(57)【要約】【課題】ＩＴＯ膜洗浄などに用いたブラスト粒子から、インジウムをスズと分離して効率よく回収することができるインジウムの回収方法を提供する。【解決手段】インジウムとアルミニウムを含有するブラスト粒子を硝酸に溶解し、この溶解液にアルカリを添加して液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整してインジウム含有澱物を生成させ、これを濾過してインジウム含有澱物を液中のアルミニウムと分離し、このインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解し、この溶解液にインジウムよりも卑な金属粉末を添加して液中のインジウムを還元し、スポンジ状の金属インジウムを回収することを特徴とするブラスト粒子からインジウムを回収する方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インジウムとアルミニウムを含有するブラスト粒子を硝酸に溶解し、この溶解液にアルカリを添加して液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整してインジウム含有澱物を生成させ、これを濾過してインジウム含有澱物を液中のアルミニウムと分離し、このインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解し、この溶解液にインジウムよりも卑な金属粉末を添加して液中のインジウムを還元し、スポンジ状の金属インジウムを回収することを特徴とするブラスト粒子からインジウムを回収する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、上記ブラスト粒子がＩＴＯ膜除去に用いた粒子であり、これを硝酸に溶解し（浸出工程）、この溶解液の液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整してインジウム含有澱物を生成させ（澱物化工程）、これを濾過して液中のアルミニウムと分離し（濾過工程）、分離したインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解し（酸溶解工程）、この溶解液に亜鉛を添加してインジウムを還元し（インジウム還元工程）、スポンジ状の金属インジウムを回収する方法。
【請求項３】
請求項２の方法において、上記酸溶解工程で得たインジウム含有溶解液にジメチルグリオキシムを添加して生成したニッケル含有澱物を固液分離し（脱ニッケル工程）、この濾液に亜鉛を添加してインジウムを還元するインジウムの回収方法。
【請求項４】
ブラスト粒子にインジウムおよびアルミニウムと共にスズが付着している場合、浸出工程後の澱物化工程において、ブラスト粒子の硝酸溶解液の液性をｐＨ１３以上の強アルカリにすることによってインジウム含有澱物を生成させると共にスズを溶解し、これを濾過してインジウム含有澱物を分離する請求項１〜３の何れかに記載するインジウムの回収方法。
【請求項５】
ブラスト粒子にインジウムおよびアルミニウムと共に鉛が付着している場合、澱物化工程において得たインジウム含有澱物を硫酸溶解することによって含有鉛分を澱物として残し、この澱物を濾過分離してインジウム溶解液と分離する請求項１〜４の何れかに記載するインジウムの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジウムおよびアルミニウムを含有するブラスト粒子からインジウムを回収する方法に関し、より詳しくは、ＩＴＯ膜除去などに用いたブラスト粒子から、インジウムをスズと分離して効率よく回収することができるインジウムの回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴＯスパッタリングを行った後は、使用した装置や周囲に付着したＩＴＯ膜を除去するために、暫々、ブラスト処理がなされる。このＩＴＯ膜除去に使用したブラスト粒子には装置保護のために使用されているアルミニウム粉やＩＴＯ成分のインジウムやスズが付着しており、とくにインジウムは一般的な金属に比べて高価であるので、できるだけ回収して再利用することが求められる。
【０００３】
従来、ＩＴＯスクラップからインジウムを回収する技術が知られている。例えば、ＩＴＯスクラップ等を硝酸に混合して、酸化インジウムを溶解させる一方、硝酸に不溶性の酸化スズを溶解残として分離する方法であり、スズを分離した後は、インジウム硝酸溶解液を陽イオン交換型の抽出溶媒に接触させてインジウムを抽出する方法（特許文献１）や、インジウム硝酸溶解液に硫化水素を通して、亜鉛、錫 、鉛、銅などの不純物を硫化物として沈殿除去した後、これにアンモニアを加えて中和し、水酸化インジウムとして回収する方法が知られている。
