(57)【要約】【課題】廃液晶パネル等から、稀少金属を効率よく、経済的に、回収する方法を提供する。【解決手段】廃液晶パネル等の基盤を切断、破砕し、該破砕物を窒化リチウムと共にアンモニアまたは窒素雰囲気下で攪拌処理し、稀少金属（主としてインジウム）を回収し、その結果生成する水酸化リチウムは炭酸ガスで処理して炭酸リチウムとして回収し、該炭酸リチウムを酸化リチウムとし、更にプラズマ処理にて、窒化リチウムとし、この窒化リチウムを前記稀少金属の回収処理に再利用できるようにする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液晶パネル等の基盤に使用されている透明電極に含まれる稀少金属を回収するものであって、切断、破砕された前記基盤上に形成された透明電極膜を、窒化リチウムと共にアンモニアまたは窒素雰囲気下で攪拌処理し、稀少金属酸化物を稀少金属として析出させ、回収し、その結果生成する水酸化リチウムは炭酸ガスで処理して炭酸リチウムとして回収し、該炭酸リチウムを加熱して、酸化リチウムとし、更に該酸化リチウムをプラズマ処理にて、窒化リチウムとし、この窒化リチウムを前記稀少金属の回収処理に再利用可能とすることを特徴とする透明電極に含まれる稀少金属の回収方法。
【請求項２】
前記アンモニアまたは窒素雰囲気での攪拌処理を加圧下で実施することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
前記稀少金属析出後、処理槽に水を加えて水洗処理した後に前記稀少金属を回収することを特徴とする請求項１または２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液晶パネル等の基盤に使用されている透明電極に含まれる稀少金属をメカノケミカル的に効率よく回収する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶パネルやプラズマディスプレイパネルの製造工程に於いて廃棄される廃液晶パネル、または、これらパネルを応用した製品、情報表示装置や映像表示装置等は、解体して廃棄処分されるが、その透明電極には、貴重な稀少金属が含まれている。
【０００３】
そこで、廃液晶パネル等を、再利用できるように処理する方法が種々検討されている。特許文献１には、廃液晶パネルのガラス板を矩形状に切断し、このガラス板を液晶パネルから取り外し、液晶を露出させ、ガラス基板に付着している液晶を、掻き取って回収し、そこに含まれる稀少金属などの回収を可能とすることが開示される。しかし、ここには、稀少金属の回収法は具体的に開示されておらず、また、一定形状に切断されたガラス板から液晶を掻き取るという工程は、手数のかかるものであった。
【０００４】
別途、金属インジウムを回収する方法として、特許文献２には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）ターゲット屑などを粉砕し、この粉体を塩酸、硫酸または硝酸等の酸で溶解し、その後、溶解液のｐＨをアルカリで中和し、その濾液を熟成させた後、硫化水素ガスを吹き込み、金属イオンを硫化物として析出除去した後、得られた液を電解元液として、インジウムメタルを電解採取するという方法が開示されている。この方法は、強酸や硫化水素という扱い難い薬品を使用する必要があり、また処理工程も複雑であり、実用化し難いものであった。
【０００５】
また、特許文献３にも、インジウムと錫を含有する物質から金属インジウムを回収する方法が開示されるが、ここでも、インジウムと錫の合金を塩酸、硫酸または塩酸と硫酸の混酸に加熱溶解するものであり、扱い難いものであった。
【０００６】
そこで、強酸を使用しない方法として、非特許文献１に、東北大学がＩＴＯから粉砕によるメカノケミカル反応を利用して稀少金属のインジウムを回収する方法を開発したという記事があるが、この方法は、室温で実施でき、しかも強酸を使用しないため、扱い易いものであるが、稀少金属であるリチウムを含む窒化リチウムを使用するため、経済的に問題があった。
【特許文献１】特許第３５８９９３７号公報
【特許文献２】特開２００６−２０６９９０号公報
【特許文献３】特開２００７−９２７４号公報
