从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废弃液晶屏回收领域，具体涉及从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法。
【背景技术】
[0002]铟是一种稀有金属，在地壳中的含量极低，大约为0.lug/g，从铟的用途看，主要集中在半导体、透明导电涂层(ΙΤ0)、电子器件、有机金属化合物等领域，而这些材料的生产制造均离不开高纯金属铟；电子器件、有机金属化合物中均要求产品杂质含量不超过10ug/g，而铟作为II1- V族化合物半导体材料，在成品元件中大约1019个II1- V族化合物原子中出现一个异质原子，这就要求纯铟材料中的杂质含量要小于0.01ug/go这些材料需要高纯度的铟作为原料，而目前我国生产高纯铟的纯度还远远达不到上述标准，因此高纯度金属铟的研制和开发是一个亟待解决的问题。
[0003]目前高纯铟最新市场售价为520美元/Kg，且至2003年以来，原生铟急剧减少，国内外各回收厂家急须提高高纯铟产量以满足整体的市场须求。因此，对现有高纯铟，尤其是液晶屏内回收铟的充分回收受到各厂家的高度重视。为满足市场需求，有必要对原设计方案末端产物粗铟，进一步实施精炼提纯。
[0004]目前，常用的制备粗铟步骤为:采用硫酸对破碎后的液晶显示面板中的含铟氧化物进行酸浸溶解，对溶解液进行过滤后，使用萃取剂(p204( 二(2-乙基己基)磷酸酯)和磺化煤油)、反萃取剂(盐酸溶液)对含铟溶液进行浓缩富集，得到含铟溶液；再调整含铟溶液的pH值使铟以氢氧化物的形式沉淀；对沉淀物进行酸溶后，再用氢氧化钠进行酸溶液pH调整，在一定温度下使用锌粉进行置换，得到粗铟。所得粗铟的纯度为98%?99%。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是目前生产高纯铟的纯度不高、能耗高、不易于实现产业化。
[0006]发明解决上述技术问题的方案是提供一种从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，包括以下步骤:
[0007]a、从废弃液晶屏中制得粗铟；
[0008]b、将粗铟溶解于强酸中，过滤除去杂质，得到滤液；
[0009]c、向上述滤液中加入去离子水，并用硫酸和固体NaOH调整pH值至1.5?2.5，充分混合得到混合液；
[0010]d、向上述混合液中加入NaCl及明胶，充分混合搅拌以制备得到含铟电解液；
[0011]e、将上述含铟电解液在20?30°C条件下进行电解，电解后析出的固体经清洗干燥，制备得到高纯铟。
[0012]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤a所述粗铟纯度为98%?99%。
[0013]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤b所述的强酸是质量分数为98%的硫酸。所述硫酸的用量为与铟完全反应所需硫酸的理论量的1.05?1.1倍。所述的理论量是按照反应方程式:2In+3H2S04— In 2(S04)3+H2计算的。
[0014]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤b所述溶解的时间为2?4小时。所述溶解的温度为50?60°C。
[0015]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤c所述去离子水的用量为:加入去离子水至混合液的体积达到所要制备电解液总体积的95%?98%。步骤c所述的pH调整后，补充去离子水至混合液体积达到所要制备电解液的总体积。
[0016]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤c所述混合的时间为30min ?60mino
[0017]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤d所述NaCl的加入量为使含铟电解液中NaCl的浓度为70?90g/L。所述明胶的加入量为使含铟电解液中明胶的浓度为 0.30 ?0.80g/Lo
[0018]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤d所述含铟电解液的pH值为1.5?2.5。所述含铟电解液的In3+的浓度为10?90g/L。
[0019]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤e所述电解时的电流密度为35?65A/m2。所述电解时的电压为0.15?0.30V。所述电解的时间为10?15小时。
[0020]本发明的有益效果是:本发明利用电解原理，可将从废气液晶显示屏中含有的粗铟提纯精炼为精铟，通过控制电解液的pH值、电流密度、电压等条件可有效分离去除粗铟中的Zn、Al、Fe、Sn、Cr等杂质元素，使得液晶屏中回收铟的纯度达到99.99%以上。
【具体实施方式】
[0021]从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，包括以下步骤:
[0022]a、从废弃液晶屏中制得粗铟；
[0023]b、将粗铟溶解于强酸中，过滤除去杂质，得到滤液；
[0024]c、向上述滤液中加入去离子水，并用硫酸和固体NaOH调整pH值至1.5?2.5，充分混合得到混合液；
[0025]d、向上述混合液中加入NaCl及明胶，充分混合搅拌以制备得到含铟电解液；
[0026]e、将上述含铟电解液在20?30°C条件下进行电解，电解后析出的固体经清洗干燥，制备得到高纯铟。
[0027]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤a所述粗铟纯度为98%?99%。
[0028]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤b所述的强酸是质量分数为98%的硫酸。所述硫酸的用量为与铟完全反应所需硫酸的理论量的1.05?1.1倍。所述的理论量是按照反应方程式:2In+3H2S04— In 2(S04)3+H2计算的。
[0029]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤b所述溶解的时间为2?4小时。所述溶解的温度为50?60°C。为保证粗铟的溶解速率及溶解率，酸溶解阶段须持续进行加热。
[0030]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤c所述去离子水的用量为:加入去离子水至混合液的体积达到所要制备电解液总体积的95%?98%。步骤c所述的pH调整后，补充去离子水至混合液体积达到所要制备电解液的总体积。
