] In2O (g)+O2 (g) - In2O3(S)…（4)
[0127] 还原第一固体铟化合物形成气体镓化合物的工序（蒸发部30)，根据热力学的计 算，在上述的化学式（3)的反应中，生成In 2O的温度为700°C以上。
[0128] 在锗化合物的浓缩方法及装置中，例如，如下述化学式（5)所示，作为第一固体锗 化合物的6^ 2与作为还原剂的活性炭（C)反应，生成作为气体锗化合物的GeO和一氧化碳 (CO)，更进一步，如下述化学式（6)所示，作为气体锗化合物的GeO与氧气（O 2)等氧化性气 体反应，生成作为第二固体锗化合物的Ge02。
[0129] [化学式3]
[0130] GeO2 (s)+C (active carbon) - GeO (g)+CO (g) ... (5)
【主权项】
1. 一种金属化合物的浓缩方法，该方法包括： 还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯中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。
2. 如权利要求1所述的金属化合物的浓缩方法，其中，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。
3. 如权利要求1或2所述的金属化合物的浓缩方法，其中，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。
4. 如权利要求1?3中任意一项所述的金属化合物的浓缩方法，其中，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。
5. 如权利要求4所述的金属化合物的浓缩方法，其中， 所述金属为镓， 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。
6. 如权利要求5所述的金属化合物的浓缩方法，其中， 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Ga20， 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Ga20,形成固体Ga203。
7. 如权利要求4所述的金属化合物的浓缩方法，其中， 所述金属为铟， 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。
8. 如权利要求7所述的金属化合物的浓缩方法，其中， 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ln20， 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ln20,形成固体ln203。
9. 一种金属化合物的浓缩装置，该装置包括： 反应管； 蒸发部，该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 及铯中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； 捕集部，该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； 加热器，该加热器设置于反应管的外周部，其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。
【专利摘要】对来自从矿山中挖掘的矿石或使用过的电子部件中的镓等金属进行浓缩并抑制废液的产生量是困难的。还原以第一金属含有率含有选自镓、铟、锗、碲及铯中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，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对该第二固体金属化合物进行捕集。
【IPC分类】C22B5-10, C01G15-00, C22B7-00, C22B58-00, C22B5-12
【公开号】CN104603307
【申请号】CN201380045023
【发明人】明石孝也
【申请人】学校法人法政大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年9月2日
【公告号】US20150225812, WO2014034925A2, WO2014034925A3