专利名称：蒸馏法从ito废靶材中回收铟锡的方法
技术领域：
本发明涉及一种蒸馏法从ITO废靶材中综合回收铟锡的方法。
背景技术：
铟是一种重要的稀散金属元素，其化合物在半导体、电子工业、原子能工业等方面有着广泛的应用。其中铟锡氧化物(ITO)是铟的最大宗消费，占总消费量的七成以上。在ITO粉生产靶材过程中产生的边角料、切屑和废品、以及溅射镀膜后的靶材，此类为铟的二次资源的最大来源。 从ITO废靶材中回收铟关键是考虑铟锡的分离及粗铟的质量和收率。用铟板从ITO的盐酸浸出溶液中置换锡的工艺虽然能够分离铟锡得到合格的粗铟，但铟的回收率低此工艺于2002年基本被淘汰。现行工艺为盐酸浸出加氧化剂氧化使锡沉淀来分离铟锡，铟的回收率可稳定在97%以上，所得粗铟经过一次电解可得到合格的4N(99. 99% )铟；该工艺存在氧化锡渣中仍少量含铟，进一步提升铟收率的空间较小，产生的锡渣作为锡原料出售时其中所含的铟就此损失的缺点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷，本专利寻求了一种从ITO粉废靶材中回收铟锡的新方法。本发明的目的是为提高从ITO废靶材中回收铟的收率，进一步简化工序，提升生产效率减少环境污染，对采用蒸馏分离铟锡的设想进行了实验验证。本发明采用如下技术方案 —种蒸馏法从ITO废靶材中回收铟锡的方法，其中，所用IT0粉为IT0废靶材经破碎、球磨所得；所用盐酸为工业盐酸； 称取适量ITO粉于烧杯中，按固液比1 : 4加入盐酸，电炉加热浸出搅拌2h左右后，IT0粉完全与盐酸反应，在浸出结束后加入适量的氧化剂，使锡以Sn4+存在与溶液中，浸出液作为蒸馏原液； 采用4KW可调压电炉、油浴加热，1000ml蒸馏瓶，每次取蒸馏原液500ml ; 设定蒸馏温度在120°C 140°C ，蒸馏时间3h 9h ;蒸馏时，蒸馏瓶不与冷凝回收
系统连接进行敞口蒸馏，或者蒸馏瓶与冷凝回收系统连接收集馏出物； 将所得保留物用稀盐酸溶解稀释至约1200ml，调节Kl值2. 0 3. 0用铝板置换，
所得海绵铟在坩埚内加片碱熔铸得到粗铟。 本发明创造的有益效果 采用本发明所公开的蒸馏工艺分离铟、锡能得到满意的铟、锡分离效果和铟的回收率。
具体实施例方式
以下通过具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。原理 常压下SnCl4的沸点为113。C，InCl3约在148 44(TC开始升华(不同文献InCl3 的升华温度不一致，为减少铟的蒸馏损失以14『C为参考)。利用SnCl4的沸点较低且与 InCl3升华温度间存在一定的区间，考虑通过蒸馏将其与InCl3分离从而达到铟锡分离的目 的。 ITO粉与盐酸的反应为
In203+6HC1 = 2InCl3+3H20
Sn02+4HC1 = SnCl4+2H20 先用盐酸浸出IT0粉，取浸出清液直接蒸馏，通过控制温度以使SnCl4馏出分离，
蒸馏结束后用稀盐酸将保留物溶解，调节ra值后直接置换，置换所得海绵铟经熔铸后的到
粗铟。蒸馏物分两步接收，温度< IOO接受物为盐酸，可返回浸出使用；温度> 100度接收 为SnCl4盐酸溶液，可继续生产氧化锡或SnCl4结晶。
2.试验部分
2. 1.试验原料 试验用ITO粉为ITO废靶材经破碎、球磨所得；工业盐酸。
2. 2.试验步骤
2. 2. 1.浸出 称取适量ITO粉于烧杯中，按固液比1 : 4加入盐酸，电炉加热浸出搅拌2h后， ITO粉完全与盐酸反应，在浸出结束后加入适量的氧化剂，使锡以Sn"存在与溶液中。浸出 液作为蒸馏原液。
2.2.2.蒸馏 采用自制4KW可调压电炉、油浴加热，1000ml蒸馏瓶，每次试验取蒸馏原液500ml。 蒸馏试验分为两批首批试验时蒸馏瓶不与冷凝回收系统连接进行敞口蒸馏，第二批试验 根据首批试验结果选取最佳蒸馏温度并使蒸馏瓶与冷凝回收系统连接收集馏出物。
2. 2. 3.置换及熔铸 重复首批试验中最佳条件进行蒸馏并将所得保留物用稀盐酸溶解稀释至约 1200ml，调节Kl值2. 0 3. 0用铝板置换，所得海绵铟在坩埚内加片碱熔铸得到粗铟。
3.结果与讨论 送样分析蒸馏原液中In 103. 7g/l， Sn 10. 3g/l。
