(57)【要約】【課題】様々な有機化合物や無機化合物を含み且つインジウムの含有量が少ない廃電化製品のようなインジウム含有物から安価に、簡便に且つ効率的にインジウムを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】インジウム含有物としてインジウムを含有する廃電化製品、例えば、廃液晶パネル部品を破砕した後、酸溶液によりインジウム含有物中のインジウムなどの金属を浸出し、得られた浸出液をアルカリで中和して析出物を生成させ、固液分離により析出物と中和後液に分離し、析出物からインジウムを回収し、中和後液をインジウム含有物の浸出の際の酸溶液として使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩酸と塩化アルカリ金属とからなる酸溶液によりインジウム含有物を浸出し、得られた浸出液をアルカリで中和して、生成した析出物中にインジウムを回収することを特徴とする、インジウムの回収方法。
【請求項２】
前記中和の後に固液分離を行い、固液分離によって分離された中和後液を酸溶液として使用し、固液分離によって分離された固形物中にインジウムを回収することを特徴とする、請求項１に記載のインジウムの回収方法。
【請求項３】
前記インジウム含有物がインジウムを含有する廃電化製品であり、前記浸出前に廃電化製品を破砕することを特徴とする、請求項１または２に記載のインジウムの回収方法。
【請求項４】
前記廃電化製品がガラスを含む廃液晶パネル部品であることを特徴とする、請求項３に記載のインジウムの回収方法。
【請求項５】
前記アルカリが水酸化アルカリ金属であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のインジウムの回収方法。
【請求項６】
前記塩化アルカリ金属が塩化ナトリウムまたは塩化カリウムであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の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、インジウムの回収方法に関し、特に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなる透明導電膜を使用する液晶ディスプレイのように、インジウムなどの金属を含む廃電化製品からインジウムを回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの普及に伴って、その電極に用いられるＩＴＯ透明導電膜の需要が急速に拡大しており、ＩＴＯの製造原料であるインジウムの需要が非常に高まっている。しかし、インジウムには主たる鉱石がないため、亜鉛製錬において副生する中和石膏に濃縮されたインジウムを回収したり、リサイクル技術によってインジウムを回収している。
【０００３】
従来、ＩＴＯターゲット屑などのインジウム含有物からインジウムを回収する方法として、ＩＴＯターゲット屑を解砕して得られたインジウム含有物を塩酸で溶解し、この溶解液にアルカリを加えてｐＨが０．５〜４になるように中和し、溶解液中の所定の金属イオンを水酸化物として析出させて除去し、次いで、硫化水素ガスを吹き込んで、電解に有害な金属イオンを硫化物として析出除去した後、この溶解液を電解元液としてインジウムメタルを電解採取する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、簡単な工程で且つ安価に９９．９９９％以上の高純度のインジウムを回収できるので、ＩＴＯターゲット屑などのリサイクル法として極めて有用な方法である。
【０００４】
また、廃液晶パネルからインジウムを回収する方法として、廃液晶パネルのガラス基板をガラスの種類別に選別し、選別された廃液晶パネルを燃焼させて有機物を分解除去し、ガラス基板を含む燃え残りを破砕し、ガラス基板上に残っている薄膜を機械的な方法で剥離（除去）した後、薄膜（金属粉）とガラス片（ガラスカレット）とを各々別個に回収し、金属粉からインジウムなどの金属を回収する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６９９９１号公報（段落番号０００５−０００６）
