含铟水溶液的制备方法技术

作为再利用ＩＴＯ烧结体的有效方法，本发明专利技术提供了制备含铟水溶液的方法，其包括使含铟离子和锡离子的酸性溶液进行电解处理沉淀金属锡的步骤和除去或再溶解沉淀的金属锡的步骤。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及制备含铟离子的水溶液的方法。2.相关技术描述使用含铟离子水溶液制备铟锡氧化物(以下有时称作”ITO”)烧结体。使用ITO烧结体作为溅射法制备ITO薄膜的靶子。利用ITO薄膜作液晶显示器的透明导电膜，因为其电导率高和极好的透明度。当将ITO烧结体用作溅射法的靶子时，随着溅射过程的进行，ITO烧结体受到侵蚀。侵蚀不是均匀地进行，而是局部地进行。当侵蚀发生时，穿过ITO烧结体形成穿透的孔，因此在形成孔前将ITO烧结体转变成一种新的烧结体。一些仍然可利用的部分ITO烧结体并未丢弃，而是重复利用，人们提出了各种再利用ITO烧结体的方法。这些方法全部采用复杂的步骤试图回收高纯度金属铟或氧化铟。例如，JP-A-2000-169991公开了在沉淀和除去如氢氧化物和硫化物这样的杂质之后，电解提取99.9999％或更高纯度金属铟的方法。JP-A-8-91838公开了根据溶剂提取法，通过反复萃取和反萃取回收纯度99.99％氧化铟粉末的方法。JP-A-10-204673公开了通过溶解处理ITO靶子，置换出沉淀的杂质，和随后电解提取金属铟，回收纯度99.99％金属铟的方法。再利用回收的高纯度金属铟作为制备氧化铟粉末的原料。将以这种方式制备的或如上所述回收的氧化铟与给定比例的氧化锡混合，并将混合物压制成型和烧结制备ITO烧结体(JP-A-3-207858公开的烧结体制备方法1)。用这些方法中任意一种回收的金属铟或氧化铟的纯度非常高，并因此需要复杂的步骤而且生产费用高。此外，不再利用ITO烧结体中的锡。至于制备ITO烧结体的方法，现有的方法包括共沉淀氢氧化铟和氢氧化锡、回收得到的颗粒、模制颗粒和烧结模制的颗粒(在JP-A-7-247162公开的烧结体制备方法2)。根据专利文献中公开的方法，In(NO3)3和SnCl4·5H2O用作氢氧化铟和氢氧化锡的共沉淀材料，锡离子是四价的并且共沉淀颗粒是In(OH)3-Sn(OH)4。专利技术概述本专利技术人已经对高效再利用ITO烧结体的方法进行了研究并完成了本专利技术。即本专利技术涉及制备含铟离子水溶液的方法，包括电解处理含铟离子和锡离子的酸性溶液，以沉淀金属锡的步骤和除去或再溶解沉淀的金属锡的步骤。本专利技术的方法与常规方法不同，其包括主要的步骤电解处理。本专利技术的方法除去其中的金属锡与包括复杂步骤的常规再利用方法不同，纯度极高的金属铟或氧化铟形式的铟是不回收的，而是通过简单的电解处理回收了其纯度能在制备ITO烧结体的后续步骤中有效利用的铟。该方法非常简单，只需低的生产成本并且有利于工业化。此外，根据本专利技术再溶解金属锡的方法，还再利用了ITO烧结体中的锡。此外，获得一种含铟离子并且二价锡离子含量高的水溶液，当使用这种水溶液时，能获得高密度的ITO烧结体，其适合于制备具有高导电率的ITO薄膜。另外，几乎再现了起始烧结体中铟和锡的组成比，因此该方法有利于工业化。专利技术详述本专利技术涉及制备含铟离子水溶液的方法，包括电解处理含铟离子和锡离子的酸性溶液沉淀金属锡的步骤和除去或再溶解沉淀的金属锡的步骤。第一具体实施方案在本专利技术的优选具体实施方案中，电解处理的电流量是能够将锡离子转变成金属锡充分地沉淀出酸性溶液中的锡离子。除去沉淀的金属锡。与常规方法不同，该方法没有回收诸如纯度极高的金属铟或氧化铟的铟，但通过简单的电解处理回收了其纯度能在后续的制备ITO烧结体中有效利用的铟。该方法非常简单，仅需低的生产成本并有利于工业化。电解处理的电流量是能将锡离子转变成金属锡充分地沉淀出酸性溶液中的锡离子的量，该量相对于用于将酸性溶液中含有的80％锡离子转变成金属锡所需的实际电流量，优选不少于1倍和不超过3倍，更优选不少于1倍和不超过2倍。如果电流量太大，沉淀出金属铟，导致铟离子浓度降低。