【非特許文献１】平成１９年７月２６日付「河北新報」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、非特許文献１に開示される方法を、実用化可能な方法に改良し、廃液晶パネル等から、稀少金属を効率よく、経済的に、回収する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の方法は、廃液晶パネル等（例えば、廃液晶パネル、プラズマディスプレイパネル及び太陽電池等）の基盤に使用されている透明電極に含まれる稀少金属を回収するものであって、切断、破砕された前記基盤上に形成された透明電極膜を、窒化リチウムと共にアンモニアまたは窒素雰囲気下で攪拌処理し、稀少金属酸化物を稀少金属として析出させ、回収し、その結果生成する水酸化リチウムは炭酸ガスで処理して炭酸リチウムとして回収し、該炭酸リチウムを加熱して、酸化リチウムとし、更に該酸化リチウムをプラズマ処理にて、窒化リチウムとし、この窒化リチウムを前記稀少金属の回収処理に再利用可能とすることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明の方法は、廃液晶パネル等（廃液晶パネル、プラズマディスプレイパネル及び太陽電池等）を、パネル切断工程、切断された廃パネルの粉砕工程（カレット状に粉砕）、必要に応じて粉砕されたパネルから有機物を除去する工程、粉砕されたカレット状の基盤から基盤上に形成されている薄膜材料をメカノケミカル反応で直接処理する工程、水洗して所定の有用なインジウムや錫等の金属を回収する工程を備えており、同時に、反応に使用した稀少金属を含む化合物を、再利用可能とすることを特徴としている。
【００１０】
かかる方法では、廃液晶パネル等を切断、粉砕し、そのままメカノケミカル反応に供することができるので、比較的大型の廃液晶パネル、廃プラズマディスプレイパネル、太陽電池等の処理に実用化できるものとなる。
【００１１】
本発明におけるアンモニアまたは窒素雰囲気での攪拌処理は、大気圧下で実施されてもよいが、加圧下（例えば０．４〜１．０ＭＰａ）で実施するのが好ましい。０．４ＭＰａは安定して無酸素条件下で反応するための下限であり、１．０ＭＰａは装置の製造が可能である上限である。
【００１２】
なお、アンモニアまたは窒素雰囲気での攪拌処理により、稀少金属を析出させた後、その処理槽に水を加えて水洗処理した後に、稀少金属を回収するのが好ましい。
【００１３】
本発明の一形態について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。
＜Ｓ１＞前処理工程
廃液晶パネル等（例えば液晶パネルの製造工場において廃棄される廃液晶パネル、液晶表示装置の組立工場にて廃棄され分解処理して排出される廃液晶パネル、及び市場にて廃棄された製品を解体処理して排出される廃液晶パネル等）について、基盤材料以外のプラスチック部材や金属部材、有機フィルム等を除外する。
＜Ｓ２＞パネル切断工程
上記前処理された基盤を切断する。
＜Ｓ３＞粉砕工程
切断された基盤をカレット状に粉砕する。
＜Ｓ４＞メカノケミカル反応
カレット状の基盤材料を、反応槽中、アンモニアまたは窒素雰囲気下で、窒化リチウムと反応させる。この反応は、加圧下（例えば０．４〜１．０ＭＰａ）で攪拌しながら実施されるのがよい。この反応で、基盤材料上に形成されていた透明電極に含まれているＩＴＯはインジウムおよび錫として析出する。
＜Ｓ５＞洗浄・分離
上記反応槽に水を入れ、攪拌しながら水洗処理することにより、生成したインゴット（インジウムを主成分とする）を回収する。
ここで生成する強アルカリの水酸化リチウムは、炭酸ガスと反応させ、扱い易い炭酸リチウムとして回収し、得られた炭酸リチウムは加熱して、酸化リチウムとし、該酸化リチウムをプラズマ処理にて、窒化リチウムとすることにより、メカノケミカル反応に使用したリチウム化合物（窒化リチウム）は、再度、窒化リチウムとして、メカノケミカル反応に利用可能となる。
＜Ｓ６＞検査
生成したインゴットの純度検査を実施する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の方法は、熱及び化学薬品(特に強酸やアルカリ剤)を使用することなく直接的に稀少金属（インジウム）を経済的に且つ高純度で回収、再生することが出来る。また、本発明の廃パネルの処理方法によれば、基盤材料には金属薄膜が付着していないので、珪石代替材料として再利用することができる。
従って、殆んど廃棄物を出さないリサイクルが可能であり、理想的な廃パネルの処理方法を提供できる。
なお、稀少金属（インジウム）の回収の処理工程で使用するリチウム化合物（リチウムも稀少金属である）も、再生利用できるため、本発明の方法は、非常に、環境に優しい、効率のよい方法といえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[実施例１]