【特許文献２】特開２００１−２９６５０８号公報（段落番号００１４−００１９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法は、ＩＴＯターゲット屑のようにインジウムなどの金属を多く含むインジウム含有物からインジウムを回収する場合には、極めて有用な方法であるが、廃液晶パネル部品などの廃電化製品のようなインジウム含有物からインジウムを回収する場合には、廃電化製品は、様々な有機化合物や無機化合物を含み、複雑な形状を有し、互いに複雑に接合された部品からなることが多いので、解砕して酸で溶解することによって、金属を浸出して回収するには、多量の酸を必要とし、装置が大型化し、薬剤コストや処理コストが増大する。
【０００７】
一方、特許文献２の方法は、廃液晶パネルを燃焼させて有機物を分解除去する必要があるので、インジウムなどのレアメタルの含有量が少ない廃電化製品からインジウムを回収する場合には、装置が大型化し、コストが増大する。
【０００８】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、様々な有機化合物や無機化合物を含み且つインジウムの含有量が少ない廃電化製品のようなインジウム含有物から安価に、簡便に且つ効率的にインジウムを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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、塩酸と塩化アルカリ金属とからなる酸溶液によりインジウム含有物を浸出し、得られた浸出液をアルカリで中和して、生成した析出物中にインジウムを回収することによって、様々な有機化合物や無機化合物を含み且つインジウムの含有量が少ない廃電化製品のようなインジウム含有物から安価に、簡便に且つ効率的にインジウムを回収することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明によるインジウムの回収方法は、塩酸と塩化アルカリ金属とからなる酸溶液によりインジウム含有物を浸出し、得られた浸出液をアルカリで中和して、生成した析出物中にインジウムを回収することを特徴とする。このインジウムの回収方法において、中和の後に固液分離を行い、固液分離によって分離された中和後液を酸溶液として使用し、固液分離によって分離された固形物中にインジウムを回収するのが好ましい。また、インジウム含有物がインジウムを含有する廃電化製品であり、浸出前に廃電化製品を破砕するのが好ましく、廃電化製品がガラスを含む廃液晶パネル部品であるのが好ましい。さらに、アルカリが水酸化アルカリ金属であるのが好ましく、塩化アルカリ金属が塩化ナトリウムまたは塩化カリウムであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、塩酸と塩化アルカリ金属とからなる酸溶液によりインジウム含有物を浸出し、得られた浸出液をアルカリで中和して、生成した析出物中にインジウムを回収することによって、様々な有機化合物や無機化合物を含み且つインジウムの含有量が少ない廃電化製品のようなインジウム含有物から安価に、簡便に且つ効率的に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】
【００１２】
以下、図１の工程図を参照して、本発明によるインジウムの回収方法の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１に示すように、原料となるインジウム含有物としてのインジウムを含有する廃電化製品、例えば、廃液晶パネル部品を破砕した後、酸溶液によりインジウム含有物中のインジウムなどの金属を浸出し、得られた浸出液をアルカリで中和して析出物を生成させ、固液分離により析出物と中和後液に分離し、析出物からインジウムを回収する。なお、中和後液をインジウム含有物の浸出の際の酸溶液として使用してもよい。
【００１４】
原料となるインジウム含有物としては、家庭、鉱工業または他の産業で使用された廃電化製品などを使用することができる。廃電化製品は、構造部品、電子部品、その他の機能部品や装飾部品などを含み、多種の金属元素や有機および無機の組成物を含んでいる。このような廃電化製品から金属を回収する場合、含有する金属元素や組成物の相互の影響が複雑であり、所望の金属を得るのは困難であったが、本発明によるインジウムの回収方法の実施の形態では、このような廃電化製品からも安価に、簡便に且つ効率的にインジウムを回収することができる。また、廃電化製品として、液晶テレビのような液晶を用いた電化製品や、液晶テレビを分解した液晶パネル部品などを使用することができ、これらを破砕機などによって小片に破砕した後に浸出を行うのが好ましい。なお、液晶テレビは少量のインジウム金属を含むが、構造が緻密且つ複雑であるため、インジウムを回収するのが困難であったが、本発明によるインジウムの回収方法の実施の形態では、このような液晶テレビからも安価に、簡便に且つ効率的にインジウムを浸出して回収することができる。
