从废液晶显示屏中回收铟的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于资源再生技术领域，特别涉及对废液晶显示屏中的金属铟的回收技术。
【背景技术】
[0002]液晶显示器(IXD )从20世纪90年代开始迅速发展，并逐步走向成熟，由于其具有清晰度高、图像色彩好、环保、省电、轻薄及便于携带等优点，已被广泛应用于家用电器、电脑和通信产品中。近年来，我国液晶产品的产量大幅度增长。2004年我国的液晶电视年产量不足100万台；2004?2007年间，我国每年电脑液晶显示器的产量都在6000万台以上；国产平板液晶面板产能，自2008年从原来不到全球1%的份额，发展到2012年全球21%份额。随着一些大尺寸液晶面板生产线的投产，中国内地面板产能将在2015年超过我国台湾，跃居世界第二。液晶产品的大量使用使其成为当前以及将来电子废弃物的主要来源之一。
[0003]目前的液晶显示屏大多是利用环氧树脂将两片刻有铟电极的玻璃基板密封，注入液晶，然后在两块玻璃基板外侧压贴偏光片，从而构成一个完整的液晶显示器件。因此回收和处理废液晶屏的关键在于如何将偏光片、玻璃基板以及用于刻制铟电极的ITO膜三者有效地分离。
[0004]对于废液晶显示屏的回收已经有了相关的报道，例如台湾的秦文隆将废弃液晶显示器面板破开后，置入密闭炉中进行处理，分离镀膜氧化物和玻璃片；日本的村谷利明将含有氧化铟锡的废LCD粉碎，利用酸将氧化铟锡溶解，添加置换金属，使铟析出；台湾的学者Kae-Long L in利用液晶显示器的玻璃废物代替陶土，制取生态砖。
[0005]但采用台湾的秦文隆的分离方法铟的回收率低于60%，铟精矿的富集比低，由于采用火法挥发、能耗过大，生产工艺不经济，无法实现工业化。
[0006]日本的村谷利明的分离方法是直接将废液晶屏作为铟生产原料，缺少前段的富集过程，而废液晶屏中铟的含量仅为300?600ug/g，所以直接酸溶的结果就是铟收率低、浸出液铟浓度低、生产成本过高，无法实现工业化。
[0007]台湾的学者Kae-Long L in提出的方法利用显示器的玻璃废物代替陶土，制取生态砖是可行的，但是对于铟的回收没有设计切实可行的方案，未能将废液晶屏实现全面的综合回收。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是提出一种绿色分离工艺同时综合回收废液晶显示屏中铟的方法。
[0009]本发明包括以下步骤:
1)将废液晶显示屏以水进行清洗、烘干，取得洁净的废液晶显示屏；
2)在洁净的废液晶显示屏的两个外侧面分别设置吸盘，通过外拉吸盘，使废液晶显示屏分离，取得裸露液晶面的玻璃片材；
3)对裸露液晶面的玻璃片材的液晶面进行磨刮直至裸露出玻璃层后，以高压水冲洗磨刮后的玻璃片材，取得由液晶、铟精矿及水组成的混合物；
4)将由液晶、铟精矿及水组成的混合物去除部分水分后进行焙烧，取得铟精矿；再将铟精矿经过浸出、萃取、铝排置换取得粗铟。
[0010]本发明通过步骤I)可将废液晶显示屏表面粘贴的尘土等去除，取得洁净的废液晶显示屏，以使后续处理时无需考虑带入的其它杂质。
[0011]本发明通过步骤2)的物理方法将复合的两片玻璃分体，使其中的液晶面裸露出来，以便后续加工。
[0012]本发明通过步骤3)依次从分体的片材上将液晶、ITO膜、少量的玻璃磨刮分离出玻璃基体，再经过高压水冲洗磨刮后的玻璃片材，可使液晶、ITO膜和少量的玻璃与水体混合，以便后续加工，而经高压水冲洗磨刮后的玻璃片材则留下了洁净的外侧面具有偏光片的玻璃片材。
