本发明专利技术涉及一种用于从氧化铟锡(ITO)废料回收金属的工艺。其允许借助简单且对环境友好的溶解-沉积方法从ITO废物选择性回收铟和锡，而无需使用用于溶解的强腐蚀性的酸/碱化学品(例如盐酸、硝酸、硫酸和氢氧化钠)和复杂的程序/操作。溶解浴可重复使用且没有可观察到的回收率下降。其显著降低了所述回收工艺中的成本需求。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求于2014年2月18日提交的美国临时专利申请序列号61/966, 180的 优先权，所述美国临时专利申请的公开内容以全文引用的方式并入本文。
本专利技术涉及一种通过连续溶解和沉积从ITO废物选择性回收铟和锡的方法，其涉 及从ITO废物选择性地溶解铟和锡以及如何从溶液收集铟和锡的方法和浴制剂。
技术介绍
铟是电子和能源相关产业中的重要元素。其化合物氧化铟（In2O3)在透明导电氧 化物（TCO)中起重要作用，TCO是用于平板显示器、太阳能电池和其它装置的基本材料。由 于其需求增加且难以萃取，因此预计在未来铟的短缺和价格上涨。因此建立用于从含铟废 物回收铟的安全且低成本的方法是非常重要的。 有许多研宄组致力于ITO废物回收，然而没有任何研宄组使用当前专利技术从ITO 废物选择性地回收铟和锡。Park等人（新罗大学（Silla University))报道了一种 从ITO废料回收铟金属的方法，纯度高达99%。然而，所述工艺需要在140 °C下、在铟沉 淀浴中使用高腐蚀性介质（即50%氢氧化钠）4小时，这通常不被推荐用于大规模生产 目的（Bull. Korean Chem. Soc.，2011，32, 3796)。Li 等人（中南大学（Central South University))提出了一种使用H2SOdPHCl从废物浸出ΙΤ0,并通过硫化作用从浸出溶液 去除锡的方法。然而，使用了硫化氢（H 2S)气体作为硫化剂，这是毒性很高、可燃的气体 (Hydrometallurgy, 2〇11，1〇5, 2〇7) oBenedetto 等人（Cidade Universitaria(城市大学）） 提出了使用基于有机磷酸的萃取剂（例如D2EHPA)从含ITO的浸出溶液中选择性萃取铟。 然而，这些专有萃取剂的材料成本相对较高（Minerals Eng.，1998, 11，447)。在以上报道 中，他们全部使用高腐蚀性化学品或专有萃取剂来实施其研宄，并且往往在所述工艺中产 生大量的废物。 因此，在所述产业中还需要用于从含ITO废物回收铟和锡的低成本、较低毒性且 可重复使用的制剂。
技术实现思路
本专利技术允许通过简单且对环境友好的工艺从ITO废物中选择性回收铟和锡，而无 需使用腐蚀性的酸和碱（例如盐酸、硝酸、硫酸和氢氧化钠）和复杂的程序/操作。因此， 本专利技术显著降低了回收工艺中的成本和能耗要求。由于本专利技术方法使用了更环保的可再生 溶液，因此其还降低了对环境的影响。 因此，本专利技术的第一方面涉及一种用于从ITO废物中选择性地回收铟和锡的溶 解-沉积工艺。为了回收铟，本专利技术的工艺包括以下步骤： a)通过切碎和压碎来减小含ITO材料的尺寸以便形成细碎颗粒； b)通过化学和物理清洁步骤对所述细碎颗粒进行预处理，以避免溶解步骤中的干 扰； c)将经过预处理的颗粒转移到处于60°C到120°C范围浴温下的包含第一浴制剂 的第一溶解浴中，同时连续搅拌30-180分钟以溶解所述经过预处理的颗粒； d)将50-300体积％的水加入到来自步骤（c)的含有溶解颗粒的溶液中以形成第 一混合物，并过滤所述第一混合物以便收集富含铟的滤液和富含锡的滤渣（filtrand); e)将铟板放入所述富含铟的滤液中1-10小时以通过置换反应去除锡残余物； f)通过第一沉积工艺从所述富含铟的滤液回收纯度不低于99. 9 %的铟； g)在蒸发水之后，将步骤（C)中的溶解浴再用于下一个回收循环。 为了回收锡，本专利技术的工艺还包括以下步骤： h)将从步骤（d)获得的所述富含锡的滤渣转移到处于60°C到120°C范围浴温下的 包含第二浴制剂的第二溶解浴中，同时连续搅拌30-180分钟以溶解所述富含锡的滤渣； i)将50-300体积％的水加入到含有溶解的富含锡的滤渣的溶液中以形成第二混 合物，并过滤所述第二混合物以便收集富含锡的滤液和未溶解的基质（substrates); j)通过第二沉积工艺从步骤（i)中获得的富含锡的滤液回收锡； k)在蒸发水之后，将步骤（h)中的第二溶解浴再用于下一个回收循环。 