可以将电解处理完成时沉积在电极上的沉淀锡与电极分离，并且可以通过过滤等步骤分离出从电极上释放出的沉淀锡。当电解处理停止时，沉淀的金属锡的溶解自发地开始，并因此优选在电解处理完成之后立即取出电极或进行过滤。电解处理中的电流密度优选不小于50Am-2和不超过800Am-2，更优选不小于100Am-2和不超过700Am-2，进一步优选不小于400Am-2和不超过600Am-2，如果电流密度超过800Am-2，除金属锡外，金属铟也倾向于沉淀。如果电流密度小于50Am-2，金属锡沉淀所需的时间更长。水溶液中的锡离子量，以铟离子和锡离子的总量为基准，优选2重量％或更少，更优选1重量％或更少。在下面的方法中，可以使用由此获得的充分除去锡离子的含铟水溶液。即通过进一步电解水溶液沉淀金属铟。此外，可以通过氧化金属铟制备氧化铟粉末，并且可以通过将该粉末与氧化锡粉末混合制备ITO烧结体，模制混合物和烧结模制的混合物。另外，将含二价锡离子的水溶液加入充分除去锡离子的含铟水溶液中，由此制备含铟离子和主要为二价锡离子的水溶液，并可以由如以下所述的方法用水溶液制备ITO烧结体。在这些方法的任何一种方法中，可以根据取决于最终ITO粉末中所含锡量的铟离子浓度，确定加入的氧化锡粉末量和加入的锡离子量。按氧化物计的ITO粉末中所含锡的量，以氧化铟和氧化锡总量为基础，是2-20重量％，通常10-20重量％。第二具体实施方案在本专利技术的另一个优选具体实施方案中，再溶解电解产生的沉淀金属锡。在水溶液中，锡以二价或四价的状态存在。根据本专利技术，通过电解处理将四价锡离子沉淀为金属锡，而不是二价锡离子，并且沉淀的金属锡再溶解于水溶液中，变成二价锡离子。因此，在锡离子没有实质增加的条件下，二价锡离子相对于水溶液中全部锡离子量可能增加。专利技术人已经发现，当用含铟离子和锡离子并且所含二价锡离子占总锡离子(二价锡离子和四价锡离子的总量)的50重量％或更多的水溶液制备铟和锡的氢氧化物沉淀时，所获得的ITO烧结体具有高密度，并且当该烧结体用作溅射钯时，能获得具有高导电率的ITO薄膜(日本专利申请号2003-319439)。在上述专利技术中，专利技术人已经提出了一种生产含二价锡离子水溶液的方法，其中的二价锡离子占总锡量的50重量％或更多，方法包括将金属锡加入到主要含四价锡离子的酸性溶液中，所述四价锡离子是通过在一种酸中溶解ITO烧结体获得的，由此根据下面公式(1)减少四价锡离子和增加二价锡离子(1)根据该方法，酸性水溶液中的锡离子总量增加并且锡离子相对于铟离子的量增加。另一方面，在本专利技术的方法中，通过电解处理将四价锡离子沉淀为金属锡，而不是二价锡离子，并且将沉淀的金属锡再溶解为二价锡离子。因此，在锡离子没有大量增加的条件下，能简单地制备二价锡离子占锡离子总量的50重量％或更多的含二价锡离子的水溶液。用这种方法获得的含铟水溶液的四价锡离子的含量低，并且当全部的沉淀锡完全溶解时，溶液所含的锡离子和铟离子的组成比例几乎与原始烧结体中的相同。可以按照已知的方法共沉淀这些离子，煅烧沉淀，模制煅烧的粉末和烧结制备ITO烧结体。使用本专利技术的方法获得的含铟水溶液制备的ITO烧结体具有高密度，并且适合作为制备透明导电膜的溅射靶。而且，鉴于还要再利用ITO烧结体中的锡，并且可以再现铟和锡组成比例几乎与原始烧结体相同，本专利技术有利于工业化。优选使用的酸性溶液含铟离子和锡离子，并且四价锡离子含量超过锡离子总量的50本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备含铟离子水溶液的方法，其包括使含铟离子和锡离子的酸性溶液进行电解处理沉淀金属锡的步骤和除去或再溶解沉淀的金属锡的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小山和也，藤原进治，三枝邦夫，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，独立行政法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]