【００１５】
廃電化製品を破砕機などにより小片に破砕する場合、小片の寸法は、設備の容量などによって適宜設定すればよいが、浸出および取扱いを容易にするために、最大長さ２００ｍｍ程度以下の短冊状の小片にするのが好ましく、最大長さ５０ｍｍ以下の短冊状の小片にするのがさらに好ましい。この破砕には、単軸破砕機、多軸破砕機、ボールミルなどの広く利用されている破砕機を使用することができる。なお、インジウムの回収率を向上させるために、廃電化製品を破砕した後に、焼却や酸による有機物の分解などの前処理を行ってもよい。
【００１６】
酸溶液としては、塩酸（ＨＣｌ）に塩化アルカリ金属を混合した溶液を使用する。塩酸の濃度は、溶解する原料の量やインジウムの含有量に応じて決定すればよい。塩酸と塩化アルカリ金属を混合した酸溶液とすることによって、廃電化製品からインジウムなどの金属が溶解し、酸溶液中に浸出される。塩化アルカリ金属としては、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）や塩化カリウム（ＫＣｌ）を使用するのが好ましい。塩酸と塩化アルカリ金属の混合比は、プロセス全体の薬剤の使用量や設備の増大を抑制するために、１Ｎ塩酸に対して１〜５当量の塩化アルカリ金属になるようにするのが好ましい。
【００１７】
酸溶液として、予め塩酸と塩化アルカリ金属を混合した溶液を使用してもよいが、浸出中において塩酸に塩化アルカリ金属を連続的または断続的に添加してもよいし、反応状態に応じて塩酸に塩化アルカリ金属を添加して反応を制御してもよい。このような制御によって薬剤を効率的に使用することができ、コストを抑制することができる。
【００１８】
酸溶液の量は、廃電化製品に含まれるインジウムの含有量に応じて設定すればよい。酸浸出は廃電化製品を酸溶液中に投入するだけでよく、浸出の際の酸溶液の温度を５０〜９０℃にすれば、浸出時間を短縮して効率を向上させることができる。
【００１９】
なお、酸溶液は、浸出反応の進行に伴って、廃電化製品の溶解残物と金属が溶解した浸出液に変化するが、溶解残物は液の体積を増大させるため、ろ過などにより液から分離して除去するのが好ましい。このように溶解残物を除去することによって、後の工程の装置の規模を小さくすることができるとともに、溶解残物が固いガラスなどを含む場合にもポンプなどの破損や摩耗を防止することができる。但し、後の工程において溶解残物の体積が少なく、各化学反応に影響が少ない場合は、ろ過を省略してもよい。
【００２０】
酸浸出では、容器内に廃電化製品と酸溶液の一方または両方を連続的に添加すれば、連続的に浸出することができ、さらに効率を向上させることができる。特に、処理する廃電化製品が大量にある場合は、容器に廃電化製品を貯留し、酸溶液を容器内に投入し、下抜きおよび再投入の循環を繰り返して浸出を行えばよい。
【００２１】
中和の際に使用するアルカリとして、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や水酸化カリウム（ＫＯＨ）を使用するのが好ましい。特に、苛性ソーダは、塩酸に添加すると塩化ナトリウムになり、酸浸出に再使用することができるため、塩化ナトリウムの使用量を抑制して、コストを削減することができる。
【００２２】
中和の際には、液温を１５〜９０℃、ｐＨを４〜９にすると、インジウムの中和物（析出物）が生じて、効率的に回収することができる。また、攪拌することによって効率を向上させることができる。
【００２３】
中和の後に、中和後液とインジウムの析出物を分離するため、ろ過などにより固液分離をする。中和後液は、塩化アルカリ金属を含むため、酸浸出に使用することができ、析出物は、そのままインジウムなどの金属を回収するための原料になる。インジウムメタルにするためには、焼成後に還元する方法や、析出物を酸などに溶解して電解液に調整して電解方法によりインジウムメタルを得る方法がある。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明によるインジウムの回収方法の実施例について詳細に説明する。
【００２５】
［実施例１］
まず、原料となるインジウム含有物として、ガラス基板に電子部品などが接合した廃液晶パネル部品を用意し、この廃液晶パネル部品を破砕機で最大２００ｍｍ角程度の大きさに破砕した。なお、この破砕後の廃液晶パネル部品では、破砕されたガラス基板に電子部品などが接合したまま保持されていた。