【０００４】
しかし、ＩＴＯスクラップを硝酸に溶解させた後に有機抽出溶媒を用いてインジウムを抽出する方法はコストが嵩み、共存する他の金属イオンの存在によって抽出効果が影響を受けるなどの問題がある。
【０００５】
さらに、従来の上記回収方法は何れもＩＴＯスラップからインジウムを回収する方法であり、使用済みブラスト粒子からインジウムを回収するものではない。ブラスト粒子はアルミナやシリカを主成分としており、これらを効率よくインジウムと分離する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−１２８５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、例えば、ＩＴＯ膜除去などに用いた使用済みブラスト粒子に付着したインジウムを効率よく回収する方法を提供するものであり、本発明によれば、ブラスト粒子にインジウムと共にアルミニウムが付着している場合、インジウムを効率よくアルミニウムと分離して回収する方法を提供する。また、インジウムと共にスズやニッケルが含まれる場合にもこれらとの分離性が良く、容易に金属インジウムを回収する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば以下のインジウム回収方法が提供される。
（１）インジウムとアルミニウムを含有するブラスト粒子を硝酸に溶解し、この溶解液にアルカリを添加して液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整してインジウム含有澱物を生成させ、これを濾過してインジウム含有澱物を液中のアルミニウムと分離し、このインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解し、この溶解液にインジウムよりも卑な金属粉末を添加して液中のインジウムを還元し、スポンジ状の金属インジウムを回収することを特徴とするブラスト粒子からインジウムを回収する方法。
（２）上記(１)の方法において、上記ブラスト粒子がＩＴＯ膜除去に用いた粒子であり、これを硝酸に溶解し（浸出工程）、この溶解液の液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整してインジウム含有澱物を生成させ（澱物化工程）、これを濾過して液中のアルミニウムと分離し（濾過工程）、分離したインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解し（酸溶解工程）、この溶解液に亜鉛を添加してインジウムを還元し（インジウム還元工程）、スポンジ状の金属インジウムを回収する方法。
（３）上記(２)の方法において、上記酸溶解工程で得たインジウム含有溶解液にジメチルグリオキシムを添加して生成したニッケル含有澱物を固液分離し（脱ニッケル工程）、この濾液に亜鉛を添加してインジウムを還元するインジウムの回収方法。
（４）ブラスト粒子にインジウムおよびアルミニウムと共にスズが付着している場合、浸出工程後の澱物化工程において、ブラスト粒子の硝酸溶解液の液性をｐＨ１３以上の強アルカリにすることによってインジウム含有澱物を生成させると共にスズを溶解し、これを濾過してインジウム含有澱物を分離する上記(１)〜上記(３)の何れかに記載するインジウムの回収方法。
（５）ブラスト粒子にインジウムおよびアルミニウムと共に鉛が付着している場合、澱物化工程において得たインジウム含有澱物を硫酸溶解することによって含有鉛分を澱物として残し、この澱物を濾過分離してインジウム溶解液と分離する上記(１)〜上記(４)の何れかに記載するインジウムの回収方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の回収方法は、インジウムと共にアルミニウムが付着したブラスト粒子などについて、このブラスト粒子を硝酸に溶解して液性をｐＨ１３以上に調整して、ブラスト粒子に付着しているアルミニウムを溶解する一方、インジウムを澱物化し、これを濾過分離してアルミニウムと分離することによって、効率よくインジウムを回収することができる。
【０００９】
