控碳热解-真空自还原分离废弃液晶面板中的液晶和富集回收铟的方法与流程

本发明涉及废弃液晶面板中液晶的高效再利用和铟的最优化回收方法，是一种环保，高效的综合回收废弃液晶面板的方法。属于环境保护技术领域中的工业废物处理、资源化领域。

背景技术：

铟在地壳中含量非常低，其丰度为4.0×10^-8。全球范围内，铟资源却十分稀缺，铟金属在自然界中没有单独的矿藏，绝大部分的铟伴生于其他元素的矿物中，如硫化锌矿，其次是方铅矿、硫化铜矿、氧化铅矿和铁矿。铟在选矿过程中首先会富集于精矿中，其在各类精矿中品位仍相对较低，通常达不到直接提取的条件。在有色金属冶金过程中，铟会富集在某些中间产品和副产品中，如炉渣、浸出渣、溶液、烟尘和阳极泥中，这些是提取铟的主要原料。目前，铟主要用液晶显示，电子以及光学器件中。很多国家也把铟作为一种战略储备金属，全球铟储量只有50000吨，只有金储量的1/26。全球70％的铟被用于生产液晶面板中ito膜，若能对其进行合理的回收利用，其经济效益十分可观。因此，处理好废弃液晶面板中液晶和回收其中的铟，既可以获得可观的经济价值，又可以达到资源回收的目的。

液晶面板是液晶显示器的核心组成，其主要由玻璃基板、偏光膜和液晶材料组成。由于三者紧密结合，很难用普通的方法将其分离。现在，液晶面板可以通过机械剥离过程得到富铟、液晶的玻璃粉。其机械剥离过程主要是先将液晶面板沿中间剥开，利用专用设备从分离后的液晶面板内侧刮除得到由液晶、氧化铟锡、玻璃基板构成的混合物。这部分机械剥离产物中主要含有65％的液晶，8％的氧化铟和1％的氧化锡，以及27％的玻璃粉。这部分机械剥离产物是有价值的，因为含有高附加值的铟和锡金属。但是，矛盾的是，这个产物含有大量的富集液晶，而这部分液晶会对铟的回收起到阻碍作用。如果不处理好，不仅会造成环境污染，而且会导致稀散金属资源的浪费。

所以，对废弃液晶面板中液晶的处理至关重要。控碳热解技术是一种清洁、高效的有机物处理方法，适合于液晶的处理，并再利用液晶的有机物，形成碳纤维，自还原回收废弃液晶面板中的铟。本发明针对废弃液晶面板in2o3-有机物复杂废物体系，提出了机械剥离过程来富集其中的铟和液晶，并通过添加分子筛的控碳热解来自还原回收铟。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明的目的是提供了一种控碳热解-真空自还原分离废弃液晶面板中的液晶和富集回收铟的方法。通过机械剥离过程，分离废弃液晶面板的偏光膜、玻璃基板、以及液晶和铟，得到富集液晶和铟的剥离产品。通过添加分子筛的热解过程，实现剥离产品中液晶的分解，产生热解气和油，它们被吸附在分子筛上，形成碳纤维。利用覆碳分子筛和剥离产品的真空碳还原反应，冷凝后，形成金属铟，收集冷凝产品。最后，经过在置换反应釜中经铝板的置换反应，得到粗海绵铟产品；再经过电解槽中的电解精炼，得到99.999％的精铟产品。整个过程环保，高效，无二次废物，实现两种废物的高效、高附加值再利用。

本发明的技术解决方案如下：

一种控碳热解-真空自还原分离废弃液晶面板中的液晶和富集回收铟的方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：

①将废弃液晶面板经机械剥离过程，得到富集液晶和铟的剥离产品；

②将分子筛破碎后，得到分子筛粉末，将分子筛粉末置于真空热解-反应炉内的筛网吸附器上；

③将所述的富集液晶和铟的剥离产品置于真空热解-反应炉中进行热解反应，当热解反应充分后，打开筛网吸附器，将筛网吸附器上所承载的覆碳纤维分子筛倒入进入真空热解-反应炉的坩埚内，并通过搅拌装置进行混合均匀；