【００２６】
破砕後の廃液晶パネル部品に含まれる金属の組成について化学分析を行った結果を表１に示す。なお、表１の単位は、乾燥した全原料（ｋｇ）当たりの化学分析値による換算質量（ｍｇ）を示している。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
次に、破砕後の廃液晶パネル部品２００ｇを分取し、１Ｌビーカー内に予め用意した酸溶液（０．３Ｎ塩酸と３２ｇの塩化ナトリウムの混合液）に投入し、大気中、大気圧下において２０℃で６時間静置して浸出を行った。
【００２９】
６時間浸出を行った後、ビーカー内の液をろ紙でろ過し、主にガラスからなる溶解残渣と浸出液に分離した。この浸出の条件と、インジウムの溶出量、未溶出量および浸出率を表２に示す。表２に示すように、インジウムの浸出率は９３％であり、非常に高かった。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
次に、得られた浸出液に、アルカリとして苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を添加し、攪拌しながらｐＨ９に上昇させて液温２０℃で中和した。析出物が生成され、ｐＨが安定したことを確認して、中和を終了した。なお、浸出時の酸中の塩素に対して０.４当量のＮａになるようにＮａＯＨを添加した。
【００３２】
この中和が終了した後、ろ過により固液分離し、析出物と中和後液に分離した。この析出物は、主にインジウム水酸化物であり、析出物中のインジウムの量（析出物中に回収されたインジウムの量（溶出量））、中和後液中のインジウムの量（析出物中に回収されなかったインジウムの量（未溶出量））およびインジウムの回収率を表３に示す。表３に示すように、インジウムの回収率は９８％と極めて高い回収率であり、インジウム品位の高い優れたインジウム原料を得ることができた。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
一方、中和後液は、８．８質量％の塩化ナトリウムを含み、廃液晶パネル部品の破砕後の浸出に使用することができるので、浸出に使用する新たな塩化ナトリウムの量を抑制することができ、コストを削減することができる。また、得られた中和後液を浸出に使用したところ、インジウムの回収率は９９％であり、極めて高い回収率を維持することができた。なお、中和後液には、僅かではあるがインジウムが含まれていることから、この分を差し引いた実収率も９８％になり、実収率が向上することがわかった。
【００３５】
［実施例２］
浸出に使用した酸溶液中の塩化ナトリウムの量を４８ｇとした以外は、実施例１と同様の方法により、インジウムを回収した。その結果、インジウムの浸出率は９２％であり、インジウムの回収率は９８％であった。なお、浸出の条件と、インジウムの溶出量、未溶出量および浸出率を表２に示す。
【００３６】
［比較例１、２、実施例３〜１２］
浸出に使用した酸溶液中の塩酸を０.８Ｎ塩酸とし、浸出の際の液温をそれぞれ１９℃、５０℃、７５℃または９０℃とし、反応時間を１時間、３時間または６時間として、実施例１と同様の方法により、インジウムの浸出を行った。この浸出の条件と、インジウムの溶出量、未溶出量および浸出率を表４に示す。
【００３７】
【表４】
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【００３８】
［比較例３、４］
実施例１と同様の廃液晶パネル部品を用意し、比較例３では実施例１のような破砕を行わず、比較例４では実施例１と同様の破砕を行った後、それぞれ酸溶液として（ＮａＣｌを含まない）１．４Ｎの塩酸を使用した以外は実施例１と同様の方法により浸出を行った。この浸出の条件と、インジウムの溶出量および未溶出量を表５に示す。表５に示すように、浸出前に廃液晶パネル部品を破砕することにより、インジウムの浸出率を大幅に向上させることができる。
【００３９】
【表５】
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【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明によるインジウムの回収方法の実施の形態を示す工程図である。
【図１】
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