また、本発明の回収方法は、ブラスト粒子にインジウムおよびアルミニウムと共にスズやニッケルが付着している場合でも、インジウムを澱物化して液中のスズと分離することができ、また、その後、ニッケルを沈澱化して分離するので、ブラスト粒子から容易にインジウムを回収することができる。さらに、本発明の方法はスポンジ状の金属インジウムを回収するので、回収工程が簡単であり、低コストでインジウムを回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のインジウム回収方法は、インジウムとアルミニウムを含有するブラスト粒子を硝酸に溶解し、この溶解液にアルカリを添加して液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整してインジウム含有澱物を生成させ、これを濾過してインジウム含有澱物を液中のアルミニウムと分離し、このインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解し、この溶解液にインジウムよりも卑な金属粉末を添加して液中のインジウムを還元し、スポンジ状の金属インジウムを回収することを特徴とするブラスト粒子からインジウムを回収する方法である。本発明のインジウム回収方法を図１に示す。図示する処理工程例はインジウム含有澱物が鉛を含有する場合の処理例である。
【００１１】
本発明の回収方法において、インジウムおよびアルミニウムを含有するブラスト粒子とは、例えばＩＴＯ膜除去に用いたブラスト粒子である。このブラスト粒子にはＩＴＯ膜成分のインジウムおよびスズが付着している。また、スパッタ装置保護のために用いられている鋼材成分の鉄、ニッケル、クロムなどを含むエッチング屑や、装置保護のために使用されているアルミニウム粉が付着している場合がある。
【００１２】
図示するように、このインジウム含有ブラスト粒子を硝酸に溶解し、エッチング屑に含まれるＩＴＯ成分のインジウムを浸出させる（浸出工程）。ブラスト粉末に鉄、クロム、ニッケルが含まれている場合には、これらもインジウムおよびアルミニウムと共に浸出する。硝酸溶解工程の液温は５０℃以上が好ましく、７０℃以上がより好ましい。
【００１３】
上記浸出工程の後に、上記溶解浸出液に水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを添加して液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整し、インジウム含有澱物を生成させる（澱物化工程）。この強アルカリ域において、アルミニウムは一部沈殿するものの大部分は沈澱化せずに液中に溶解するので、濾過分離することによってインジウム含有澱物を液中のアルミニウムと分離することができる。
【００１４】
ＩＴＯ膜除去に用いたブラスト粒子にはＩＴＯ膜成分のインジウムと共にスズが付着しており、これを硝酸に溶解したときに、スズの一部が不溶性のメタスズ酸澱物を形成した場合でも、上記澱物化工程において、上記溶解液の液性をｐＨ１３以上の強アルカリに調整することによってメタスズ酸が溶解するので、濾過分離することによってインジウム含有澱物を液中のアルミニウムと共にスズと分離することができる。
【００１５】
澱物化工程において生じたインジウム含有澱物を濾過分離する（濾過工程）。この濾過分離によって、アルミニウム、スズおよび硝酸根が液中に残り、インジウム含有澱物をこれらから分離することができる。なお、ＩＴＯ膜除去に用いたブラスト粒子にはインジウムと共にスズおよびニッケルが付着している場合があり、これを硝酸溶解すると溶解液にはインジウムと共にスズおよびニッケルが含まれる。この溶解液に含まれるニッケルは上記澱物化工程ではインジウム含有澱物に取り込まれるので、次工程でニッケルを分離する。
【００１６】
上記濾過分離したインジウム含有澱物を塩酸および/または硫酸に溶解する（酸溶解工程）。なお、ブラスト粒子にインジウムおよびアルミニウムと共に鉛が付着している場合、あるいは鉛を含有するブラスト粒子を用いた場合、上記澱物化工程によって得たインジウム含有澱物に鉛が含有されている。この含有鉛分は該インジウム含有澱物を硫酸で溶解することによって澱物中に残し、これを濾過してインジウム溶解液を鉛含有澱物と分離することができる。
【００１７】
酸溶解工程で得たインジウム含有溶解液にニッケルが含まれている場合、この溶解液に脱ニッケル剤を添加してニッケル含有澱物を形成し、濾過分離してニッケルを除去する（脱ニッケル工程）。脱ニッケル剤としては、例えば、ジメチルグリオキシムを用いると良い。液中に残留するニッケルイオンはジメチルグリオキシムと反応してキレート錯化合物を形成し、沈澱を生成するので、これを濾過分離して液中のニッケルイオンを除去することができる。ジメチルグリオキシムはインジウム含有溶解液のｐＨを１〜４.５、好ましくはｐＨ３.５〜４.５に調整して使用する。