[0013]本发明通过步骤4)从由液晶、铟精矿及水组成的混合物中提取出符合《YS/T257-2009))的4N以上高纯铟，特别是采用焙烧的方式，由于液晶因其主要成分是有机物，在高温下大部分组份分解为无害气体，可通过淋洗后直接排放，因此本发明采用焙烧的方式，可有效、无害化地分解混合物中的液晶。另外，将铟精矿经过浸出后得到的浸出渣主成分为硅，可作为制砖原料。
[0014]综上，本发明工艺采用绿色物理分离和湿法冶金相结合的方法，生产效率高，废液晶屏的各主要部件都能变废为宝，资源再生利用率高，铟回收率大于90%，整个过程绿色环保，避免因使用硝酸和丙酮一类挥发性强的酸或有机溶剂所带来的负面影响。
[0015]进一步地，本发明所述步骤I)中，将所述清洗液以1.5?3 kg/cm2的喷淋压力冲洗废液晶显示屏，冲洗后吸除废液晶显示屏上的水分，再置于70?80°C的环境中烘干。此压力可冲洗掉废液晶屏表面90%以上灰尘，低于此压力不能保证冲洗效果；高于此压力造成能源浪费。在70?80°C环境中烘干既确保了烘干效果，又保证了废液晶屏不会变形。低于此温度，可能残留水过多，影响下道工序；高于此温度，一是能耗增加，二是容易导致废液晶屏变形，后道剥板和磨板工序无法顺利进行。
[0016]所述步骤3)中，在磨刮前加入水。磨刷前加水浸渍可湿润废液晶屏表面，这样在磨刷时一是可以减少粉尘的产生量，二是可以确保磨刷时废液晶屏受磨后温度升高有限，不会在处理过程中变形。
[0017]所述步骤3)中，采用不织布磨辊对废液晶屏玻璃的表面进行磨刷。不织布磨辊是以优质的尼龙纤维，粘结刚玉、碳化硅等磨料，通过非织造工艺，形成的拥有立体网状结构的新型研磨产品。以开放和弹性结构的三维不织布尼纶66纤维为基布、磨料均应粘附于其上，因此具有不不烧伤工件表面、不改变工件尺寸、耐用、高效、自锐(防堵)、光洁度高等特点。不织布能在水、油或其它腐蚀剂的环境下使用，不用担心像钢丝球生锈和普通砂纸掉砂等问题。综合考虑废液晶屏需要磨刷下的液晶面和ITO膜的硬度，以及考虑尽可能的少的磨刷下玻璃基板，同时考虑对偏光片无磨刷作用，通过理论推导和实验验证，选择不织布磨棍为最佳选择。
[0018]所述步骤3)中，冲洗磨刮后的玻璃片材的高压水的喷淋压力为10?15kg/cm2。由于磨刷下的物料中含有液晶，所以有一定的粘性，会附在磨后的玻璃基板表面，必须通过高压冲洗才能将其从玻璃基板上分离，经试验验证低于10 kg/cm2的压力，磨刷下的物料很难冲洗下来，超过15kg/cm2的压力，又会造成能源浪费；所以选择冲洗压力10?15kg/cm2既保证了冲洗效果达到要求，又同时考虑了节能的需要。
[0019]为了将铟精矿中铟浓缩至含量大于10%，所述步骤4)中，焙烧的温度为400?500°C。如焙烧温度低于400°C液晶分解不完全，而高于500°C则造成能源浪费；如果温度继续升高超过700?800°C甚至会造成物料烧结，从而降低后道工序中铟的浸出率。
[0020]所述步骤4)中，用于焙烧的混合物中含水质量彡60%。如含水率高于60%，将会大大增加焙烧工序的能耗，同时增加焙烧工序的时间；或者在规定的时间内，焙烧不完全，液晶分解不完全。
[0021]所述步骤4)中，所述浸出是:将铟精矿浸渍于温度为85?95°C的稀硫酸溶液中，浸渍后经冷却分别取各固相和PH为I?2的液相。如温度过低，浸出率下降；如温度过高，一是浸出率增加不明显，二是能耗增加，三是酸气挥发增加，环保压力变大。反应过程中如pH高于2时，少量补加稀硫酸。
[0022]所述步骤4)中，加入的稀硫酸浓度< 20%，间断式加入，反应初期按反应理论消耗量加入，如果使用过高浓度硫酸，再加入过程中会剧烈放热，溶液造成溶液飞溅，产生安全隐患。
[0023]所述步骤4 )中，需要控制冷却后的液相的pH为I?2，pH为I?2，既