3. 1.蒸馏条件对铟锡分离的影响 根据SnCl4沸点与InCl3的升华温度低点设定三个蒸馏温度120°C 、 130°C 、 140°C ， 每个温度选取三个蒸馏时间3h、6h、9h进行试验，试验结果见表1。表中除锡率、铟损失率的 计算方法为将蒸馏结束后瓶内保留物稀盐酸溶解定量至500ml，分析其中铟、锡含量并与原 液中铟、锡含量比较。 由表1可以看出，提高蒸馏温度可以加快锡的蒸馏速度，延长蒸馏时间可以提升 锡的分离效果；但铟的损失也随蒸馏温度的升高和蒸馏时间的延长而增加。在较低温度蒸 馏虽然蒸馏工序铟的损失小，但需增加氧化除锡工序才可使产出的粗铟经一次电解得到合 格的4N铟；在14(TC蒸馏时铟的损失大无法满足生产要求；13(TC蒸馏6小时锡与铟的分离 效果较好，且铟的损失可以接受，采用蒸馏进行铟锡的分离应是可行的。
表1正交试验结果
蒸馏温度 °C蒸馏时间 h除锡率 %铟损失 °/0
试验1120385.35
试验2120693.170.27
试验3120996.540.88
试验4130391.520.13
试验5130698.790.69
试验6130999.631,35
试验714093,471.06
试验8140699.394.38
试验9140999.869,13 3. 2.收集方式的结果 在实际生产应用中，考虑环境保护的要求和锡的综合回收，应采用收集方式。试验 结果见表2。采用收集方式蒸馏时，对IO(TC前收集到的液体进行分析，结果表明其中几乎 不含铟、锡，蒸馏出的应为盐酸，可返回浸出工序使用。温度保持在13(TC时，蒸馏瓶内溶液 呈糊状爆沸，瓶口回流明显，此时的馏出物经分析主要金属元素为锡，几乎不含铟，可通过 重结晶来生产SnCl4或经水解干燥得氧化锡出售。与表1相同温度的蒸馏数据对照，造成 锡分离效率差的原因可能是试验时蒸馏瓶仅大半浸入油中，瓶颈部温度低导致SnCl4凝结 回流影响了蒸馏结果。
表2不同蒸馏时间的结果
蒸馏温度蒸馏时间除锡率铟损失
。ch%%
130341.76
1301079.65"0
1301594.270.05 3.3.粗铟的质量 在实际生产中，根据高纯铟的生产工艺，在粗铟质量分析时需分析铟、锡、镉、铊、 铅五种元素。粗铟中In、 Sn、 Cd、 Tl、 Pb的分析结果见表3。试验所得粗铟的4种杂质元素 的含量较低，此粗铟不需要除镉和除铊仅一次电解就能得到合格的4N铟。
表3粗铟及部分杂质的分析结果
InSnCdTlPb
99.92135.12ppm3.51ppm0.016.22ppm
4.结论
采用蒸馏工艺分离铟、锡在蒸馏温度13(TC、蒸馏6h敞口蒸馏下能得到满意的铟、 锡分离效果和铟的回收率。 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉
此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护 范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求
一种蒸馏法从ITO废靶材中回收铟锡的方法，其特征在于称取适量ITO粉于烧杯中，按固液比1∶4加入盐酸，电炉加热浸出搅拌2h左右后，ITO粉完全与盐酸反应，在浸出结束后加入适量的氧化剂，使锡以Sn4+存在与溶液中，浸出液作为蒸馏原液；采用4KW可调压电炉、油浴加热，1000ml蒸馏瓶，每次取蒸馏原液500ml；设定蒸馏温度在120℃～140℃，蒸馏时间3h～9h；蒸馏时，蒸馏瓶不与冷凝回收系统连接进行敞口蒸馏，或者蒸馏瓶与冷凝回收系统连接收集馏出物；将所得保留物用稀盐酸溶解稀释至约1200ml，调节PH值2.0～3.0用铝板置换，所得海绵铟在坩埚内加片碱熔铸得到粗铟。
2. 根据权利要求1所述的蒸馏法从ITO废靶材中回收铟锡的方法，其特征在于所用ITO粉为ITO废靶材经破碎、球磨所得；所用盐酸为工业盐酸。
3. 根据权利要求1或2所述的蒸馏法从ITO废靶材中回收铟锡的方法，其特征在于最佳蒸馏条件为，蒸馏温度为13(TC，蒸馏时间6h，实行敞口蒸馏，蒸出的酸及锡可使用抽风淋洗回收。
全文摘要
本发明公开了一种对ITO(铟锡氧化物)的盐酸浸出液采用蒸馏方式分离铟、锡的设想进行试验，确定了最佳蒸馏条件为130℃下蒸馏6h。结果表明，在最佳蒸馏条件下敞开蒸馏时可获得满意的铟锡分离效果和铟的回收率。
文档编号C22B3/10GK101701291SQ20091023334
公开日2010年5月5日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者唐琴, 汪洋, 黄兴灯 申请人:南京中锗科技股份有限公司