【００１８】
次いで、上記インジウム含有溶解液、脱ニッケル工程を行った場合にはその濾液に更にインジウムよりも卑な金属、例えば亜鉛を添加してインジウムを置換還元する（インジウム還元工程）。この還元によってスポンジ状の金属インジウムが析出するので、これを濾過分離して回収する。このインジウム還元工程のｐＨはインジウムの水酸化物沈殿が生成する領域以下であれば特に制限は無いが、ｐＨ０〜３、好ましくはｐＨ１〜３に維持することが、亜鉛消費量の観点から好ましい。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例を示す。結果を表１に示した。
〔実施例Ａ１〕
ＩＴＯ膜洗浄に用いたブラスト粒子（アルミナ７５wt％）２００ｇを硝酸（濃度４mol/L）に混合し、８０℃に加熱して溶解させた。この硝酸溶解液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ１３以上に調整し、生成した澱物を濾過分離した。次いで、この澱物を塩酸に溶解し、この溶解液のｐＨを調整後、ジメチルグリオキシムを添加して生成した澱物を濾過分離した。このニッケル澱物を分離した濾液に亜鉛を添加し、析出したスポンジ状の金属インジウム２６ｇを回収した。この金属インジウムのスズおよびニッケルの含有量はそれぞれ１００ppm、８０ppmであった。
【００２０】
〔実施例Ａ２〜Ａ４〕
溶解条件などの処理工程を表１に示すように調整した以外は実施例Ａ１と同様にして金属インジウムを得た。この結果を表１に示した。
【００２１】
〔比較例Ｂ１〜Ｂ２〕
溶解条件などの処理工程を表１に示すように変更した以外は実施例Ａ１と同様にして金属インジウムを得た。この結果を表１に示した。
【００２２】
〔実施例Ｃ１〕
ＩＴＯ膜洗浄に用いた鉛含有ブラスト粒子（アルミナ７５wt％）２００ｇを硝酸（濃度４mol/L）に混合し、８０℃に加熱して溶解させた。この硝酸溶解液に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ１３以上に調整し、生成した澱物を濾過分離した。次いで、この澱物を硫酸に溶解し、不溶解物を濾過分離した。この濾液のｐＨを調整後、ジメチルグリオキシムを添加して生成した澱物を濾過分離した。このニッケル澱物を分離した濾液に亜鉛を添加し、析出したスポンジ状の金属インジウム２６ｇを回収した。この金属インジウムのスズ、ニッケル、鉛の含有量はそれぞれ１００ppm、８０ppm、２０ppmであった。
【００２３】
〔実施例Ｃ２〜Ｃ３〕
溶解条件などの処理工程を表１に示すように変更した以外は上記Ｃ１と同様にして金属インジウムを得た。この結果を表１に示した。
【００２４】
表１に示すように、硝酸濃度および溶解温度を変化させた実施例Ａ１〜Ａ３では、ジメチルグリオキシム添加後のｐＨを３.５〜４.１に調整することによって、液中のニッケルをグリオキシム沈殿として除去でき、得られる金属インジウムスポンジ中のニッケル含有量も８０ppm以下に低下する。なお、この脱ニッケル工程では、ｐＨが３.５よりやや高くｐＨ４〜４.１のものが回収した金属インジウムのニッケル含有量が少ない。なお、脱ニッケル工程を省略したもの（No.Ａ４）は、回収した金属インジウムのニッケル含有量が多く３.１wt％である。
【００２５】
比較例Ｂ１は澱物化工程において硝酸浸出液のｐＨを１１としたものであり、澱物化工程の澱物量は多いが、アルミニウムが一部沈澱して澱物にアルミニウムが含有されるので、回収される金属インジウムのインジウム含有率が低い。また、脱ニッケル工程のｐＨが２.５と低く、ニッケル含有澱物量が少ないので、回収した金属インジウムのニッケル含有量が多い。
【００２６】
比較例Ｂ２は澱物化工程を省略したものであり、十分にインジウムを回収できないので、金属インジウムを得ることができない。
【００２７】
試験No.Ｃ１〜Ｃ３に示すように、インジウム含有澱物に鉛が含有されている場合、この澱物を硫酸溶解することによって鉛含有澱物を残し、これを濾過分離して鉛を除去すれば鉛含有量１５ppm〜２０ppm程度の鉛含有量が少ない金属インジウムを回収することができる。
【００２８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の回収方法の概略を示す工程図
【図１】
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