④开启真空泵，循环冷却水，将炉内温度升至800-1100℃，保温时间1-3h，系统压力为10-5000pa，反应完全后，在冷凝器中得到富金属铟、锡的粗铟产品；

⑤将所述的粗铟产品从冷凝器中取出，在置换反应釜中经铝板置换反应，得到粗海绵铟产品；

⑥经过电解槽中的电解精炼，得到99.999％的精铟产品。

所述步骤①废弃液晶面板机械剥离过程，包括：自动进料、水洗风干、液晶面板的微热变形、玻璃基板的高压吸力分离、刮磨刷机械刮磨和袋式过滤。

所述步骤②所述的分子筛粉末的粒径范围为0.05-0.5mm。

所述步骤③所述的热解反应指在反应温度为300-700℃下热解焙烧，保温时间0.5-2h。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1)具有高效、环保、资源化程度高的特点，适合大规模工业化应用。

2)采用该方法，液晶分离率超过98％，铟富集率超过200倍，而传统湿法分离液晶和回收铟相比，具有显著优势。本发明克服了传统湿法回收铟过程中工艺复杂，回收率低以及废酸，废水产量大的问题。

3)该法综合利用了废弃液晶面板中的液晶，将它最大化的吸附在分子筛上，形成覆碳分子筛，而这部分碳纤维，又可以被再利用来回收铟，实现了资源的高效利用。整个工艺流程简单，易于操作和实现。

附图说明

图1为本发明控碳热解-真空自还原分离废弃液晶面板中的液晶和富集回收铟的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图1，图1为控碳热解-真空自还原分离废弃液晶面板中的液晶和富集回收铟的工艺流程图。如图所示，首先，将一定量的废弃液晶面板进行机械剥离，通过机械剥离过程，得到富集液晶和铟的剥离产品。然后，将13x类型分子筛进行破碎。破碎后，一定粒径和一定量的分子筛置于筛网吸附器上。将液晶面板的剥离产品置于热解-真空反应炉中，保持炉内密闭的环境。在反应温度500℃下热解焙烧，保温时间0.5h。当体系压力较低时，收集残余的热解油和气。待热解反应充分后，将筛网吸附器打开，覆碳分子筛倒入坩埚内，通过搅拌装置进行混合均匀。然后，开启真空泵，循环冷却水，将炉内温度升至900℃，保温时间2h，系统压力为500pa。待反应完全后，在冷凝器中得到富金属铟、锡的冷凝产品。富铟、锡的冷凝产品从冷凝器被人工取出，再经过在置换反应釜中经铝板的置换反应，得到粗海绵铟产品；再经过电解槽中的电解精炼，得到99.999％的精铟产品。

实施例2

首先，将一定量的废弃液晶面板进行机械剥离，通过机械剥离过程，得到富集液晶和铟的剥离产品。然后，将分子筛进行破碎。破碎后，一定粒径和一定量的分子筛置于筛网吸附器上。将液晶面板的剥离产品置于热解-真空反应炉中，保持炉内密闭的环境。在反应温度700℃下热解焙烧，保温时间1h。当体系压力较低时，收集残余的热解油和气。待热解反应充分后，将筛网吸附器打开，覆碳分子筛倒入坩埚内，通过搅拌装置进行混合均匀。然后，开启真空泵，循环冷却水，将炉内温度升至100℃，保温时间0.5h，系统压力为1000pa。待反应完全后，在冷凝器中得到富金属铟、锡的冷凝产品。富铟、锡的冷凝产品从冷凝器被人工取出，再经过在置换反应釜中经铝板的置换反应，得到粗海绵铟产品；再经过电解槽中的电解精炼，得到99.999％的精铟产品。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变更，而所有这些改进和变更都应属于本发明所附权利要求的保护范围。