液晶パネルの製造工場において廃棄される廃液晶パネルから、先ず基盤材料以外のプラスチック材料、金属部材、有機フィルム等を除外し、その後基盤を切断し、切断した基盤をカレット状に粉砕し、このカレット状の基盤材料（透明電極材料が付着している）を、メカノケミカル反応装置内に１０００Ｋｇ投入し、次いで窒化リチウム１５０ｇを充填した。
充填後反応装置内を〜１．３Ｐａ程度まで真空排気し、次いで、圧力が０．８ＭＰａになるように、高純度アンモニアガスを反応装置内へ導入し、撹拌パドルを回転しながら、1時間のメカノケミカル反応を行った。
この際、化学反応式１及び２に示す反応が起こっていると考えられる。
反応式1)    Ｉｎ２Ｏ３ + Ｌｉ３Ｎ + ＮＨ３→ ２Ｉｎ + ３ＬｉＯＨ + Ｎ２
反応式2)    ３ＳｎＯ２ + ２Ｌｉ３Ｎ +ＮＨ３→ ３Ｓｎ + ６ＬｉＯＨ + ２Ｎ２
【００１６】
次いで原料投入口より純水を５Ｌ入れ密封後、同様に撹拌パドルを回転させながら、水洗処理を１０分間行った。
水洗後生成されたインゴットは約２０ｇであった。該インゴットは、分析によって、インジウム及び微量の錫からなることが確認された。
この際、化学反応式３及び４に示す反応が起こっていると考えられる。
反応式3）    Ｉｎ + ＬｉＯＨ + Ｈ２Ｏ → Ｉｎ + ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ
反応式4）    Ｓｎ + ＬｉＯＨ + Ｈ２Ｏ → Ｓｎ + ＬｉＯＨ・Ｈ２Ｏ
【００１７】
[実施例２]
本発明の別の実施例として、同様に窒素ガス雰囲気で酸化インジウムからインジウムを回収することを行った。
カレット状の基盤材料（透明電極材料が付着している）を、メカノケミカル反応装置内に１０００Ｋｇ投入し、次いで窒化リチウム１５０ｇを充填した。
充填後反応装置内を〜１．３Ｐａ程度まで真空排気した。次に、圧力が０．８ＭＰａになるように、高純度窒素ガスを反応装置内へ導入し、撹拌パドルを回転しながら、1時間のメカノケミカル反応を行った。
この際、化学反応式5及び6に示す反応が起こっていると考えられる。
反応式5）  Ｉｎ２Ｏ３ + ２Ｌｉ３Ｎ → ２Ｉｎ + ３Ｌｉ２Ｏ + Ｎ２
反応式6）  ３ＳｎＯ２ + ４Ｌｉ３Ｎ → ３Ｓｎ + ６Ｌｉ２Ｏ + ２Ｎ２
【００１８】
このインジウム含有粉末と純水５Lを密封し、同様に撹拌パドルを回転させながら、水洗処理を１０分間行った。
水洗後生成されたインゴットは約２０ｇであった。該インゴットは、分析によって、インジウム及び微量の錫からなることが確認された。
この際、化学反応式７及８に示す反応が起こっていると考えられる。
反応式7）  Ｉｎ + ３Ｌｉ２Ｏ + ３Ｈ２Ｏ → Ｉｎ + ６ＬｉＯＨ
反応式8）  Ｓｎ + ３Ｌｉ２Ｏ + ３Ｈ２Ｏ → Ｓｎ + ６ＬｉＯＨ
【００１９】
反応式３、反応式４、反応式7、及び反応式８で生成するＬｉＯＨ水溶液は、強アルカリであり取扱に注意を要するので、これに炭酸ガスを導入して炭酸リチウムとして回収する。
反応式９）  ２ＬｉＯＨ + ＣＯ２ → Ｌｉ２ＣＯ３ + Ｈ２Ｏ
【００２０】
さらに、このようにして得た炭酸リチウムＬｉ２ＣＯ３を加熱して、ＣＯ２を放出させ、酸化リチウムＬｉ２Ｏを得る。
反応式10）  Ｌｉ２ＣＯ３ + Ｏ２ +Ｈｅａｔ →Ｌｉ２Ｏ +ＣＯ２
【００２１】
酸化リチウムＬｉ２Ｏをプラズマ処理装置にて、１×１０２〜１×１０３Ｐａの窒素混合ガス雰囲気の中で、処理物（Ｌｉ２Ｏ）を陰極側に、炉体側を陽極に接続して直流電圧を印加する。
これによって、処理物と炉体の間でポテンシャルの差を生じさせることによって処理ガスが分子及び励起イオン化してプラズマ放電の発光現象を生じさせることによって、活性化された＋イオンは陰極側の処理物に加速衝突する。
この時の巨大な運動エネルギーによりイオン化された窒素（Ｎ＊）が酸化リチウムＬｉ２Ｏに浸入拡散して、窒化リチウムＬｉ３Ｎを得ることができる。
【００２２】
得られた窒化リチウムＬｉ３Ｎは、前記反応式１）、反応式２）、反応式５）及び反応式６）に使用して稀少金属の還元反応に再利用出来る。
従って、本発明では、稀少金属であるインジウムを効率よく回収すると同時に、そのために使用する希少金属リチウムも繰り返し有効利用できるため、非常に、環境に優しい、効率のよい方法といえる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の方法の一例を示すフローチャートである。
【図１】
2009091599.tif 000002