本专利技术的第二方面涉及用于依照本专利技术的溶解-沉积工艺分别回收铟和锡的浴 制剂。与含有高腐蚀性的氢氧化钠、盐酸和硫酸的常规浴制剂不同，分别用于溶解铟和锡的 第一和第二浴制剂包含低成本且腐蚀性较弱的化合物。在一个实施方案中，用于本专利技术溶 解-沉积工艺的第一浴制剂包含有机卤化物与二羧酸的混合物。在另一个实施方案中，用 于本专利技术溶解-沉积工艺的第二浴制剂包含有机卤化物与羧酸的混合物。 与从含ITO的材料回收铟和锡的常规工艺相比，本专利技术的整个工艺都是在相对较 低的温度下进行的，这不需要大量的能耗。本专利技术的浴制剂中的离子溶剂还可以在简单的 水蒸发后重复使用，并且没有可观察到的回收率下降。【附图说明】 图1是描绘本专利技术的溶解-沉积工艺的流程图。【具体实施方式】 现在将详细参考本专利技术的目前优选的实施方案，以便解释本专利技术的原理。足够详 细地描述了这些实施方案或实施例，以使得所属领域技术人员能够实施本专利技术，并且应了 解还可以利用其它实施方案，并且可以在不脱离本专利技术的精神的情况下作出改变。 实施例1-用于回收铟/锡的浴制剂的组成 用于从经过预处理的含ITO的颗粒回收铟的第一浴制剂主要包含以下两种组分： a) -种或多于一种类型的有机卤化物盐：这些有机卤化物盐的阳离子可以是但 不限于四烷基按、（^烷基、二烷基和四烷基）味挫鐵、烷基P比陡鐵、^烷基P比略烧鐵、^烧 基哌啶鑰、四烷基鱗、四烷基锍、二烷基吡唑鑰（dialkylpyrazolium)和N-烷基噻唑鑰。在 这个实施例中，使用氯化2-羟基-N，N，N-三甲基乙铵（氯化胆碱）作为所述第一浴制剂中 的所述有机卤化物盐； b)20-80mol%的二羧酸：所述二羧酸可以是但不限于草酸、丙二酸、丁二酸、戊二 酸和己二酸。 在一个实施方案中，所述第一浴制剂中的所述有机卤化物盐与所述二羧酸的摩尔 比是约1:1。 用于从富含锡的材料（例如根据本专利技术的溶解-沉积工艺从含ITO的废料获得的 富含锡的滤渣）回收锡的第二浴制剂包含以下两种组分： a) -种或多于一种类型的有机卤化物盐：这些有机卤化物盐的阳离子可以是但 不限于四烷基按、（^烷基、二烷基和四烷基）味挫鐵、烷基P比陡鐵、^烷基P比略烧鐵、^烧 基哌啶鑰、四烷基鱗、四烷基锍、二烷基吡唑鑰和N-烷基噻唑鑰。在这个实施例中，使用氯 化2-羟基-N，N，N-三甲基乙铵（氯化胆碱）作为所述第二浴制剂中的所述有机卤化物盐； b)20-80mol%的羧酸：所述羧酸可以是但不限于三氟乙酸、三氯乙酸、二氯乙酸、 氯乙酸、丙酸、丁酸和戊酸。 在一个实施方案中，所述第二浴制剂中的所述有机卤化物盐与所述羧酸的摩尔比 是约1:2。 实施例2-用于从含有溶解的铟和/或锡的浴制剂收集铟/锡的电沉积条件 在实施例1中，在将经过预处理的含ITO的废物的颗粒溶解到第一浴制剂中并加 入50-300体积％的水之后，过滤溶液并分离富含铟的滤液与富含锡的滤渣。为了从所述富 含铟的滤液收集铟，将铟板放入所述滤液中以去除所述滤液中任何残余的锡，随后在以下 条件下进行第一电沉积工艺：pH不高于1. 5 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从含ITO的废物中连续回收铟和锡的方法，其包括：a)通过切碎和压碎来减小含ITO材料的尺寸以便形成细碎颗粒；b)通过化学和物理清洁步骤对所述细碎颗粒进行预处理，以避免溶解步骤中的干扰；c)将经过预处理的颗粒转移到处于60℃到120℃范围浴温下的包含第一浴制剂的第一溶解浴中，同时连续搅拌30‑180分钟以溶解所述经过预处理的颗粒；d)将50‑300体积％的水加入到来自步骤(c)的含有溶解颗粒的溶液中以形成第一混合物，并过滤所述第一混合物以便收集富含铟的滤液和富含锡的滤渣；e)将铟板放入所述富含铟的滤液中1‑10小时以通过置换反应去除锡残余物；f)通过第一沉积工艺从所述富含铟的滤液回收纯度不低于99.9％的铟；g)在蒸发水之后，将步骤(c)中的所述溶解浴再用于下一个回收循环。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：何锦镖，何国强，王然石，郑富林，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81
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