[0031]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤c所述混合的时间为30min ?60mino
[0032]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤d所述NaCl的加入量为使含铟电解液中NaCl的浓度为70?90g/L。所述明胶的加入量为使含铟电解液中明胶的浓度为0.30?0.80g/Lo为提高电解液导电性，降低电解时的电压，减少阳极钝化，提升电解效率，上述步骤d中，需要控制NaCl的浓度为70?90g/L，明胶的浓度为0.30?0.80g/L。
[0033]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤d所述含铟电解液的pH值为1.5?2.5。为了防止电解过程中出现铟相降低阴极导电性，造成阴极产物分布不均及纯度降低，含铟电解液的In3+浓度为10?90g/L。
[0034]上述从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法中，步骤e所述电解时的电流密度为35?65A/m2。所述电解时的电压为0.15?0.30V。所述电解的时间为10?15小时。由于液晶屏中粗铟杂质含量区别于传统矿铟，为了有效防止其他金属析出，须严格控制电流密度设置范围为35?65A/m2，电解电压为0.15?0.30V,电解过程在常温下进行，电解时长为10?15小时。
[0035]实施例1
[0036]在室温下，按照In3+浓度为12.74g/L配置目标电解液150mL。配制过程为:将称量好的粗铟加入核算后的98%硫酸中，加热至50°C，待完全溶解后，对漂浮残渣进行过滤。在滤液中加入适量的DI (去离子水)，并调整溶液pH值为1.5。后根据溶液量逐次加入NaCl和明胶，使NaCl的浓度为33.33g/L，明胶的浓度为0.4g/L，充分混合均匀，得到含铟电解液。接着制备好的电解液移载入电解槽中，设定电流密度为35A/m2，槽电压0.2V，电解12小时，电解后析出的固体经清洗干燥，得到高纯铟，测得其纯度为99.7%。
[0037]实施例2
[0038]在室温下，按照In3+浓度为40.82g/L配置目标电解液150mL。配制过程为:将称量好的粗铟加入核算后的98%硫酸中，加热至60°C，待完全溶解后，对漂浮残渣进行过滤。在滤液中加入适量的DI，并调整溶液pH值为2.0。后根据溶液量逐次加入NaCl和明胶，使NaCl的浓度为42g/L，明胶的浓度为0.5g/L，充分混合均匀，，得到含铟电解液。接着制备好的电解液移载入电解槽中，设定电流密度为40A/m2，槽电压0.15V，电解15小时，电解后样品经清洗干燥测得铟纯度为99.9%。
[0039]采用本发明提供的方法，可将从废气液晶显示屏中含有的粗铟，提纯精炼为纯度达到99.99%以上高纯铟。
【主权项】
1.从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，包括以下步骤: a、从废弃液晶屏中制得粗铟； b、将粗铟溶解于强酸中，过滤除去杂质，得到滤液； c、向上述滤液中加入去离子水，并用硫酸和固体NaOH调整pH值至1.5?2.5，充分混合得到混合液； d、向上述混合液中加入NaCl及明胶，充分混合搅拌以制备得到含铟电解液； e、将上述含铟电解液在20?30°C条件下进行电解，电解后析出的固体经清洗干燥，制备得到高纯铟。2.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤b所述的强酸是质量分数为98%的硫酸；所述硫酸的用量为与铟完全反应所需硫酸的理论量的1.05?1.1倍。3.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤b所述溶解的时间为2?4小时；所述溶解的温度为50?60°C。4.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤c所述去离子水的用量为:加入去离子水至混合液的体积达到所要制备电解液总体积的95%?98%。5.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤c所述的pH调整后，补充去离子水至混合液体积达到所要制备电解液的总体积。6.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤c所述混合的时间为30min?60min。7.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤d所述NaCl的加入量为使含铟电解液中NaCl的浓度为70?90g/L。8.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:所述明胶的加入量为使含铟电解液中明胶的浓度为0.30?0.80g/Lo9.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤d所述含铟电解液的pH值为1.5?2.5。10.根据权利要求1所述的从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，其特征在于:步骤e所述电解时的电流密度为35?65A/m2;所述电解时的电压为0.15?0.30V ;所述电解的时间为10?15小时。
【专利摘要】本发明属于废弃液晶屏回收领域，具体涉及从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法。本发明要解决的技术问题是目前生产高纯铟的纯度不高、能耗高、不易于实现产业化。发明解决上述技术问题的方案是提供一种从废液晶显示器中电解回收高纯铟的方法，包括以下步骤：a、先将制成粗铟；b、将粗铟溶解于强酸中，过滤除去杂质，得到滤液；c、向上述滤液中加入去离子水，并用硫酸和固体NaOH调整pH值，充分混合得到混合液；d、向上述混合液中加入NaCl及明胶，充分混合搅拌以制备得到含铟电解液；e、将上述含铟电解液电解，电解后析出的固体经清洗干燥，制备得到高纯铟。本发明从液晶屏中回收铟的纯度达到99.99％以上，为制备高纯铟提供了新的方法。
【IPC分类】C25C1/22, C22B58/00, C22B7/00
【公开号】CN105400957
【申请号】CN201510875646
【发明人】潘晓勇, 彭玲, 陈正, 李 杰, 段冰, 徐军
【申请人】四川长虹电器股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月3日